Gc-helper.ru

ГК Хелпер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Измерительные кабеля с трансформаторами тока

Трансформаторы измерительные

Существуют измерительные трансформаторы тока и напряжения, которые преобразовывают силу тока или электрического напряжения до безопасных для измерительных приборов значений. Компания EKF выпускает измерительные трансформаторы тока ТТE, ТТE-А и ТТE-Р с номинальным первичным током от 5 до 5000 А. Они используются в системах учета электропотребления и электрической автоматики. ТТE — устройства с универсальным окном и классом точности 0,5 и 0,5S, ТТE-А — приборы со встроенной шиной, ТТE-Р — разъёмные трансформаторы.

Как провести измерения при высокой силе тока

Оценить эффективность работы любого оборудования можно, лишь обладая точными данными статистики. Для их сбора используются специальные приборы – амперметр, счетчик электроэнергии и другие. Но если сами они не выдерживают высоких нагрузок, то как собрать информацию по работе мощных электроустановок? Решение – использовать измерительные трансформаторы тока.

Эти устройства снижают силу тока до значений, с которыми работают измерительные приборы (от 0 до 5 А). Причем это касается не только измерительной аппаратуры, но и устройств по защите и управлению электрической цепью, например, разнообразной релейной автоматики.

Защитные и измерительные приборы подсоединяются ко вторичной обмотке трансформатора тока, который напрямую подключен к самому проводнику. Важная техническая особенность трансформатора тока, которая обеспечивает точность измерения – это пропорциональное соответствие тока во вторичной цепи току в проводнике.

Как выбрать измерительный трансформатор тока

При поиске устройства в категории измерительный трансформатор тока цена обычно ставится на первое место. Однако важно помнить, что это лишь одна из характеристик, на которые стоит обращать внимание. Первейшие из них – качество приборов и величина погрешности измерений. Ответственные задачи, для решения которых используют трансформаторы тока, предъявляют к ним высокие требования:

  • устройства должны быть изготовлены из надежных материалов и успешно пройти испытания;
  • как посредники между проводником и измерительными устройствами, трансформаторы тока должны соответствовать высокой точности измерения с минимальной погрешностью.

Всеми этими характеристиками обладают трансформаторы тока от компании EKF. Их надежность подтверждается широким применением как в промышленности, так и в жилом секторе.

В линейке EKF PROxima представлены три серии трансформаторов тока: с универсальным окном, со встроенной шиной и разъёмные. Они рассчитаны на работу в сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 660 В.

Устройства с универсальным окном и встроенной шиной

В серии ТТЕ от EKF представлены измерительные трансформаторы с универсальным окном – характерным отверстием в центре прибора, в которое заводится проводник. Благодаря размерам этого окна специалисты не ограничены в использовании трансформатора тока на шинах и кабелях только одного сечения.

В ассортимент ТТЕ входят устройства в широком диапазоне номинального первичного тока – от 100 до 5000 А. Кроме того, трансформатор тока ТТЕ предлагается в шести вариантах габаритного исполнения, что значительно расширяет выбор.

Другой вид приборов – ТТЕ-А. Это измерительные трансформаторы тока со встроенной медной луженой шиной. К контактам устройства можно подключать как медные, так и алюминиевые проводники.

Во всех приборах ТТЕ и ТТЕ-А важное значение уделяется вопросам надежности и безопасности. Чтобы предотвратить доступ ко вторичной обмотке, их корпуса создаются неразборными и пломбируются. Кроме того, прозрачная крышка защищает контактную часть измерительных трансформаторов от несанкционированного доступа и предотвращает случайное соприкосновение с токоведущими частями прибора.

Важнейшая характеристика трансформаторов тока – класс точности, который показывает погрешность измерений. Приборы ТТЕ и ТТЕ-А обладают классом точности 0,5 или 0,5S, которые являются наиболее востребованными на рынке. При этом важно помнить, что трансформаторы тока класса 0,5S в несколько раз точнее приборов с характеристикой 0,5.

Разъемные трансформаторы тока EKF

В серии ТТЕ-Р представлены приборы, конструктивно похожие на устройства с универсальным окном, но состоящие из двух разъединяемых частей. Благодаря этой особенности их можно устанавливать и снимать, не разбирая конструкцию с проводником, что значительно экономит время при монтаже. Разъемные измерительные трансформаторы EKF рассчитаны на номинальный первичный ток от 150 до 3000 А и выпускаются в нескольких габаритных исполнениях.

Другие средства измерений

Без измерительных трансформаторов не обойтись, когда требуется «снять показания» в цепи с высокими токами. Но в линейке продукции EKF также представлены различные приборы, облегчающие измерения и в бытовых условиях – мультиметры и токовые клещи. Они пользуются такой же популярностью у специалистов, как и необходимые каждому электрику инструменты: отвертки, ножницы кабельные, пассатижи и бокорезы.

В линейке продукции EKF также представлен необходимый для любой квартиры электромеханический или электронный счетчик электроэнергии. Устройства в серии СКАТ отличаются компактными размерами, удобством монтажа и встроенной пломбировкой для защиты от несанкционированного доступа.

Таким образом, какие бы задачи ни стояли перед специалистом, в ассортименте EKF найдутся все необходимые устройства и инструменты – точные, надежные и безопасные.

Измерительные трансформаторы тока

Межповерочный интервал — 16 лет.

Трансформатор тока с обмотками для защиты класса точности 5PR, 10 PR

Класс напряжения: 0,66 кВ
Номинальный первичный ток: 1-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S

Класс напряжения: 0,66 кВ
Номинальный первичный ток: 1-600 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S

Класс напряжения: 0,66 кВ
Номинальный первичный ток: 100-2500 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 5P; 10P

Номинальный первичный ток: 600-5000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P

Номинальный первичный ток: 300-2500 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 1

Номинальный первичный ток: 100-4000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2S; 1

Номинальный первичный ток: 300-3000 А
Номинальный вторичный ток: 1 А ;5 А
Класс точности: 0,2;0,2S; 0,5; 0,5S

. НОВИНКА .

Номинальный первичный ток: 5000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P

Номинальный первичный ток: 100-600 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 5P; 10P

Разъемный измерительный трансформатор

Номинальный первичный ток: 300-1000 А
Номинальный вторичный ток: 5 А
Класс точности: 1; 0,5

Номинальный первичный ток: 200-1200 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 5Р; 10P

. НОВИНКА .

Номинальный первичный ток: 100-2500 А
Номинальный вторичный ток: 1, 2 или 5 А
Класс точности: 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S; 1; 3; 10; 5Р; 10P

. НОВИНКА .

Номинальный первичный ток: 100-600 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S; 1; 3; 5; 5Р; 10P

Номинальный первичный ток: 75-10000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P

Номинальный первичный ток: 15000, 25000 А
Номинальный вторичный ток: 5 А
Класс точности: 10P

Номинальный первичный ток: 3000-30000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S

Читать еще:  Выключатель legrand cariva 1 клавиша с подсветкой

Класс напряжения: 6, 10 кВ
Номинальный первичный ток: 10-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 1; 5Р; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 6, 10 кВ
Номинальный первичный ток: 5-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 5-4000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 5Р; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 6, 10 кВ
Номинальный первичный ток: 10-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 6, 10 кВ
Номинальный первичный ток: 5-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 6, 10 кВ
Номинальный первичный ток: 10-3000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2
Уменьшенные габаритные размеры — всего 210 мм в длину!

Класс напряжения: 6, 10 кВ
Номинальный первичный ток: 10-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 6, 10 кВ
Номинальный первичный ток: 5-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 1000-5000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 1000-6000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3, 4, 5 или 6

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 5-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 20-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 20-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 20-3000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 50-1000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 1 или 2

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 50-3000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 5-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 10-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 6 кВ
Номинальный первичный ток: 10-600 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 1

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 10-600 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 1

Класс напряжения: 10 кВ
Номинальный первичный ток: 10-600 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2

Класс напряжения: 20 кВ
Номинальный первичный ток: 5-2500 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 20 кВ
Номинальный первичный ток: 3000-18000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2 или 3

Класс напряжения: 20 или 35 кВ
Номинальный первичный ток: 300-4000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

. НОВИНКА .

Класс напряжения: 27 кВ
Номинальный первичный ток: 600 А
Номинальный вторичный ток: 5 А
Класс точности: 5P, 10P
Количество вторичных обмоток: 1

. НОВИНКА .

Класс напряжения: 35 кВ
Номинальный первичный ток: 100-1200 А
Номинальный вторичный ток: 1,2,5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 1
Количество вторичных обмоток: 1, 2 или 3

Класс напряжения: 35 кВ
Номинальный первичный ток: 15-3000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5S; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 3, 4 или 5

Класс напряжения: 35 кВ
Номинальный первичный ток: 100-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 1, 2 или 3

Класс напряжения: 35 кВ
Номинальный первичный ток: 10-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 1, 2, 3 или 4

Класс напряжения: 35 кВ
Номинальный первичный ток: 5-3000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 2, 3 или 4

Класс напряжения: 110 кВ
Номинальный первичный ток: 20-4000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 1; 3; 5P; 10P
Количество вторичных обмоток: 3, 4, 5 или 6

Класс напряжения: 110 кВ
Номинальный первичный ток: 20-2000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 1; 3; 5P; 10P
Количество вторичных обмоток: 3, 4, 5 или 6

Класс напряжения: 35, 110 и 220 кВ
Номинальный первичный ток: 100-3000 А
Номинальный вторичный ток: 1-5 А
Класс точности: 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S; 10P
Количество вторичных обмоток: 1 или 3

Выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ

При заполнении опросного листа выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ (пункта коммерческого учета) выполняется по нескольким параметрам:

  • номиналу (номинальному току первичной обмотки);
  • требуемому классу точности.

Рассмотрим подробнее условия выбора такого трансформатора, предназначающегося для подключения счетчика электроэнергии к высоковольтным линиям электропередач.

Выбор трансформатора по номиналу

При выборе измерительного трансформатора следует указать в амперах требуемый номинальный ток (номинал) его первичной обмотки. Эта величина определяется действующим значением тока в линии передач, к которой присоединяется пункт, при ее работе в аварийном режиме (когда присоединенный трансформатор работает с максимальной перегрузкой). Номинал выбранного трансформатора должен превышать значения этого тока. В опросном листе предоставлены дискретные значения этого тока (от 5 до 400 А).

Номинальный ток (номинал) вторичной обмотки трансформаторов тока, устанавливаемого в пункты учета электроэнергии составляет 5 А, в независимости от номинального значения тока первичной обмотки.

Читать еще:  Розетка для оптического аудио кабеля

После выбора номинала первичной обмотки обязательно выполняется расчетная проверка коэффициента трансформации. Он не должен быть завышен (т.е. при 25%-ной нагрузке трансформатора, работающего в нормальном режиме, ток во вторичной обмотке устройства не должен быть менее 10% от номинального значения (5*10/100=0,5 А)).

Выбор по требуемому классу точности

В соответствии с действующими нормативными требованиями для осуществления коммерческого учета потребления электрической энергии, класс точности установленных трансформаторов тока должен равняться 0,2 или 0,5. Для внедрения пункта учета в автоматизированные системы учета электроэнергии и коммерческого учета потребления электроэнергии в воздушных линиях электропередач напряжением 220 кВ и выше, должны применяться трансформаторы тока с классом точности не хуже 0,2S. Индекс S означает, что погрешность измерительного трансформатора нормируется (сохраняется), начиная уже с 1%-го значения номинального тока первичной обмотки, а проверка изделия изготовителем выполнялась в пяти точках (при пяти величинах тока обмотки в диапазоне 1-120% от номинального). Трансформаторы без этого индекса проверяются только по четырем точкам (от 5% до 120% величины номинального тока).

Выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ с таким классом точностью измерения позволяет минимизировать недоучет потребленной электроэнергии при небольших загрузках измерительного трансформатора, что заметно сокращает коммерческие потери в энергосистемах.

Количество трансформаторов

Требуемое для подключения пункта учёта к линии электропередачи количество измерительных трансформаторов определяется выбранной после технического и экономического расчета схемой измерения, которая зависит от индивидуальных параметров сети: способа заземления, симметрии ее нагрузки. Выбор схемы также выполняется при заполнении опросного листа.

Схемы подключения

Для нормального функционирования приборов учета требуется снижение тока до удобных для измерения значений, которое обеспечивают трансформаторы тока (ТТ). Они позволяют избежать сгорания токовой катушки и поломки прибора при высоких токах в измеряемой цепи. ТТ представляет собой магнитопровод с обмотками:

  • первичной — последовательно подключается к измеряемой силовой цепи. Выполняется с большим сечением (чаще всего в виде проходной шины) и витками, меньшими по количеству, чем у вторичной;
  • вторичной — подсоединяется к токовой катушке счетчика.

Коэффициент трансформации — это и есть отношение тока первичной обмотки к вторичной. Кроме его преобразования до допустимых значений, также происходит гальваническое разделение измерительных и первичных цепей.

Выбор схемы подключения обуславливает надежность работы всей измерительной системы. Необходимо обратить внимание на следующее:

  • нельзя включать счетчик через трансформаторы тока, если он предназначен для прямого подключения в электрическую сеть;
  • без испытательной коробки: сначала подробно анализируют схему и обозначают для нее модель трансформатора, точно соответствующую по мощности и току;
  • нужно обязательно осмотреть порядок расположения контактов, к которым будет подсоединяться трехфазный счетчик.

Сначала рассмотрим, как происходит подключение по совмещенной схеме. Сразу оговоримся, что она имеет недостатки. К ним относят довольно большую погрешность измерения потребляемой мощности, а также с помощью нее нельзя определить пробои в обмотках трансформатора.

  • Чтобы подключить к счетчику токовый провод и один конец катушки напряжения трансформатора, необходим Контакт 1.
  • Для подключения нагрузки к указанной фазной линии требуется Клемма 2.
  • Для подсоединения второго конца обмотки напряжения используют Контакт 3.

Вторая фаза «В» подключается аналогичным образом с помощью клемм К4, К5 и К6, а также фаза «С» с контактами К7, К8, К9. Поскольку клемма К10 нулевая, то относительно нее на К1, К4 и К7 счетчика поступают фазные напряжения со следующими тремя обозначениями: «А», «В» и «С».

Теперь рассмотрим, как работает более простая схема совмещенного подсоединения вторичных токовых цепей.

➢ Фазные провода от сетевого автомата и вторую клемму фазного напряжения подключают к токовому контакту счетчика.

➢ Фазный ввод катушки должен одновременно стать выходом первичной обмотки трансформатора. Потом он подключается через распределительные цепи к нагрузке.

➢ По одной из фаз к первому контакту токовой катушки счетчика подсоединяют начало вторичной трансформаторной обмотки.

➢ С концом токовой обмотки подключенного счетного механизма соединяют конец вторичной трансформаторной катушки.

Все остальные фазы подсоединяются точно таким же способом. Правила устройства электроустановок регламентируют соединение и заземление вторичных обмоток счетчика. Их выполняют по схеме «звезда».

При подключении через трансформаторный ток основное — это правильно выбрать его тип. Все фазные напряжения, подключаемые к счетчику, должны следовать установленному алгоритму, контролируемому фазометром. В расчет берут следующие показатели: максимально допустимое токовое значение во вторичной обмотке не должно превышать 40% от номинального, а минимальное — 5%.

Как проходит установка трансформатора тока для счетчика

Время проведения работ может варьироваться — от 40 минут до нескольких часов. Это зависит от сложности замены трансформатора, стесненности условий и многого другого. При этом следует понимать, что процедура подразумевает отключение всей электроустановки.

  1. Оповещают инспектора Энергосбыта о необходимости новой опломбировки.
  2. Составляют акт замены.
  3. Проверяют работу трансформатора в рабочем режиме.
  4. Включают электропитание.
  5. Проверяют правильность монтажа визуально и с помощью инструментов.
  6. Устанавливают и подключают новое устройство.
  7. Демонтируют трансформатор.
  8. Провода и кабели первичных и вторичных цепей маркируют.
  9. Отключают электропитание и вывешивают предупредительную табличку: «Не включать, работают люди».
  10. Требуется заранее согласовать с инспектором Энергосбыта дату и время отключения и распломбировки устройства, которое подлежит замене.
  11. Подписывают акт сдачи-приемки выполненных работ.

Измерительные кабеля с трансформаторами тока

КАК РАСЧИТАТЬ И ИЗГОТОВИТЬ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Виктор Хрипченко пос. Октябрьский Белгородской обл.

Занимаясь расчетами мощного источника питания, я столкнулся с проблемой — мне понадобился трансформатор тока, который бы точно измерял ток. Литературы по этой теме не много. А в Интернете только просьбы — где найти такой расчет. Прочитал статью [1 ]; зная, что ошибки могут присутствовать, я детально разобрался с данной темой. Ошибки, конечно, присутствовали: нет согласующего резистора Rc (см. рис. 2) для согласования на выходе вторичной обмотки трансформатора (он и не был рассчитан) по току. Вторичная цепь трансформатора тока рассчитана как обычно у трансформатора напряжения (задался нужным напряжением на вторичной обмотке и произвел расчет).

Немного теории

Итак, прежде всего немного теории [4]. Трансформатор тока работает как источник тока с заданным первичным током, представляющим ток защищаемого участка цепи. Величина этого тока практически не зависит от нагрузки вторичной цепи трансформатора тока, поскольку его сопротивление с нагрузкой, приведенное к числу витков первичной обмотки, ничтожно мало по сравнению с сопротивлениями элементов электрической схемы. Это обстоятельство делает работу трансформатора тока отличной от работы силовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

На рис. 1 показана маркировка концов первичной и вторичной обмоток трансформатора тока, навитых на маг-нитопровод в одном и том же направлении (I 1 — ток первичной обмотки, I 2 -ток вторичной обмотки). Ток вторичной обмотки I 2 пренебрегая малым током намагничивания, всегда направлен так, чтобы размагничивать магнитопровод.

Стрелками показано направление токов. Поэтому если принять верхний конец первичной обмотки за начало то началом вторичной обмотки н также является ее верхний конец. Принятому правилу маркировки соответствует такое же направление токов, учитывая знак. И самое главное правило: условие равенства магнитных потоков.

Читать еще:  Установка выключателя света мера

Алгебраическая сумма произведений I 1 x W 1 — I 2 x W 2 = 0 (пренебрегая малым током намагничивания), где W 1 — количество витков первичной обмотки трансформатора тока, W 2 — количество витков вторичной обмотки трансформатора тока.

Пример. Пусть вы, задавшись током первичной обмотки в 16 А, произвели расчет и в первичной обмотке 5 витков — рассчитано. Вы задаетесь током вторичной обмотки, например, 0,1 А и согласно вышеупомянутой формулы I 1 x W 1 = I 2 x W 2 рассчитаем количество витков вторичной обмотки трансформатора.

W 2 = I 1 x W 1 / I 2

Далее произведя вычисления L 2 -индуктивности вторичной обмотки, ее сопротивление X L1 , мы вычислим U 2 и потом R c . Но это чуть позже. То есть вы видите, что задавшись током во вторичной обмотке трансформатора I 2 , вы только тогда вычисляете количество витков. Ток вторичной обмотки трансформатора тока I 2 можно задать любой — отсюда будет вычисляться R c . И еще -I 2 должен быть больше тех нагрузок, которые вы будете подключать

Трансформатор тока должен работать только на согласованную по току нагрузку (речь идет о Rc).

Если пользователю требуется трансформатор тока для применения в схемах защиты, то такими тонкостями как направление намоток, точность резистивной нагрузки Rc можно пренебречь, но это уже будет не трансформатор тока, а датчик тока с большой погрешностью. И эту погрешность можно будет устранить, только создав нагрузку на устройстве (я и имею в виду источник питания, где пользователь собирается ставить защиту, применяя трансформатор тока), и схемой защиты установить порог ее срабатывания по току. Если пользователю требуется схема измерения тока, то как раз эти тонкости должны быть обязательно соблюдены.

На рис. 2 (точки — начало намоток) показан резистор Rc, который является неотьемлимой частью трансформатора тока для согласования токов первичной и вторичной обмотки. То есть Rc задает ток во вторичной обмотке. В качестве Rc не обязательно применять резистор, можно поставить амперметр, реле, но при этом должно соблюдаться обязательное условие — внутреннее сопротивление нагрузки должно быть равным рассчитанному Rc.

Если нагрузка не согласованная по току — это будет генератор повышенного напряжения. Поясняю, почему так. Как уже было ранее сказано, ток вторичной обмотки трансформатора направлен в противоположную сторону от направления тока первичной обмотки. И вторичная обмотка трансформатора работает как размагничивающая. Если нагрузка во вторичной обмотке трансформатора не согласованная по току или будет отсутствовать, первичная обмотка будет работать как намагничивающая. Индукция резко возрастает, вызывая сильный нагрев магнито-провода за счет повышенных потерь в стали. Индуктируемая в обмотке ЭДС будет определяться скоростью изменениями потока во времени, имеющей наибольшее значение при прохождении трапецеидального (за счет насыщения магнитопровода) потока через нулевые значения. Индуктивность обмоток резко уменьшается, что вызывает еще больший нагрев трансформатора и в конечном итоге — выход его из строя.

Типы магнитных сердечников приведены на рис. 3 [3].

Витой или ленточный магнитопровод — одно и то же понятие, также как и выражение кольцевой или тороидальный магнитопровод: в литературе встречаются и то, и другое.

Это может быть ферритовый сердечник или Ш-образное трансформаторное железо, или ленточные сердечники. Ферритовые сердечники обычно применяется при повышенных частотах — 400 Гц и выше из-за того, что они работают в слабых и средних магнитных полях (Вт = 0,3 Тл максимум). И так как у ферритов, как правило, высокое значение магнитной проницаемости µ и узкая петля гистерезиса, то они быстро заходят в область насыщения. Выходное напряжение, при f = 50 Гц, на вторичной обмотке составляет единицы вольт либо меньше. На ферритовых сердечниках наносится, как правило, маркировка об их магнитных свойствах (пример М2000 означает магнитную проницаемость сердечника µ, равную 2000 единиц).

На ленточных магнитопроводах или из Ш-образных пластин такой маркировки нет, и поэтому приходится определять их магнитные свойства экспериментально, и они работают в средних и сильных магнитных полях [4] (в зависимости от применяемой марки электротехнической стали — 1,5.. .2 Тл и более) и применяются на частотах 50 Гц.. .400 Гц. Кольцевые или тороидальные витые (ленточные) магнитопроводы работают и на частоте 5 кГц (а из пермаллоя даже до 25 кГц). При расчете S — площади сечения ленточного тороидального магнитопровода, рекомендуется результат умножить на коэффициент к = 0,7. 0,75 для большей точности. Это объясняется конструктивной особенностью ленточных магнитопроводов.

Что такое ленточный разрезной магнитопровод (рис. 3)? Стальную лента, толщиной 0,08 мм или толще, наматывают на оправку, а затем отжигают на воздухе при температуре 400.. .500 °С для улучшения их магнитных свойств. Потом эти формы разрезаются, шлифуются края, и собирается магнитопровод. Кольцевые (неразрезные) витые магнитопроводы из тонких ленточных материалов (пермаллоев толщиной 0,01.. .0,05 мм) во время навивки покрывают электроизолирующим материалом, а затем отжигают в вакууме при 1000.. .1100 °С.

Для определения магнитных свойств таких магнитопроводов надо намотать 20. 30 витков провода (чем больше витков, тем точнее будет значение магнитной проницаемости сердечника) на сердечник магнитопровода и измерить L-индуктивность этой обмотки (мкГн). Вычислить S — площадь сечения сердечника трансформатора (мм2), lm-среднюю длину магнитной силовой линии (мм). И по формуле рассчитать jll — магнитную проницаемость сердечника [5]:

(1) µ = (800 x L x lm) / (N 2 x S) — для ленточного и Ш-образного сердечника.

(2) µ = 2500*L(D + d) / W 2 x C(D — d) — для кольцевого (тороидильного) сердечника.

При расчете трансформатора на более высокие токи применяется провод большого диаметра в первичной обмотке, и здесь вам понадобится витой стержневой магнитопровод (П-образный), витой кольцевой сердечник или ферритовый тороид.

Если кто держал в руках трансформатор тока промышленного изготовления на большие токи, то видел, что первичной обмотки, навитой на магнитопровод, нет, а имеется широкая алюминиевая шина, проходящая сквозь магнитопровод.

Я напомнил об этом затем, что расчет трансформатора тока можно производить, либо задавшись Вт — магнитной индукцией в сердечнике, при этом первичная обмотка будет состоять из нескольких витков и придется мучиться, наматывая эти витки на сердечник трансформатора. Либо надо рассчитать магнитную индукцию Вт поля, создаваемую проводником с током, в сердечнике.

А теперь приступим к расчету трансформатора тока, применяя законы [6].

Вы задаетесь током первичной обмотки трансформатора тока, то есть тем током, который вы будете контролировать в цепи.

Пусть будет I 1 = 20 А, частота, на которой будет работать трансформатор тока, f = 50 Гц.

Возьмем ленточный кольцевой сердечник OJ125/40-10 или (40x25x10 мм), схематично представленный на рис. 4.

Размеры: D = 40 мм, d = 25 мм, С = 10 мм.

Далее идет два расчета с подробными пояснениями как именно расчитывается трансформатор тока, но слишком большое количество формул затрудняет выложить расчеты на странице сайта. По этой причине полная версия статьи о том как расчитать трансформатор тока была конвертирована в PDF и ее можно скачать воспользовавшись ССЫЛКОЙ.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector