ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ В СХЕМАХ РЗ

Стр 1 из 3Следующая ⇒

ЛЕКЦИЯ № 3

ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ В СХЕМАХ РЗ

Содержание лекции

3.1. Трансформаторы тока (ТТ).

3.1.1. Назначение и принцип действия ТТ.

3.1.2. Погрешности трансформаторов тока.

3.1.3. Схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока.

Выбор трансформаторов тока.

Трансформаторы напряжения (ТН).

3.2.1. Назначение и принцип действия трансформаторов напряжения.

3.2.2. Погрешности трансформаторов напряжения.

3.2.3. Схемы соединения обмоток ТН.

Трансформаторы тока

Назначение и принцип действия ТТ

Трансформаторы тока служат для разделения (изоляции) первичных и вторичных цепей, а так же для приведения величины тока к уровню удобному для измерения (номинальный ток вторичной обмотки ТТ равен 1 А или 5 А).

Номинальные токи первичной обмотки ТТ могут быть: 5, 10, 15, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000 А.

Трансформаторы тока предназначены для питания:

· измерительных приборов (амперметров, токовых обмоток счетчиков и др.);

· цепей релейной защиты.

Схема включения трансформатора тока ТA показана на рис. 3.1, а. Трансформатор тока состоит из стального сердечника и двух обмоток: первичной – с числом витков и вторичной – с числом витков . Часто ТТ изготовляются с двумя и более сердечниками (кернами). В таких конструкциях первичная обмотка является общей для всех сердечников (рис. 3.1, в). Первичная обмотка имеет несколько витков или один виток и включается последовательно в цепь того элемента, в котором производится измерение тока или подключаются устройства РЗ. К вторичной обмотке, имеющей большое число витков, подключаются последовательно соединенные измерительные приборы и токовые катушки реле защиты.

Для правильного соединения ТТ между собой и подключения к ним реле мощности, ваттметров и счетчиков, выводы обмоток ТТ обозначаются (маркируются) заводами-изготовителями следующим образом (рис. 3.1, а): начало первичной обмотки – , начало вторичной обмотки – конец первичной обмотки – , конец вторичной обмотки – . При монтаже ТТ их располагают так, чтобы начала первичных обмоток были обращены в сторону шин, а концы – в сторону защищаемого оборудования.

При маркировке обмоток ТТ за начало вторичной обмотки И₁ принимается тот ее вывод, из которого ток выходит, если в этот момент в первичной обмотке ток проходит от начала к концу , как показано на рис. 3.1, а. При включении реле КAпо этому правилу, ток в реле при включении его через ТТ сохраняет то же направление, что и при включении непосредственно в первичную цепь.

Рис. 3.1. Схемы включения ТТ (а, в) и векторная диаграмма токов (б);
а – с одним сердечником; в – с двумя сердечниками

Ток, проходящий по первичной обмотке ТТ, называется первичным и обозначается I₁, а ток во вторичной обмотке называется вторичным и обозначается I₂.

Отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току называется номинальным коэффициентом трансформации:

. (3.1)

Номинальные коэффициенты трансформации указываются на щитках ТТ, а также на схемах в виде дроби, в числителе которой – номинальный первичный ток, а в знаменателе – номинальный вторичный ток, например: или . Определение вторичного тока по известному первичному току и, наоборот, производится по номинальному коэффициенту трансформации в соответствии с формулами:

или . (3.2)

В нормальном режиме ТТ, вторичная обмотка которых замкнута на малое сопротивление токовых обмоток приборов и реле, работают в режиме близком к короткому замыканию.

Из условий безопасности персонала при пробое изоляции между первичной и вторичной обмотками вторичные обмотки ТТ тока должны быть обязательно заземлены. Заземление вторичных цепей ТТ выполняется в одной точке на ближайшей к ним клеммной сборке.

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются:

- По номинальному напряжению:

- По номинальному току первичной обмотки выбор производится в следующей последовательности:

· Определяется ток в максимальном режиме нагрузки (кВА):

, А

· Выбирается ток первичной обмотки (желательно в большую сторону) по шкале номинальных токов первичной обмотки ТТ;

· Определяется коэффициент трансформации ТТ

Проверяются трансформаторы тока по 10 % или 5 % кратности.

Под 10 % (5 %) кратностью К₁₀ или К₅ понимают наибольшее отношение первичного тока проходящего через первичную обмотку к его номинальному току первичной обмотки, при которой полная погрешность ТТ, при заданной вторичной нагрузке Z₂_, не превышает 10 % (5 %).

В справочной литературе дается величина номинальной мощности S_ном В· А соответствующая 10 % (5 %) кратности при номинальном вторичном токе I_2ном. При этом величина Z_{2 доп} определяется по формуле:

, Ом

Например ток, для ТТ типа ТОЛ-10 S_ном= 15 В· А, тогда:

, Ом

Величина вторичной нагрузки зависит от схемы соединения ТТ и реле (Таблица 3.1).

Для применяемой схемы ведется расчет Z_н.расч и из вычисленных значений наибольшую величину сопротивления Z_н.расч. применяем для проверки ТТ на 10 % (5 %) кратность.

Условием выполнения требований 10 % кратности будет:

Современные типы ТТ и область их применения (таблица 1.1)

Таблица 1.1