Одной из важнейших характеристик трансформатора тока является его характеристики намагничивания. Это зависимость напряжения на выводах вторичной обмотки от тока, протекающего по ней. Поэтому характеристику еще называют вольт-амперной (ВАХ) . При этом выводы первичной обмотки остаются разомкнутыми, а напряжение на вторичную обмотку подается от независимого источника с регулируемым выходом.
Характеристики эти снимают как при приемо-сдаточных испытаниях, так и в процессе эксплуатации. Цель проверки: выявить возможные витковые замыкания во вторичной обмотке проверяемого трансформатора. Обычное измерение сопротивления этот дефект выявить не может, так как замыкание нескольких витков между собой изменяют общее сопротивление настолько незначительно, что это соизмеримо с погрешностью проведенных измерений.
Проверка производится для всех трансформаторов тока без исключения: и на напряжение до 1000 В, и высоковольтных. При наличии у трансформатора нескольких обмоток, использующихся для разных целей (релейной защиты, измерения, учета электроэнергии) ВАХ снимается для каждой из них.
Оборудование и схема для проверки
В качестве регулируемого источника напряжения для снятия ВАХ используется лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), или устройства, содержащие его в своем составе. Напряжение должно быть абсолютно синусоидальным, поэтому тиристорные источники питания для испытаний непригодны.
Для фиксации величин токов и напряжений потребуются лабораторный амперметр и вольтметр. При использовании встроенных в источник питания приборов важно учесть, что амперметр должен измерять среднеквадратичное значение, а - средневыпрямленное.
Важен и порядок включения приборов в измерительную цепь. Амперметр должен измерять только ток непосредственно в проверяемой обмотке. Вольтметр подключается до него, ток через обмотку прибора не должен учитываться, чтобы не вносить в измерения дополнительную погрешность.
Самым точным вариантом измерений является подключение измерительного комплекса непосредственно к выводам трансформатора тока. Но, если это невозможно, допускается вариант с использованием специальных токовых клемм на панелях ячейки с проверяемым трансформатором тока. Измерение с клеммников, находящихся на значительном удалении и соединенных с объектом измерения контрольными кабелями, недопустимо. В этом случае к сопротивлению обмотки добавляется сопротивление жил кабельной линии, соизмеримое с ней по величине.
Проверить трансформатор тока на напряжение до 1000 В с помощью одного только ЛАТРа не представляется возможным. Слишком при малых напряжениях у них начинается горизонтальный участок характеристики, поэтому насыщение наступит уже при незначительном повороте рукоятки ЛАТРа. Поэтому между источником регулируемого напряжения и проверяемой обмоткой можно подключить разделительный трансформатор 220/36 В или любой другой. При этом предел регулирования расширяется.
В целях безопасности в цепи подключения ЛАТРа к сети питающего напряжения должен быть защитный аппарат - автоматический выключатель. А также предусмотрена возможность создания видимого разрыва при переключениях между трансформаторами или их обмотками. Достаточно вилки, которая втыкается в розетку удлинителя, положение которой видно с границ рабочего места.
Порядок снятия вольт-амперной характеристики
Перед подачей напряжения на испытательную установку рукоятка управления ЛАТРом должна находиться в крайнем положении, соответствующем нулевой величине напряжения на выходе. Затем, после включения питания, нужно размагнитить железо трансформатора. Для этого рукояткой управления ЛАТРом ток через обмотку несколько раз плавно увеличивают до номинальной величины и снова опускают до нуля. После этого начинается процесс снятия ВАХ.
Оптимальным является работа в бригаде из двух человек. Один поднимает напряжение и фиксирует ток амперметра в нормируемых точках. Второй при этом снимает показания с вольтметра и записывает в заранее заготовленную таблицу.
Ток во вторичной обмотке нужно поднимать очень плавно. Когда начинается участок насыщения, малому приращению напряжения от источника будет соответствовать резкое увеличение тока. На этом этапе нормируемые точки для измерения легко проскочить. Возвращать ручку ЛАТРа назад с целью снять показания вольтметра поточнее нельзя. Нужно плавно сбросить напряжение до нуля и начать процесс сначала.
Разрешается снимать не всю характеристику полностью, а ограничится для проверки лишь тремя ее точками. Поднимать напряжение на обмотке выше 1800 В не допускается.
По достижении конечной точки для измерений напряжение ЛАТРа плавно уменьшают до нуля, после чего проверочную установку отключают от сети.
Анализ полученной характеристики
Полученные данные сравниваются с характеристикой, снятой для данного трансформатора тока в заводских условиях. Допускается сравнение с ранее снятой характеристикой данной обмотки этого же трансформатора. При отсутствии каких-либо данных для сравнения анализ производится с использованием типовой характеристики для устройства того же типа, имеющего тот же коэффициент трансформации, класс точности и кратность насыщения.
Все перечисленные характеристики оказывают влияние на полученную характеристику. Более того, у одинаковых трансформаторов тока не бывает абсолютно идентичных ВАХ . Влияние на это оказывает не только сопротивление вторичной обмотки, но и качество материала, из которого выполнен сердечник трансформатора.
Отличаться полученная характеристика от вышеперечисленных не должна более, чем на 10%. Если полученный график расположен ниже образцового на большую величину, в подопытном образце присутствует витковое замыкание. Его нужно заменить исправным, или отказаться от установки, вернув на предприятие-изготовитель.
Но перед этим еще раз проверьте правильность проведенных измерений: витковые замыкания в трансформаторах тока не такое уж и частое явление.
Добро пожаловать на страницы сайта «Заметки электрика».
В прошлой статье я рассказал Вам про трансформаторы тока и их назначение.
Но в настоящее время на рынке существует большой выбор и разнообразие трансформаторов тока. И чтобы Вам было легче ориентироваться среди них, необходимо их классифицировать.
Вот сегодня мы и поговорим об их разновидностях и классификации.
Классификация ТТ по назначению
Еще существуют лабораторные трансформаторы тока, о которых я не упомянул в вышесказанной статье. Эти лабораторные ТТ имеют высокий класс точности и имеют несколько коэффициентов трансформации.
Так выглядит лабораторный трансформатор тока УТТ-6м1, установленный на моем рабочем стенде для . Также мы его используем для измерения тока в первичной цепи при
Сейчас я подробно на нем останавливаться не буду. Расскажу о нем в отдельной статье. Кому интересно, то можете подписываться на статьи (в правой колонке сайта) и получать уведомление на почту о выходе новой статьи на сайте.
Классификация трансформаторов тока по месту установки
По месту установки трансформаторов тока их можно классифицировать следующим образом:
наружные
внутренние
встроенные
переносные
специальные
Наружные трансформаторы тока могут устанавливаться на открытом воздухе, т.е. это может быть открытое распределительное устройство (ОРУ). Категория размещения электрооборудования в данном случае является I и регламентируется ГОСТ 15150-69.
На фотографии ниже показаны трансформаторы тока наружной установки, установленные на стороне 110 (кВ).
Внутренние трансформаторы тока могут быть установлены только в закрытых помещениях. Это может быть закрытое распределительное устройство (ЗРУ), так и комплектное распределительное устройство (КРУ), а также все помещения закрытого типа, регламентируемого ГОСТом 15150-69.
Пример внутренней установки трансформаторов тока смотрите на фотографиях ниже.
Вот установка высоковольтного трансформатора тока ТПШЛ-10 в ЗРУ-110 (кВ). Этот трансформатор стоит в .
На фотографии ниже показан пример установки высоковольтных трансформаторов тока ТПЛ-10 в кабельном отсеке ячейки КРУ напряжением 10 (кВ).
Это трансформаторы ТПФМ-10 на одной из распределительных подстанций 10 (кВ).
А это несколько примеров низковольтных трансформаторов тока внутренней установки: КЛ-0,66 и ТТИ-А.
Встроенные трансформаторы тока встраиваются в силовые трансформаторы, выключатели, генераторы и другие электрические машины. В качестве внутренней среды электрооборудования применяется трансформаторное масло или газ.
Пример встроенных ТТ Вы можете посмотреть на фотографии ниже. Эти трансформаторы тока ТВТ встроены в бак силового трансформатора 110/10 (кВ) мощностью 40 (МВА). Они установлены на стороне 110 (кВ) и основная цель их установки — это осуществление дифференциальной защиты трансформатора.
Переносные ТТ применяются для лабораторных электрических измерений и испытаний электрооборудования. Примером переносного трансформатора тока является лабораторный трансформатор тока, о котором я говорил в самом начале статьи.
Специальные ТТ предназначаются и устанавливаются в специальных электроустановках шахт, морских судов, электровозов. Сюда можно отнести трансформаторы тока, установленные в силовой цепи питания электрических печей высокой частоты. Мне лично не приходилось их видеть своими глазами.
Разделение ТТ по способу установки
По способу установки трансформаторов тока их можно классифицировать следующим образом:
проходные
Проходные ТТ применяют тогда, когда необходимо их установить в проеме стены или металлической поверхности (основания). Чаще всего они применяются в качестве вводов, а также на старых подстанциях с бетонным распределительным устройством (БРУ), по особенностям конструкций бетонных перегородок. Проходные трансформаторы тока играют роль проходного изолятора.
Как видно по фотографиям, проходные трансформаторы тока легко узнать по особенностям расположения выводов первичной обмотки. Один вывод всегда расположен вверху, другой — внизу.
Опорные трансформаторы тока применяют и устанавливают на ровную опорную плоскость.
Отличительной особенностью опорных трансформаторов тока является то, что вывода первичной обмотки располагаются либо все вверху, либо один вывод слева, другой — справа.
Классификация трансформаторов тока по коэффициенту трансформации
В чем же заключается классификация трансформаторов тока по коэффициенту трансформации?
Трансформаторы тока бывают:
с одним постоянным коэффициентом трансформации (одноступенчатые)
с несколькими коэффициентами трансформации (многоступенчатые)
Трансформаторы тока с одним имеют на протяжении всего срока их службы и эксплуатации один постоянный коэффициент, который никаким образом изменить нельзя. Они и нашли самое широкое применение.
У трансформаторов тока с несколькими коэффициентами трансформации можно изменить этот коэффициент путем несложных манипуляций. Например, изменить число витков обмоток, как первичной, так и вторичной.
Опять же в пример Вам привожу свой лабораторный трансформатор тока УТТ-6м1.
Классификация трансформаторов тока по первичной обмотке
По конструкции первичной обмотки, трансформаторы тока можно разделить следующим образом:
с одним витком (одновитковые)
с несколькими витками (многовитковые)
Об этом мы поговорим с Вами в отдельной статье про , т.к. материала по этой теме очень много.
Разделение ТТ по типу изоляции
Суть этого разделения заключается в способах изоляции обмоток трансформатора тока (первичной и вторичной). Существует следующие способы изоляции обмоток между собой:
- твердая изоляция
- вязкая изоляция
- смешанная изоляция
- газовая изоляция
Под твердой изоляцией подразумевается использование фарфора, полимерных материалов, бакелита, капрона и эпоксидной изоляции (смолы).
Вязкая изоляция состоит из компаундов различных составов.
Под смешанной изоляцией понимают бумажно-масляную изоляцию.
В качестве газовой изоляции применяется воздух или элегаз.
Классификация ТТ по методу преобразования
Классификация трансформаторов тока по методу преобразования заключается в самом принципе преобразования переменного электрического тока.
Различают следующие методы преобразования:
электромагнитные
оптико-электронные
Классификация трансформаторов тока по классу напряжения
Ну вот мы и добрались до класса напряжения. И конечно же трансформаторы тока тоже по ним делятся. Деление происходит очень легко и просто:
класс напряжения до 1 (кВ)
класс напряжения от 1 (кВ) и выше
Разницу по классу напряжения трансформаторов тока видно не вооруженным глазом.
Выводы
Из опыта эксплуатации и технического обслуживания трансформаторов тока на подстанциях своего предприятия скажу, что чаще всего трансформаторы тока с классом напряжения от 3-10 (кВ) выполняются проходными, реже опорными. Все они предназначены для внутренней установки и имеют один коэффициент трансформации. Также у них используется 2 вторичные обмотки, одна из которых используется для цепей измерения и учета электроэнергии, а другая — для релейной защиты.
P.S. Если Вам необходимо узнать все классификационные , то воспользуйтесь его паспортом. Если во время прочтения статьи у Вас появились вопросы, то смело задавайте их в комментариях.
Трансформатор напряжения - это один из видов трансформаторов, который еще называют измерительным, предназначеннный для отделения первичных цепей высокого и сверх высокого напряжений и цепей измерений, РЗ и А . Также их используют для понижения высоких напряжений (110, 10 и 6 кВ) до стандартных нормируемых величин напряжений вторичных обмоток - 100 либо 100/√3.
Помимо этого, применение трансформаторов напряжение в электроустановках позволяет изолировать маломощные низковольтные измерительные приборы и устройства, что удешевляет стоимость и позволяет использовать более простое оборудование, а также обеспечивает безопасность обслуживания электроустановок.
Трансформаторы напряжения нашли широкое применение в силовых электроустановках высокого напряжения, от точности их работы зависит правильность коммерческого учета электроэнергии , селективность действия устройств РЗ и противоаварийной автоматики, также они служат для синхронизации и питания автоматики релейной защиты ЛЭП от коротких замыканий, и др.
Устройство. Принцип работы ТН
Измерительный трансформатор конструктивно практически не отличается от стандартных силовых трансформаторов . Он состоит из обмоток: первичной и одной либо нескольких вторичных и стального сердечника, набранного листами электротехнической стали. Первичная обмотка имеет большее количество витков, в сравнении со вторичной. На первичную - подается напряжение, которое требуется измерить, а ко вторичным - подключаются ваттметр и пр. измерительные аппараты. Поскольку ваттметр имеет значительное сопротивление, то по вторичной принято считать, что протекает малый ток. Поэтому полагают, что измерительный трансформатор напряжения функционирует в режимах близких к холостому ходу.
Такие трансформаторы оснащают разъемами для подключения: первичная обмотка присоединяется к цепям силового напряжения, а ко вторичной могут подключены - реле , обмотки вольтметра или ваттметра и пр. приборы. Принцип действия у них аналогичен силовому трансформатору: трансформирование напряжения в измерительном трансформаторе производится переменным магнитным полем.
Потери намагничивания обуславливают некоторую погрешность в классах точности. Погрешность определяется:
Конструкцией магнитопровода;
Проницаемостью стали;
- коэффициентом мощности , т.е. зависит от вторичной нагрузки.
Конструкцией предусматривается компенсация погрешности по напряжению благодаря уменьшению количества витков первичной обмотки, устранению угловой погрешности с помощью компенсирующих обмоток.
Простейшая схема включения трансформатора напряжения
Классификация ТН
Трансформаторы напряжения принято разделять по следующим признакам:
По количеству фаз:
Однофазные;
Трехфазные.
По числу обмоток:
2-х-обмоточные;
3-х-обмоточные.
3. По способу действия системы охлаждения:
Электрические устройства с масляным охлаждением;
Электрические устройства с воздушной системой охлаждения (с литой изоляцией либо сухие).
4. По способу установки и размещения:
Для наружной установки;
Для внутренней;
Для комплектных РУ.
5. По классу точности: по нормируемым величинам погрешностей.
Расмотрим несколько трансфомраторов напряжения разных производителей:
1. Трансформатор напряжения ЗНОЛ-НТЗ-35-IV-11
Производиель
Невский трансформаторный завод «Волхов».
Назначение и область применение ЗНОЛ-НТЗ
Трансформаторы предназначены для наружной установки в открытых распределительных устройствах (ОРУ). Трансформаторы обеспечивают передачу сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, предназначены для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения 35 кВ. Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции.Корпус трансформаторов выполнен из компаунда на основе гидрофобной циклоалифатической смолы «Huntsman», который одновременно является основной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от механических и климатических воздействий.Рабочее положение трансформаторов в пространстве - вертикальное, высоковольтными выводами вверх.
Рисунок - Габаритные размеры трансформатора
Рисунок - схемы подключения обмоток трансформаторов
Характеристики:
Класс напряжения по ГОСТ 1516.3, кВ - 27 35 27
Наибольшее рабочее напряжение, кВ - 30 40,5 40,5
Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ - 15,6 20,2 27,5
Номинальное напряжение основной вторичной обмотки, В - 57,7 100
Номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки, В - 100/3, 100 127
Номинальные классы точности основной вторичной обмотки - 0,2; 0,5; 1; 3
2. Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения 3хЗНОЛПМ(И) - производитель "
Свердловский завод трансформаторов тока"
Назначение3хЗНОЛПМ(И)
Трансформаторы предназначены для установки в комплектные устройства (КРУ), токопроводы и служат для питания цепей измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления в электрических установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц в сетях с изолированной нейтралью.
Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении "УХЛ" категории размещения 2 по ГОСТ 15150.
Рабочее положение - любое.
Расположение первичного вывода возможно как с лицевой так и с тыльной стороны трансформатора.
Трехфазная группа может комплектоваться в 4-ех вариантах:
Из трех трансформаторов ЗНОЛПМ - 3хЗНОЛПМ-6 и 3хЗНОЛПМ-10;
Из трех трансформаторов ЗНОЛПМИ - 3хЗНОЛПМИ-6 и 3хЗНОЛПМИ-10;
Из одного трансформатора ЗНОЛПМ (устанавливается по середине) и двух трансформаторов ЗНОЛПМИ (устанавливаются по краям) - 3хЗНОЛПМ(1)-6 и 3хЗНОЛПМ(1)-10;
Из двух трансформаторов ЗНОЛПМ (устанавливаются по краям) и одного трансформатора ЗНОЛПМИ (устанавливается по середине) - 3хЗНОЛПМ(2)-6 и 3хЗНОЛПМ(2)-10.
Для повышения устойчивости к феррорезонансу и воздействию перемежающейся дуги в дополниетльные обмотки, соединенные в разомкнутый треугольник, используемые для контроля изоляции сети, рекомендуется включать резистор сопротивлением 25 Ом, рассчитанный на длительное протекание тока 4А.
Внимание! При заказе трансформаторов напряжения для АИСКУЭ обязательно заполнение опросного листа.
Гарантийный срок эксплуатации - 5 (пять) лет со дня ввода трансформатора в эксплуатацию, но не более 5,5 лет с момента отгрузки с завода-изготовителя.
Срок службы - 30 лет.
3. НАМИТ-10-2 - производительОАО «Самарский Трансформатор»
Назначение и область применения
Трансформатор напряжения НАМИТ-10-2 УХЛ2 трехфазный масляный антирезонансный является масштабным преобразователем и предназначен для выработки сигнала измерительной информации для измерительных приборов в цепях учёта, защиты и сигнализации в сетях 6 и 10 кВ переменного тока промышленной частоты с изолированной нейтралью или заземлённой через дугогасящий реактор. Трансформатор устанавливается в шкафах КРУ(Н) и в закрытых РУ промышленных предприятий
Технические параметры трансформатора напряжения НАМИТ-10-2
Номинальное напряжение первичной обмотки, кВ - 6 или 10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ - 7,2 или 12
Номинальное напряжение основной вторичной обмотки (между фазами), В - 100 (110)
- напряжение дополнительной вторичной обмотки (аД - хД), не более, В - 3
Класс точности основной вторичной обмотки - 0,2/0,5
Рисунок - Габаритные размеры и схема подключения