Расчет трансформаторов тока по мощности: Онлайн расчет трансформатора тока

Для правильного выбора трансформаторов тока (ТТ) для расчетных счетчиков, нам нужно правильно выбрать коэффициент трансформации трансформатора тока, исходя из того, что расчетная нагрузка присоединения, будет работать в аварийном режиме.

Коэффициент трансформации считается завышенным, если при 25%-ной нагрузке присоединения в нормальном режиме, ток во вторичной обмотке будет меньше 10% от номинального тока подключенного счетчика – 5 А.

Для того, чтобы присоединенные приборы, работали в требуемом классе точности (напоминаю что для счетчиков коммерческого учета класс точности трансформаторов тока должен быть – 0,2; 0,2S; для технического учета – 0,5; 0,5S), необходимо чтобы, подключаемая вторичная нагрузка Zн не превышала номинальной вторичной нагрузки трансформатора тока, для данного класса точности, при этом должно выполняться условие Zн ≤ Zдоп. Подробно это рассмотрено в статье: «Выбор трансформаторов тока на напряжение 6(10) кВ».

Еще одним условием правильности выбора трансформаторов тока, является проверка трансформаторов тока на токовую ΔI и угловую погрешность δ.

Угловая погрешность учитывается только в показаниях счетчиков и ваттметров, и определяется углом δ между векторами I₁ и I₂.

Токовая погрешность определяется по формуле [Л1, с61]:

где:

• Kном. – коэффициент трансформации;
• I₁ – ток первичной обмотки ТТ;
• I₂ – ток вторичной обмотки ТТ;

Пример выбора трансформатора тока для установки расчетных счетчиков

Нужно выбрать трансформаторы тока для отходящей линии, питающей трансформатор ТМ-2500/6. Расчетный ток в нормальном режиме составляет – 240,8А, в аварийном режиме, когда трансформатор будет перегружен на 1,2, ток составит – 289А.

Выбираем ТТ с коэффициентом трансформации 300/5.

1. Рассчитываем первичный ток при 25%-ной нагрузке:

2. Рассчитываем вторичный ток при 25%-ной нагрузке:

Как видим, трансформаторы тока выбраны правильно, так как выполняется условие:

I₂ > 10%*Iн.счетчика, т. е. 1 > 0,5.

Рекомендую при выборе трансформаторов тока к расчетным счетчикам использовать таблицы II.4 – II.5.

Таблица II.5 Технические данные трансформаторов тока

Таблица II.4 Выбор трансформаторов тока

Примечание.

Учитывая необходимость подключения трансформаторов тока для питания измерительных приборов и реле, для которых нужны различные классы точности, высоковольтные трансформаторы тока выполняются с двумя вторичными обмотками.

Литература:

1. Справочник по расчету электрических сетей. И.Ф. Шаповалов. 1974г.

Поделиться в социальных сетях

Онлайн расчет трансформатора за 6 простых шагов

Ремонт современных электрических приборов и изготовление самодельных конструкций часто связаны с блоками питания, пускозарядными и другими устройствами, использующими трансформаторное преобразование энергии. Их состояние надо уметь анализировать и оценивать.

Считаю, что вам поможет выполнить расчет трансформатора онлайн калькулятор, работающий по подготовленному алгоритму, или старый проверенный дедовский метод с формулами, требующий вдумчивого отношения. Испытайте оба способа, используйте лучший.

Содержание статьи

Сразу заостряю ваше внимание на том вопросе, что приводимые методики не способны точно учесть магнитные свойства сердечника, который может быть выполнен из разных сортов электротехнических стали.

Поэтому реальные электрические характеристики собранного трансформатора могут отличаться на сколько-то вольт или число ампер от полученного расчетного значения. На практике это обычно не критично, но, всегда может быть откорректировано изменением числа количества в одной из обмоток.

Поперечное сечение магнитопровода передает первичную энергию магнитным потоком во вторичную обмотку. Обладая определенным магнитным сопротивлением, оно ограничивает процесс трансформации.

От формы, материала и сечения сердечника зависит мощность, которую можно преобразовывать и нормально передавать во вторичную цепь.

Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово

Подготовка исходных данных за 6 простых шагов

Шаг №1. Указание формы сердечника и его поперечного сечения

Лучшим распределением магнитного потока обладают сердечники, набранные из Ш-образных пластин. Кольцевая форма из П-образных составляющих деталей обладает большим сопротивлением.

Для проведения расчета надо указать форму сердечника по виду пластины (кликом по точке) и его измеренные линейные размеры:

1. Ширину пластины под катушкой с обмоткой.
2. Толщину набранного пакета.

Вставьте эти данные в соответствующие ячейки таблицы.

Шаг №2. Выбор напряжений

Трансформатор создается как повышающей, понижающей (что в принципе обратимо) или разделительной конструкцией. В любом случае вам необходимо указать, какие напряжения вам нужны на его первичной и вторичной обмотке в вольтах.

Заполните указанные ячейки.

Шаг №3. Частота сигнала переменного тока

По умолчанию выставлена стандартная величина бытовой сети 50 герц. При необходимости ее нужно изменить на требуемую по другому расчету. Но, для высокочастотных трансформаторов, используемых в импульсных блоках питания, эта методика не предназначена.

Их создают из других материалов сердечника и рассчитывают иными способами.

Шаг №4. Коэффициент полезного действия

У обычных моделей сухих трансформаторов КПД зависит от приложенной электрической мощности и вычисляется усредненным значением.

Но, вы можете откорректировать его значение вручную.

Шаг №5. Магнитная индуктивность

Параметр определяет зависимость магнитного потока от геометрических размеров и формы проводника, по которому протекает ток.

По умолчанию для расчета трансформаторов принят усредненный параметр в 1,3 тесла. Его можно корректировать.

Шаг №6. Плотность тока

Термин используется для выбора провода обмотки по условиям эксплуатации. Среднее значение для меди принято 3,5 ампера на квадратный миллиметр поперечного сечения.

Для работы трансформатора в условиях повышенного нагрева его следует уменьшить. При принудительном охлаждении или пониженных нагрузках допустимо увеличить. Однако 3,5 А/мм кв вполне подходит для бытовых устройств.

Выполнение онлайн расчета трансформатора

После заполнения ячеек с исходными данными нажимаете на кнопку «Рассчитать». Программа автоматически обрабатывает введенные данные и показывает результаты расчета таблицей.

Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов

Привожу упрощенную методику, которой пользуюсь уже несколько десятков лет для создания и проверки самодельных трансформаторных устройств из железа неизвестной марки по мощности нагрузки.

По ней мне практически всегда получалось намотать схему с первой попытки. Очень редко приходилось добавлять или уменьшать некоторое количество витков.

Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода

В основу расчета положено среднее соотношение коэффициента полезного действия ŋ, как отношение электрической мощности S2, преобразованной во вторичной обмотке к приложенной полной S1 в первичной.

ŋ = S1 / S2

Потери мощности во вторичной обмотке оценивают по статистической таблице.

Электрическая мощность устройства определяется произведением номинального тока, протекающего по первичной обмотке в амперах, на напряжение бытовой проводки в вольтах.

Она преобразуется в магнитную энергию, протекающую по сердечнику, полноценно распределяясь в нем в зависимости от формы распределения потоков:

1. для кольцевой фигуры из П-образных пластин площадь поперечного сечения под катушкой магнитопровода рассчитывается как Qc=√S1;
2. у сердечника из Ш-образных пластин Qc=0,7√S1.

Таким образом, первый этап расчета позволяет: зная необходимую величину первичной или вторичной мощности подобрать магнитопровод по форме и поперечному сечению сердечника;или по габаритам имеющегося магнитопровода оценить электрические мощности, которые сможет пропускать проектируемый трансформатор.

Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток

Силовой трансформатор создается для преобразования электрической энергии одной величины напряжения в другое, например, U1=220 вольт на входе и U2=24 V — на выходе.

Коэффициент трансформации в приведенном примере записывается как выражение 220/24 или дробь с первичной величиной напряжения в числителе, а вторичной — знаменателе. Он же позволяет определить соотношение числа витков между обмотками.

n = W1 / W2

На первом этапе мы уже определили электрические мощности каждой обмотки. По ним и величине напряжения необходимо рассчитать силу электрического тока I=S/U внутри любой катушки.

Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки

При определении поперечного сечения проводника катушки используется эмпирическое выражение, учитывающее, что плотность тока лежит в пределах 1,8÷3 ампера на квадратный миллиметр.

Величину тока в амперах для каждой обмотки мы определили на предыдущем шаге.

Теперь просто извлекаем из нее квадратный корень и умножаем на коэффициент 0,8. Полученное число записываем в миллиметрах. Это расчетный диаметр провода для катушки.

Он подобран с учетом выделения допустимого тепла из-за протекающего по нему тока. Если место в окне сердечника позволяет, то диаметр можно немного увеличить. Тогда эти обмотки будут лучше приспособлены к тепловым нагрузкам.

Когда даже при плотной намотке все витки провода не вмещаются в окне магнитопровода, то его поперечное сечение допустимо чуть уменьшить. Но, такой трансформатор следует использовать для кратковременной работы и последующего охлаждения.

При выборе диаметра провода добиваются оптимального соотношения между его нагревом при эксплуатации и габаритами свободного пространства внутри сердечника, позволяющими разместить все обмотки.

Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты

Вычисление основано на использовании магнитных свойств железа сердечника. Промышленные трансформаторы собираются из разных сортов электротехнической стали, подбираемые под конкретные условия работы. Они рассчитываются по сложным, индивидуальным алгоритмам.

Домашнему мастеру достаются магнитопроводы неизвестной марки, определить электротехнические характеристики которой ему практически не реально. Поэтому формулы учитывают усредненные параметры, которые не сложно откорректировать при наладке.

Для расчета вводится эмпирический коэффициент ω’. Он учитывает величину напряжения в вольтах, которое наводится в одном витке катушки и связан с поперечным сечением магнитопровода Qc (см кв).

ω’=45/Qc (виток/вольт)

В первичной обмотке число витков вычислим, как W1= ω’∙U1, а во вторичной — W2= ω’∙U2.

Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода

На этом шаге требуется прикинуть: войдут ли все обмотки в свободное пространство окна сердечника с учетом габаритов катушки.

Для этого допускаем, что провод имеет сечение не круглое, а квадрата со стороной одного диаметра. Тогда при совершенно идеальной плотной укладке он займет площадь, равную произведению единичного сечения на количество витков.

Увеличиваем эту площадь процентов на 30, ибо так идеально намотать витки не получится. Это будет место внутри полостей катушки, а она еще займет определенное пространство.

Далее сравниваем полученные площади для катушек каждой обмотки с окном магнитопровода и делаем выводы.

Второй способ оценки — мотать витки «на удачу». Им можно пользоваться, если новая конструкция перематывается проводом со старых рабочих катушек на том же сердечнике.

4 практических совета по наладке и сборке трансформатора: личный опыт

Сборка магнитопровода

Степень сжатия пластин влияет на шумы, издаваемые железом сердечника при вибрациях от протекающего по нему магнитного потока.

Одновременно не плотное прилегание железа с воздушными зазорами увеличивает магнитное сопротивление, вызывает дополнительные потери энергии.

Если для стягивания пластин используются металлические шпильки, то их надо изолировать от железа сердечника бумажными вставками и картонными шайбами.

Иначе по этому креплению возникнет искусственно созданный короткозамкнутый виток. В нем станет наводиться дополнительная ЭДС, значительно снижающая коэффициент полезного действия.

Состояние изоляции крепежных болтов относительно железа сердечника проверяют мегаомметром с напряжением от 1000 вольт. Показание должно быть не менее 0,5 Мом.

Расчет провода по плотности тока

Оптимальные размеры трансформатора играют важную роль для устройств, работающих при экстремальных нагрузках.

Для питающей обмотки, подключенной к бытовой проводке лучше выбирать плотность тока из расчета 2 А/мм кв, а для остальных — 2,5.

Способы намотки витков

Быстрая навивка на станке «внавал» занимает повышенный объем и нормально работает при относительно небольших диаметрах провода.

Качественную укладку обеспечивает намотка плотными витками один возле другого с расположением их рядами и прокладкой ровными слоями изоляции из конденсаторной бумаги, лакоткани, других материалов.

Хорошо подходят для создания диэлектрического слоя целлофановые (не из полиэтилена) ленты. Можно резать их от упаковок сигарет. Отлично справляется с задачами слоя изоляции кулинарная пленка для запекания мясных продуктов и выпечек.

Она же придает красивый вид внешнему покрытию катушки, одновременно обеспечивая ее защиту от механических повреждений.

Обмотки сварочных и пускозарядных устройств, работающие в экстремальных условиях с высокими нагрузками, желательно дополнительно пропитывать между рядами слоями силикатного клея (жидкое стекло).

Ему требуется дать время, чтобы засох. После этого наматывают очередной слой, что значительно удлиняет сроки сборки. Зато созданный по такой технологии трансформатор хорошо выдерживает высокие температурные нагрузки без создания межвитковых замыканий.

Как вариант такой защиты работает пропитка рядов провода разогретым воском, но, жидкое стекло обладает лучшей изоляцией.

Когда длины провода не хватает для всей обмотки, то его соединяют. Подключение следует делать не внутри катушки, а снаружи. Это позволит регулировать выходное напряжение и силу тока.

Замер тока на холостом ходу трансформатора

Мощные сварочные аппараты требуют точного подбора объема пластин и количества витков под рабочее напряжение, что взаимосвязано.

Выполнить качественную наладку позволяет замер тока холостого хода при оптимальной величине напряжения на входной обмотке питания.

Его значение должно укладываться в предел 100÷150 миллиампер из расчета на каждые 100 ватт приложенной мощности для трансформаторных изделий длительного включения. Когда используется режим кратковременной работы с частыми остановками, то его можно увеличить до 400÷500 мА.

Выполняя расчет трансформатора онлайн калькулятором или проверку его вычислений дедовскими формулами, вам придется собирать всю конструкцию в железе и проводах. При первых сборках своими руками можно наделать много досадных ошибок.

Чтобы их избежать рекомендую посмотреть видеоролик владельца Юность Ru. Он очень подробно и понятно объясняет технологию сборки и расчета. Под видео расположено много полезных комментариев, с которыми тоже следует ознакомиться.

Если заметите в ролике некоторые моменты, которые немного отличаются от моих рекомендаций, то можете задавать вопросы в комментариях. Обязательно обсудим.

пусковой и номинальный ток, пример на 10 кВ

Содержание статьи:

Суммарный нагрузочный ток на линию жилого, коммерческого объекта или предприятия в некоторых случаях может превышать ее фактические возможности. Правильный расчет трансформатора тока поможет обеспечить качество линейного преобразования, контроль и защиту электросети.

Причины для установки токовых трансформаторов

Трансформатор тока РТП-58

Устройство предназначено для трансформации первичного значения тока до безопасного для сети. Трансформаторы также эксплуатируются с целью:

• разграничения низковольтной учетной аппаратуры и реле, подкинутых на вторичную обмотку, если в сети первичное высокое напряжение;
• повышения или понижения показателей напряжения;
• замера состояния электросети и параметров переменного тока;
• обеспечения безопасности ремонтных и диагностических работ;
• быстрой активации релейной защиты при коротких замыканиях;
• учета энергозатрат – с ними обычно совмещен электросчетчик.

Для измерения понадобится подключить ТТ в разрыв провода, а на вторичную отметку подсоединить вольтметр или амперметр, совмещенный с резистором.

Разновидности трансформаторов тока

Выбирать прибор, подходящий под напряжение сети или конкретные работы, необходимо на основании классификации по разным признакам.

Назначение

Существуют такие трансформаторы:

• измерительные – замеряют параметры цепи;
• защитные – предотвращают перегрузки, выход оборудования из строя;
• промежуточные – подключаются в цепь с релейной защитой, выравнивают токи в схемах дифзащиты;
• лабораторные – отличаются высокой точностью.

У лабораторных моделей больше коэффициентов преобразования.

Тип монтажа

Для частного дома и квартиры можно подобрать аппарат, монтируемый внутри или снаружи помещения. Некоторые модификации встраиваются в оборудование, а также надеваются на проходную изоляцию. Для измерения и лабораторных тестов используются переносные модели.

Конструкция первичной обмотки

Существуют шинные, одновитковые (со стержнем) и многовитковые (с катушкой, обмоткой петлевого типа и «восьмеркой») устройства.

Тип изоляции

Бывают следующие преобразователи:

• сухая изоляция – на основе литой эпоксидки, фарфора или бакелита;
• бумажно-масляная – стандартная или конденсаторная;
• газонаполненные – внутри находится неорганический элегаз с высоким пробивным напряжением;
• компаундные – внутри находится заливка из термоактивной и термопластичной смолой.

Компаунд имеет самые высокие показатели влагостойкости.

В зависимости от количества ступеней трансформации можно подобрать одноступенчатые и каскадные модели. Вся линейка имеет рабочее напряжение более 1000 В.

Класс точности

Класс точности токового трансформатора прописан в ГОСТ 7746-2001 и зависит от его назначения, а также параметров первичного тока и вторичной нагрузки:

• В условиях малого сопротивления происходит почти полное шунтирование намагниченной ветви. Прибор работает с большой погрешностью.
• При повышении сопротивления также увеличивается погрешность. Причина – функционирование устройства на участке насыщения.
• При минимальном номинале первичного тока трансформатор работает в нижней части намагниченной кривой, при максимальном – на участке насыщения.

Точный подбор трансформатора по классу точности можно произвести на основе таблицы.

Для устройств защиты класс точности также определяется по таблице.

Для энергоучета применяются модели с классом точности 0,2S – 0,5, для амперметров с минимальной чувствительностью – с 1-м или 3-м, для релейной защиты – 5P и 10Р.

Особенности выбора

В процессе выбора трансформатора тока необходимо руководствоваться базовыми параметрами:

• Номинал сетевого напряжения. Номинальный показатель должен превышать или быть равным рабочему напряжению.
• Ток первичной и вторичной обмотки. Первый показатель зависит от коэффициента трансформации, второй – зависит от того, какой счетчик.
• Коэффициент преобразования. Подбирается по нагрузке в аварийных случаях, но ПУЭ устанавливают необходимость монтажа устройств с коэффициентом, большим, чем номинальный.
• Класс точности. Зависит от целевого использования счетчика. На коммерческом предприятии оправданы приборы 0,5S, в частном доме – 1S.

Конструктивное исполнение определяется типом счетчика. Для моделей до 18 кВ подойдет однофазный или трехфазный аппарат. Если значение больше 18 кВ, используется трансформатор на одну фазу.

Подбор токового трансформатора для организации релейной защиты

Релейный токовый трансформатор отличается классом точности 10Р и 5Р. В ПУЭ установлено, что его погрешность не должна быть более 10 % по току и 7 градусов по углу. При превышении погрешности устанавливается дополнительное оборудование.

В нормальных условиях трансформаторное реле определяет тип поломки (низкое напряжение, повышенный/пониженный ток или частота). После измерения параметров и обнаружения отклонений активируется защита – сеть обесточивается.

Нюансы выбора устройств для цепи учета

К цепи учета для корректности замеров можно подключать приборы с классом точности не более 0,5(S). При наличии колебаний и аварий графики протекания тока и напряжения бывают некорректными. Несоблюдение класса точности может привести к завышению показателей счетчика.

В п. 1.5.17 ПУЭ установлено, что при завышенном коэффициенте трансформатор для цепи учета должен иметь вторичный ток:

• при максимальной нагрузке – не более 40 %;
• при минимальной нагрузке – не более 5 %;
• класс точности – от 25 до 100 % от номинала.

Коэффициент ТТ по мощности бывает от 1 до 5 % первички.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Табличный подбор оборудования целесообразно производить после уточнения технических параметров аппарата. Если они известны, стоит выбрать ТТ по таблице, где указана мощность, нагрузка и трансформационный коэффициент.

Для сети с напряжением 1,5 кВ применяется аналогичная таблица.

При табличном способе нужно учитывать, что вторичный ток прибора не должен быть больше 110 % от номинала.

Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сети с изолированной нейтралью

Простой измерительный аппарат предназначен для понижения номиналов напряжения, которое подается на измерители и защитные реле, подключенные к сети 6-10 кВ. Трансформатор исправно работает только в условиях заземления нейтрали.

При феррорезонансных реакциях (обрыв фазы ЛЭП, прикосновение ветвями, стекание капель росы по проводам, некорректная коммутация) существуют риски поломок трансформаторов напряжения.  Частота сбоев составляет 17 и 25 Гц. В этих условиях через первичную обмотку протекает сверхток и она перегорает.

Если используется схема «Звезда-Звезда», в условиях повышения напряжения повышается индукция магнитопровода. Прибор перегорает. Предотвратить этот процесс можно при помощи:

• уменьшения показателей рабочей индукции;
• подключения в сети устройств, демпфирующих сопротивление;
• создания трехфазного устройства с общей магнитной пятистержневой системой;
• эксплуатации аппаратов, подключенный в сеть при размыкании треугольника;
• заземления нейтрали посредством реактора-токоограничителя.

Простейший вариант – использовать специальные обмотки или релейные схемы.

Расчет трансформатора тока по мощности

Токовый трансформатор ставится на 3 жилы провода, но модели с классом точности 0,5S, где одно кольцо идет на одну фазу, можно подключать к одножильному кабелю. Перед установкой прибора производится его расчет.

Пример расчета на 10 кВ

Модели на 10 кВ подходят для коммерческого учета энергии. Для вычислений можно использовать онлайн-программу – калькулятор. После ввода данных в поля и нажатия кнопки расчета появится нужная информация.

Если программы нет, рассчитать параметры устройства можно самостоятельно. Понадобится перевести трехсекундный ток термической стойкости в односекундный. Для этого используется формула I3с=I1с/1,732.

Сложность применения данного аппарата – минимальный, около 10 А, силовой ток цепи.

Трансформаторы тока, устанавливаемые на производстве или в жилом многоквартирном доме, самостоятельно не рассчитываются. Понадобится обратиться в компанию энергоснабжения для получения ТУ с моделью узла учета и типом устройства, номиналом автоматов. Это исключает сложности самостоятельных вычислений.

https://

Выбор трансформаторов тока для электросчетчика 0,4кВ

Учет электроэнергии с потребляемым током более 100А выполняется счетчиками трансформаторного включения, которые подключаются к измеряемой нагрузке через измерительные трансформаторы. Рассмотрим основные характеристики трансформаторов тока.

1 Номинальное напряжение трансформатора тока. 

В нашем случае измерительный трансформатор должен быть на 0,66кВ.

2 Класс точности.

Класс точности измерительных трансформаторов тока определяется назначением электросчетчика. Для коммерческого учета класс точности должен быть 0,5S, для технического учета допускается – 1,0.

3 Номинальный ток вторичной обмотки.

Обычно 5А.

4 Номинальный ток первичной обмотки.

Вот этот параметр для проектировщиков наиболее важен. Сейчас рассмотрим требования по выбору номинального тока первичной обмотки измерительного трансформатора. Номинальный ток первичной обмотки определяет коэффициент трансформации.

Коэффициент трансформации измерительного трансформатора – отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки.

Коэффициент трансформации следует выбирать по расчетной нагрузке с учетом работы в аварийном режиме. Согласно ПУЭ допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации:

1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.

В литературе можно встретить еще требования по выбору трансформаторов тока. Так завышенным по коэффициенту трансформации нужно считать тот трансформатор тока, у которого при 25%-ной расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке будет менее 10% номинального тока счетчика.

А сейчас вспомним математику и рассмотрим на примере данные требования.

Пусть электроустановка потребляет ток 140А (минимальная нагрузка 14А). Выберем измерительный трансформатор тока для счетчика.

Выполним проверку измерительного трансформатора Т-066  200/5. Коэффициент трансформации у него 40.

140/40=3,5А – ток вторичной обмотки при номинальном токе.

5*40/100=2А – минимальный ток вторичной обмотки при номинальной нагрузке.

Как видим 3,5А>2А – требование выполнено.

14/40=0,35А – ток вторичной обмотки при минимальном токе.

5*5/100=0,25А – минимальный ток вторичной обмотки при минимальной нагрузке.

Как видим 0,35А>0,25А – требование выполнено.

140*25/100 – 35А ток при 25%-ной нагрузке.

35/40=0,875 – ток во вторичной нагрузке при 25%-ной нагрузке.

5*10/100=0,5А – минимальный ток вторичной обмотки при 25%-ной нагрузке.

Как видим 0,875А>0,5А – требование выполнено.

Вывод: измерительный трансформатор Т-066  200/5 для нагрузки 140А выбран правильно.

По трансформаторам тока есть еще ГОСТ 7746—2001 (Трансформаторы тока. Общие технические условия), где можно найти классификацию, основные параметры и технические требования.

При выборе трансформаторов тока можно руководствоваться  данными таблицы:

Выбор трансформаторов тока по нагрузке

Обращаю ваше внимание, там есть опечатки

Советую почитать:

Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока

Содержание

1. Общая часть

Всем доброго времени суток! Представляю Вашему вниманию типовую работу «Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока» №48082-э «Теплоэлектропроект».

Вторичная нагрузка на трансформаторы тока (ТТ) складывается из:

• а) сопротивления проводов — rпр;
• б) полного сопротивления реле и измерительных приборов — Zр и Zп;
• в) переходного сопротивления принимаемого равным — rпер = 0,05 Ом.

Согласно ГОСТ трансформаторы тока должны соответствовать одному из следующих классов точности: 0,5; 1; 3; 5Р; 10Р.

Класс точности 0,5 должен обеспечиваться при питании от трансформатора тока расчетных счетчиков. При питании щитовых измерительных приборов класс точности трансформаторов тока должен быть не ниже 3. При необходимости для измерения иметь более высокий класс точности трансформаторы тока должны выбираться по классу точности на ступень выше, чем соответствующий измерительный прибор.

Например: для приборов класса 1 трансформаторов тока должен обеспечивать класс 0,5; для приборов — 1,5 трансформаторов тока должен обеспечивать класс точности 1,0.

Требования к трансформаторам тока для релейной защиты рассмотрены ниже.

При расчете нагрузки на ТТ в целях упрощения допускается сопротивления элементов вторичной цепи ТТ складывать арифметически, что создает некоторый расчетный запас.

Потребление токовых обмоток релейной и измерительной аппаратуры приведено в разделе «7. Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры». Для удобства и упрощения расчета в указанных приложениях потребление дано в Омах. Для тех приборов и реле, для которых в каталогах указано их потребление в ВА, сопротивление в Омах определяется по выражению

где:
S – потребляемая мощность по токовым цепям, ВА;
I – ток, при котором задана потребляемая мощность, А.

При расчете сопротивления проводов (кабеля) во вторичных цепях ТТ используется:

где:

• rпр — активное сопротивление проводов (жилы кабеля) от трансформатора тока до прибора или реле, Ом;
• l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки измерительных приборов или релейной аппаратуры, м;
• S – сечение провода или жилы кабеля, мм2;
• γ –удельная проводимость, м/Ом.мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).

2. Определение нагрузки на трансформаторы тока для измерительных приборов

Нагрузка на ТТ для измерительных приборов складывается из сопротивлений последовательно включенных измерительной аппаратуры, соединительных проводов и переходных сопротивлений в контактных соединениях.

Величина расчетной нагрузки Zн зависит также от схемы соединения ТТ.

При расчете определяется нагрузка для наиболее загруженной фазы ТТ.

В случае включения релейной аппаратуры последовательно с измерительной в расчетную нагрузку вводится также сопротивление реле. При этом расчетная нагрузка не должна превосходить допустимую в требуемом классе точности данного ТТ для измерительных приборов.

При соединении трансформаторов тока в звезду.

При соединении трансформаторов тока в неполную звезду.

При соединении ТТ в треугольник и включении измерительных приборов последовательно с реле во всех линейных проводах.

где:

— сопротивление нагрузки, включенной в линейном проводе трансформатора тока.

При соединении трансформаторов тока в треугольник и включении измерительного прибора последовательно с прибора последовательно с реле только в одном линейном проводе (например, в фазе А).

При использовании только одного ТТ.

В выражениях (3-7) известны сопротивления измерительных приборов Zп, сопротивления реле Zр, переходное сопротивление rпер и неизвестно сопротивление проводов rпр.

Поэтому расчет нагрузки на ТТ сводится к определению сопротивления соединительных проводов rпр.

Сопротивление rпр. определяется из условия обеспечения работа ТТ в требуемом классе точности при расчетной нагрузке. Поэтому должно быть Zн < Zдоп. Принимая Zн=Zдоп и пользуясь выражениями (3-7), определяется rпр для соответствующих схем соединения:

По найденному значению rпр определяется допустимое сечение соединительных проводов, пользуясь выражением (2).

Если в результате расчета сечение S окажется меньше 2,5 мм2, то оно должно быть принято равным 2,5 мм2 из условия механической прочности проводов в токовых цепях ТТ.

3. Определение напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока

Сопротивление нагрузки трансформатора тока для измерительных приборов и релейной защиты по условию допустимого напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока должно быть таким, чтобы при любом возможном виде короткого замыкания в месте установки трансформаторов тока измерения или защиты и любом возможном первичном токе трансформатора тока напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока установившемся режиме не превышало 1000 В.

Это условие считается выполненным, если при любом виде к.з.

где:

• I1- наибольший возможный первичный ток при к.з.;
• nт – номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока;
• Zн – фактическое сопротивление вторичной нагрузки трансформатора тока с учетом сопротивления принятого провода (жилы кабеля)

Если в результате расчета оказалось, что при Zн напряжение больше 1000 В, то следует перейти на большее сечение соединительных проводов (жил кабеля) до 10 мм2 включительно.

Если при S=10 мм2 напряжение окажется больше 1000 В, то следует перейти на больший коэффициент трансформации и расчет для определения Zн должен быть повторен.

4. Определение нагрузки на трансформаторы тока для релейной защиты

Нагрузка на ТТ для релейной защиты складывается из последовательно включенных сопротивлений релейной аппаратуры , соединительных проводов и переходных сопротивлений в контактных соединениях. Величина вторичной нагрузки зависит также от схемы соединения ТТ и от вида КЗ.

Релейная защита в условиях КЗ обычно работает при больших токах, которые во много раз превышают номинальный ток ТТ. Расчетами и опытом эксплуатации установлено, что для обеспечения правильной работы релейной защиты погрешности ТТ не должны превышать предельно допустимых значений.

По ПУЭ эта погрешность, как правило, не должна быть более 10%.

В ГОСТ 7746-88 точность ТТ, используемых для релейной защиты, нормируется по их полной погрешности (ε), обусловленной током намагничивания. По условию ε < 10% построены кривые предельных кратностей ТТ.

При этом наибольшее отношение первичного тока к его номинальному значению, при котором полная погрешность при заданной вторичной нагрузке не превышает 10%, называется предельной кратностью (К10).

Согласно тому же ГОСТ заводы-поставщики ТТ обязаны гарантировать значение номинальной предельной кратности (К10н), при которой полная погрешность ТТ, работающего с номинальной вторичной нагрузкой, не превышает 10%.

Чтобы найти допустимую нагрузку по кривым предельных кратностей, необходимо предварительно определить расчетную кратность тока К.З., т. е. отношение тока КЗ в расчетной точке к минимальному току ТТ (Красч.)

5. Определение расчетной кратности (Красч.) для выбора допустимой нагрузки (Zдоп.) на трансформаторы тока по кривым предельных кратностей

Для правильного выбора допустимой нагрузки на ТТ необходимо выбрать соответствующий режим и место короткого замыкания.

Расчетным режимом является КЗ, при котором ток к.з. имеет максимальную для данного ТТ величину Iмакс. в заданном месте КЗ.

Величины Iмакс. Выбираются различно для разных типов защиты зависимости от принципа их работы.

5.1 Токовые защиты с независимой характеристикой

Для максимальной токовой защиты с независимой характеристикой Iмакс = 1,1*Ic.з., поскольку для этих защит точная работа ТТ требуется лишь при токе их срабатывания.

Расчетная кратность определяется в условиях срабатывания защиты:

где:

• 1,1 – коэффициент, учитывающий 10%-ную погрешность ТТ при срабатывании защиты;
• Iс.з. – первичный ток срабатывания защиты;
• I1н – первичный номинальный ток ТТ.

5.2 Токовые отсечки

Для токовой отсечки Iмакс = 1,1*Ic.з., поскольку для этих защит точная работа ТТ требуется лишь при токе их срабатывания.

Расчетная кратность определяется в условиях срабатывания защиты:

где: n=1,2-1,3

5.3 Максимальные токовые защиты с зависимой характеристикой

Для МТЗ с зависимой характеристикой Iмакс должен соответствовать току КЗ, при котором производится согласование по времени защит смежных элементов.

Расчетная кратность:

Iк.з.макс.- максимальный ток короткого замыкания, при котором производится согласование смежных защит;
n=1,2-1,3

5.4 Направленные токовые и дистанционные защиты

Для предотвращения излишних срабатываний, многоступенчатых защит Iмакс определяется при КЗ в конце зоны первой ступени защит или в конце линии.

Расчетная кратность:

n – коэффициент, принимается при минимальном времени действия защиты: менее 0,5 сек равным 1,4-1,5, а при времени больше 0,5 сек равным 1,2-1,3.

5.5 Дифференциальные токовые защиты

Для предотвращения срабатывания защиты от токов небаланса Iмакс определяется при наибольшем токе внешнего КЗ.

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при внешнем коротком замыкании;
n – коэффициент, принимается при выполнении защиты на реле с БНТ равным 1, а при реле без БНТ равным 1,8-2.

5.6 Дифференциально-фазные высокочастотные защиты

Для предотвращения срабатывания защиты от токов небаланса Iмакс определяется при наибольшем токе внешнего КЗ.

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при коротком замыкании в конце защищаемой линии;
n — принимается 1,6-1,8.

5.7 Продольные дифференциальные токовые защиты линий

Для предотвращения срабатывания защиты от токов небаланса Iмакс определяется при наибольшем токе внешнего КЗ.

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при коротком замыкании в конце защищаемой линии;
n – принимается 1,8-2,0.

По расчетной кратности, пользуясь кривыми предельных кратностей (по данным заводов-изготовителей трансформаторов тока) находится допустимое сопротивление Zдоп для трансформаторов тока рассматриваемой защиты.

В тех случаях, когда из-за отсутствия кривых предельных кратностей при проектировании вынужденно используются кривые 10%-ных кратностей, необходимо для учета возможного их завышения по сравнению с действительно допустимыми значениями по кривым предельных кратностей полученное по выражениям (13-19) значение Красч. увеличивать в 1,25 раз.

6.Определение расчетной нагрузки Zн

Расчетная нагрузка для трансформаторов тока релейной защиты определяется по выражениям, приведенным в таблице №1. В расчете принимается Zн=Zдоп.

По значению Zн можно определить сопротивление соединительных проводов (жил кабеля) во вторичных цепях трансформаторов тока.

Таблица 1 – расчетные формулы для определения вторичной нагрузки и сопротивления соединительных проводов трансформаторов тока для релейной защиты

7.Определение сопротивления соединительных проводов

В Таблице №1 приведены расчетные выражения, для определения сопротивления соединительных проводов во вторичных цепях трансформаторов тока в зависимости от их схем соединения и от вида КЗ.

При этом сопротивление релейной аппаратуры, подключенной к трансформаторам тока, может быть найдено по Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры или по другим заводским данным.

По найденному значению rпр определяется допустимое сечение соединительных проводов.

Если в результате расчета S окажется менее 2,5 мм2, то оно должно быть принято равным 2,5 мм2 из условия механической прочности проводов в токовых цепях ТТ, после чего определяется фактическое сопротивление проводов по выражению (2).

Если в результате расчета сечение кабеля окажется чрезмерно большое (более 10 мм2), то для его уменьшения можно рекомендовать следующие мероприятия:

1. Применить последовательное соединение двух обмоток трансформаторов тока рассматриваемой защиты. При последовательном соединении одинаковых сердечников трансформаторов тока нагрузка на каждый сердечник ТТ уменьшается в 2 раза. При последовательном соединении разных сердечников трансформаторов тока расчетная нагрузка на ТТ уменьшается, так как она распределяется между обмотками трансформаторов тока пропорционально их ЭДС.

2. Изменить схему соединения трансформаторов тока вместо неполной звезды перейти к полной звезде; вместо схемы на разность токов перейти к схеме неполной звезды и т.п.

3. Применить другой трансформатор тока, допускающий большую вторичную нагрузку.

4. Установить дополнительный комплект трансформаторов тока и перевести на него часть вторичной нагрузки.

8.Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры

Реле тока серии РТ-40

№ п/п	Тип реле	Пределы уставок, А	Сопротивление обмотки реле, Ом	Примечание
1	РТ40/0,2	0,05-0,1 0,1-0,2	80	—
2	РТ40/0,6	0,15-0,3 0,3-0,6	8,9 2,2	—
3	РТ40/2	0,5-1 1-2	0,8 0,2	—
4	РТ40/6	1,5-3 3-6	0,22 0,055	—
5	РТ40/10	2,5-5 5-10	0,08 0,02	—
6	РТ40/20	5-10 10-20	0,02 0,005	—
7	РТ40/50	12,5-25 25-50	0,0051 0,00128	—
8	РТ40/100	25-50 50-100	0,00288 0,00072	—
9	РТ40/200	50-100 100-200	0,0032 0,0008	—
10	РТ40/Ф	1,75-3,5 2,9-5,8 4,4-8,8 8,8-17,6	0,090 0,036 0,020 0,008	—

Реле тока серии РТ-40/1Д

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	0,15	40	20	21
2	0,4	25	13	13
3	1	14	7	7
4	2	9	5	5
5	4	6	2,5	2,8
6	5	5	2	2

Реле тока серии РТ 40/Р-1

Зависимость величины полного сопротивления от величины подаваемого тока при питании всех трех обмоток реле

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	0,15	40	20	21
2	0,4	25	13	13
3	1	14	7	7
4	2	9	5	5
5	4	6	2,5	2,8
6	5	5	2	2

Реле тока серии РТ 40/Р-5

Зависимость величины полного сопротивления от величины подаваемого тока при питании всех трех обмоток реле

№ п/п	Пределы уставок, А	Полное сопротивление, Ом
		Фазы
		А	В	С
1	1	1,6	0,9	0,92
2	3	0,8	0,35	0,36
3	5	0,5	0,25	0,26
4	7	0,4	0,17	0,18
5	15	0,25	0,08	0,1
6	25	0,15	0,06	0,08

Реле тока серии РТ 80

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
		Iном, А	Z, Ом
1	РТ81/1	4	0,62	—
2	РТ81/1У	5	0,4	—
3	РТ82/1	6	0,28	—
4	РТ82/1У	7	0,204	—
5	РТ83/1	8	0,156	—
6	РТ83/1У
7	РТ84/1	9	0,123	—
8	РТ84/1У
9	РТ85/1	10	0,1	—
10	РТ85/1У
11	РТ86/1
12	РТ86/1У
13	РТ81/2	2	2,5	—
14	РТ81/2У
15	РТ82/2	2,5	1,6	—
16	РТ82/2У
17	РТ83/2	3	1,11	—
18	РТ83/2У	3,5	0,82	—
19	РТ84/2	4	0,625	—
20	РТ84/2У
21	РТ85/2	4,5	0,495	—
22	РТ86/2	5	0,4	—

Реле тока серии РТ 90

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
		Iном, А	Z, Ом
1	РТ91/1	4	1,56	—
2	РТ91/1	5	1	—
3	РТ91/1У	6	0,695	—
4	РТ91/1У	7	0,51	—
5	РТ95/1	8	0,39	—
6	РТ95/1У	9	0,308	—
7	РТ95/1У	10	0,25	—
8	РТ91/2	2	6,25	—
9	РТ91/2	2,5	4	—
10	РТ91/2У	3	2,78	—
11	РТ91/2У	3,5	2,03	—
12	РТ95/2	4	1,56	—
13	РТ91/2У	4,5	1,24	—
14	РТ91/2У	5	1	—

Фильтр-реле тока обратной последовательности серии РТФ

№ п/п	Тип реле	Сопротивление обмотки реле при разных уставках		Примечание
		Iном, А	Z, Ом
1	РТФ 1М	5	0,22	На фазу
2	РТФ 1М	1	5,5	На фазу
3	РТФ 7/1	5	0,8	На фазу
4	РТФ 7/1	10	0,2	На фазу
5	РТФ 7/2	5	0,6	На фазу
6	РТФ 7/2	1	15	На фазу
7	РТФ 6М	5	0,4	На фазу
8	РТФ 6М	10	0,1	На фазу

Реле токовые дифференциальные

№ п/п	Тип реле	Наименование обмоток	Сопротивление обмоток, Ом	Примечание
1	РНТ 565	Рабочая	0,1	При полностью включенных витках
		Первая уравнительная	0,1	При полностью включенных витках
		Вторая уравнительная	0,1	При полностью включенных витках
2	РНТ 566	Первая рабочая	2,5	При полностью включенных витках
		Вторая рабочая	1,5	При полностью включенных витках
		Третья рабочая	0,25	При полностью включенных витках
3	РНТ 566/2	Первая рабочая	1,5	При полностью включенных витках
		Вторая рабочая	0,1	При полностью включенных витках
4	РНТ 567	Первая рабочая	0,05	При полностью включенных витках
		Вторая рабочая	0,05	При полностью включенных витках
5	РНТ 567/2	Первая рабочая	0,5	При полностью включенных витках
		Вторая рабочая	0,5	При полностью включенных витках

Как выбрать трансформатор тока для счетчика: таблица и формулы

При организации электроснабжения предприятий, жилых и коммерческих объектов, в тех случаях, когда суммарный ток нагрузки многократно превышает возможности узла учета, или же необходимо произвести учет электроэнергии высоковольтных потребителей, устанавливаются дополнительные узлы преобразования — трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН). Они позволяют произвести линейное преобразование и осуществить учет или контроль проходящего тока с помощью обычных однофазных или трехфазных электросчетчиков, амперметров, а также организовать систему защиты линии с помощью них. В этой статье мы узнаем как выбрать трансформатор тока для счетчика электроэнергии по мощности и другим параметрам.

Разновидность устройств

При выборе трансформатора нужно учитывать его место расположение (закрытые или открытые распределительные установки, встраиваемые системы), а также конструктивные особенности исполнения (проходные, шинные, опорные, разъемные).

Проходной ТТ устанавливают в комплексных РУ и используют в качестве проходного изолятора. Опорные используют для установки на ровной поверхности. Шинный ТТ устанавливается непосредственно на токоведущие части. В роли первичной обмотки трансформатора выступает участок шины. Встроенные модели как элемент конструкции, устанавливаются в силовые трансформаторы, масляные выключатели и пр. Разъемные ТТ выполнены разборными для быстрой установки на жилы кабеля, без физического вмешательства в целостность электрических сетей.

Кроме того, разделение также проходит по типу используемой изоляции:

• литая;
• пластмассовый корпус;
• твердая;
• вязкая компаудная;
• маслонаполненная;
• газонаполненная;
• смешанная масло-бумажная.

И различают по спецификации и сфере применения:

• коммерческий учет и измерения;
• защита систем электроснабжения;
• измерения текущих параметров;
• контроль и фиксация действующих значений;

Также различаются трансформаторы по напряжению: для электроустановок до 1000 Вольт и выше.

Правила выбора

При выборе трансформатора его напряжение не должно быть меньшим, чем номинальное напряжение счетчика.

U ном ≥ U уст

Аналогично поступаем при выборе ТТ по току, который должен быть равен или больше максимального тока контролируемой установки. С учетом аварийных режимов работы.

 I ном ≥ I макс.уст

В ПУЭ описаны правила и нормативные требования к устройствам коммерческого учета счетчиками, а также уделено не мало внимания трансформаторам тока и нормам расчетных мощностей. Детально ознакомится можно в пункте ПУЭ 1.5.1 (Глава 1.5).

Помимо этого существуют следующие правила выбора трансформатора тока для счетчика:

1. Длина и сечение проводников от ТТ к узлу учета должны обеспечивать минимальную потерю напряжения (не более 0.25% для класса точности 0.5 и 0.5% для трансформаторов точностью 1.0). Для счетчиков, используемых для технического учета, допускается падение напряжения 1.5% от номинального.
2. Для систем АИИС КУЭ трансформаторы должны иметь высокий класс точности. Для установки в такие системы используют ТТ класса S 0.5S и 0.2S, позволяя увеличить точность учета при минимальных первичных токах.
3. Для коммерческого учета нужно выбрать класс точности ТТ не более 0.5. При использовании счетчика точностью 2.0 и для технического учета, допускается применение трансформатора класса 1.0.
4. Выбор ТТ с завышенной трансформацией допускается, если при максимуме тока нагрузки, ток в трансформаторе не меньше 40% от I ном электросчетчика.
5. При расчете количества потребленной энергии необходимо учитывать коэффициент преобразования.
6. Расчет параметров ТТ производится в зависимости от сечения проводника и расчетной мощности.

Пример расчета:

По таблице ниже, согласно получившимся расчетным параметрам выбираем ближайший ТТ:

При заключении договора с энергоснабжающей организацией, в случае когда для производства учета необходима установка трансформаторов тока, для организации узла учета, выдаются технические условия, в которых указано модель узла учета а также тип ТТ, номинал автоматических выключателей место их установки для конкретной организации. В результате самостоятельные расчеты ТТ производить не нужно.

Напоследок советуем читателям https://samelectrik.ru просмотреть полезное видео по теме:

Надеемся, теперь вам стало понятно, как выбрать трансформаторы тока для счетчиков и какие варианты исполнения ТТ бывают. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Узнайте, как определить трансформаторы тока

ТТ прибора и защиты

Трансформаторы тока используются для подачи информации на защитные реле и / или «приборы» измерения тока, мощности и энергии. Для этого они должны подавать вторичный ток, пропорциональный первичному току, протекающему через них, и должны быть адаптированы к характеристикам сети: напряжение , частота и ток .

Узнайте, как определить текущие трансформаторы (фото предоставлено: naswgr.сеть)

Они определяются соотношением, мощностью и классом точности. Их класс (точность в зависимости от нагрузки ТТ и перегрузки по току) выбирается в соответствии с приложением .

«Защитный» трансформатор тока (CT) должен насыщаться достаточно высоко, чтобы обеспечить относительно точное измерение тока повреждения защитой, рабочий порог которой может быть очень высоким. Таким образом, ожидается, что трансформаторы тока будут иметь ограничивающий коэффициент точности (ALF), который обычно достаточно высок.Обратите внимание, что соответствующее «реле» должно быть способно выдерживать высокие перегрузки по току.

«Приборный» трансформатор тока (ТТ) требует хорошей точности относительно номинального значения тока. Измерительные приборы не должны выдерживать токи, которые превышают защитные реле. Вот почему ТТ «прибора», в отличие от ТТ «защиты», имеют наименьший возможный коэффициент безопасности (SF) для защиты этих приборов за счет более раннего насыщения.

Некоторые трансформаторы тока имеют вторичные обмотки, предназначенные для защиты и измерения.Эти «измерительные» и «защитные» ТТ регулируются стандартом IEC 60044-1 (во Франции NF C 42-502 ).

Сопоставление трансформаторов тока с защитными реле требует глубокого знания трансформаторов тока. Следующий раздел дает несколько напоминаний о КТ, соответствующих этому использованию.

Характеристика КТ

Пример защиты CT //

• Номинальный первичный ток: 200 А,
• Номинальный вторичный ток: 5 А.

Пример защиты CT

Его точность нагрузки: Pn = 15 ВА
Его предел точности равен ALF = 10

Для I = ALF . В, его точность составляет 5% (5P), (см. Рисунок 1)

Для упрощения, для защитного ТТ, приведенного в примере, погрешность отношения составляет менее 5% при 10 В , если реальная нагрузка потребляет 15 ВА при In. Однако этих данных недостаточно. Также полезно знать стандартные значения.

Рисунок 1 — Пример паспортной таблички трансформатора тока с двумя вторичными

12 определений, относящихся к трансформаторам тока //

≡ Номинальный (номинальный) первичный ток I ₁

Определяемый стандартами, он выбирается из дискретных значений: 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 А и их десятичных кратных.

≡ Номинальный (номинальный) вторичный ток I ₂

равно 1A или 5 A .

≡ Коэффициент (I ₁ / I ₂ )

Первичный и вторичный токи являются стандартными, поэтому эти значения являются дискретными. (Узнайте больше о соотношениях магнитных измерительных трансформаторов тока высокого напряжения — здесь)

load Точность нагрузки

Значение нагрузки, на котором основаны условия точности.

≡ Номинальная (номинальная) точность измерения P _n

Выражается в ВА, это полная мощность, подаваемая во вторичную цепь для номинального (номинального) вторичного тока и точности нагрузки.Стандартные значения: 1 — 2,5 — 5 — 10 — 15 — 30 ВА .

≡ Реальная мощность P _r

В этой технической статье это мощность, соответствующая фактическому потреблению нагрузки ТТ при I _n .

class Класс точности

Этот класс определяет пределы погрешности, гарантируемые для отношения и сдвига фаз в указанных условиях мощности и тока. Для номинальных классов 5P и 10P таблица на рисунке 6 определяет эти пределы.

Рисунок 2 // Ошибки модуля и фазы при номинальном токе
(согласно стандарту IEC 60044-1)

Класс точности	Ошибка тока для номинального тока в%	Фазовый сдвиг для номинального тока		Составные ошибки для предела точности тока в%
		минут	Сентирадийцев
5P	± 1	± 60	± 1.8	5
10P	± 3	—	—	10

≡ Специальный класс точности

Класс X — это класс, определенный британским стандартом BS 3938 . Он также должен быть определен в будущем стандарте IEC 60044-1 под названием класса PX. Этот класс определяет минимальное значение напряжения Vk точки перегиба CT.

Это также накладывает максимальное значение Rct (сопротивление вторичной обмотки ТТ) .Иногда оно указывает максимальное значение тока намагничивания Io при напряжении точки перегиба.

Если мы рассматриваем намагничивающую кривую V (Io) ТТ, то напряжение Vk точки перегиба определяется как точка на этой кривой, из которой увеличение напряжения на 10% вызывает увеличение тока намагничивания на 50% , Класс X соответствует лучшей точности измерения, чем класс 5P и даже больше 10P (см. Рисунок 3).

Рисунок 3 — Напряжения, соответствующие различным классам ТТ

Всегда можно найти эквивалент между CT, определенным в классе X, и 5P CT или, в некоторых случаях, даже 10P CT.

≡ Фактический коэффициент точности (F _p или K _r )

Это отношение между максимальным током, соответствующим номинальной ошибке, и номинальным током ТТ, когда реальная нагрузка отличается от номинальной нагрузки.

factor Коэффициент предела точности (ALF или Kn)

Это соотношение между номинальным максимальным током (например, 10 In) и номинальным током (In).

current Выдерживает короткое время

Выражается в кА, это максимальный ток Ith, который может выдерживаться в течение одной секунды (когда вторичная цепь замкнута накоротко).Он представляет собой термостойкость CT от перегрузок по току (стандартные значения приведены в стандартах, упомянутых в приложении).

≡ CT номинальное напряжение

Это номинальное напряжение, которому подвергается первичная ТТ. Важно помнить, что первичная обмотка находится под высоким напряжением и что одна из клемм вторичной обмотки (которую никогда нельзя открывать) обычно заземлена.

Как и для любых устройств, также определяется максимальное выдерживаемое напряжение в течение одной минуты при частоте питания и максимальное выдерживаемое импульсное напряжение.Их значения определены стандартами.

Например: для номинального напряжения 24 кВ, ТТ должен выдерживать 50 кВ в течение 1 минуты при 50 Гц и 125 кВ при импульсном напряжении.

CT с несколькими вторичными

Некоторые трансформаторы тока могут иметь несколько вторичных , предназначенных для защиты или измерения. Наиболее типичными случаями являются КТ с 2 вторичными, реже с 3 вторичными. Физически эти КТ объединяют в одной форме эквивалент 2 или 3 отдельных КТ, которые могут иметь разные классы и соотношения (см. Рисунок 4 ниже).

Рисунок 4 — Принцип изготовления ТТ с 3 вторичными (с 3 обмотками в одной форме)

Трансформаторы тока — ВИДЕО сессий

Что такое КТ и зачем их использовать?

CT Polarity

CTR

Wye соединены CTs

Delta подключен CTs

Трансформатор тока модель

Ссылка // Cahier Technique Schneider Electric №.194 — Трансформаторы тока: как их определить Schneider Electric

,

Тестирование и ввод в эксплуатацию трансформатора тока Тестирование и ввод в эксплуатацию трансформатора тока (на фото два трансформатора тока в шкафу MV; автор alcatelmacedonia @ Flickr)

Процедуры испытаний и ввода в эксплуатацию //

1. Цель
2. Требуется испытательное оборудование
3. Процедуры испытаний

1. Механическая проверка и визуальный осмотр
2. Испытание сопротивления изоляции
3. Тест полярности
4. Тест вторичного сопротивления / сопротивления контура
5. Тест бремени (дополнительный тест)
6. Тест кривой намагничивания (дополнительный тест)
7. Испытание на коэффициент поворота (дополнительное испытание)
8. Первичный тест впрыска
9. Тест высокого напряжения
10. Испытательный запуск

4.Применимые стандарты
5. ВИДЕО КТ-тестирование в реальном времени (6 испытаний)

1. Цель

Для подтверждения физического состояния и электрических характеристик трансформатора тока, установленного в установке. Убедитесь, что ТТ правильно подключен к системе ( первичной и вторичной ).

2. Требуется испытательное оборудование

Необходимое оборудование для тестирования:

1. Тестер изоляции
2. Тестер полярности
3. Цифровой низкий омметр
4. Источник тока, мультиметр
5. Variac, повышающий трансформатор ( 0-2кв )
6. Комплект первичного тока

Перейти к содержанию ↑

3.Процедуры испытаний

3.1. Механическая проверка и визуальный осмотр

1. Убедитесь, что номинальные таблички соответствуют номинальным чертежам и спецификациям.
2. Осмотреть на предмет физических повреждений / дефектов и механического состояния.
3. Проверьте правильность подключения трансформаторов в соответствии с требованиями системы.
4. Убедитесь в наличии достаточных зазоров между проводкой первичной и вторичной цепей.
5. Проверьте надежность доступных электрических болтовых соединений с помощью калиброванного динамометрического метода.
6. Убедитесь, что все необходимые заземления и замыкания обеспечены.
7. Убедитесь, что все закорачивающие блоки находятся в правильном положении, заземлены или разомкнуты, как требуется.
8. Проверьте правильность заземления каждой точки в одной точке. Точка заземления должна быть ближе к положению ТТ. Однако заземление должно быть в точке реле в случае, когда несколько вторичных трансформаторов тока соединены вместе, как дифференциальная защита.

Перейти к содержанию ↑

3.2. Испытание сопротивления изоляции

Напряжение должно подаваться между:

1. Первичное-вторичное плюс заземление (покрыто во время испытания распределительного устройства).
2. Вторичный к первичному плюс земля.
3. Вторичный сердечник к сердечнику.

Пределы испытательного напряжения, указанные в таблице ниже. Температура окружающей среды должна быть отмечена во время испытания.

Таблица — пределы испытательного напряжения

Номинальное напряжение	Испытательное напряжение
100-1000 В AC / DC	1000 В постоянного тока
> 1000 до 5000 В	5000 В постоянного тока

Перейти к содержанию ↑

3.3. Тест на полярность

Проверка полярности предназначена для подтверждения маркировки полярности на первичной и вторичной обмотке ТТ и проверки ее соответствия чертежу. Более того, он дает представление о том, как подключить дополнительные устройства, чтобы обеспечить правильную работу защиты (, например, направленная, дифференциальная ) и измерения.

Изолируйте вторичную обмотку ТТ от нагрузки и выполните подключение цепи, как показано в Рисунок 1 .

Закройте и разомкните выключатель аккумулятора, подключенный к первичному устройству.Обратите внимание, что указатель движется + в направлении при закрытии и — в направлении при открытии для правильной полярности.

Рисунок 1 — Проверка полярности КТ

Перейти к содержанию ↑

3.4. Тест вторичного сопротивления / сопротивления контура (дополнительный тест)

Испытание вторичного сопротивления предназначено для проверки сопротивления вторичной обмотки ТТ с указанным значением и без разрывов в обмотке. Это значение может быть использовано в других расчетах.

Сопротивление контура, чтобы убедиться, что нагрузка подключена правильно и цепи не разомкнуты. Соединение цепи должно быть выполнено, как показано Рисунок 2 для вторичного сопротивления. Измерьте значение dcresistance и запишите. То же самое должно быть сделано для всех кранов и жил. Эти значения зависят от температуры, поэтому температура окружающей среды должна регистрироваться во время этого теста. Соединение цепи должно быть выполнено, как показано Рисунок 2 для сопротивления контура.

Измерьте сопротивление постоянному току, включая ТТ и нагрузку, фазу и фазу, и значения можно сравнить между ними.

Ограничения:

Значение должно быть указано в паспортной табличке после учета температуры, принятой во внимание. Если не заводские результаты испытаний должны быть приняты в качестве ссылки.

Рисунок 2 — Проверка сопротивления ТТ / сопротивления контура

Примечания:

• Омметр для сопротивления ТТ без нагрузки.
• Омметр для сопротивления контура ТТ, включая нагрузку.

Перейти к содержанию ↑

3.5 испытаний бремени (дополнительный тест)

Испытание на нагрузку предназначено для проверки того, что нагрузка, соединенная с КТ, соответствует номинальной нагрузке, указанной на паспортной табличке.

Подайте номинальный ток вторичной обмотки ТТ от клемм ТТ в сторону нагрузки, изолируя вторичную обмотку ТТ со всей подключенной нагрузкой, и наблюдайте падение напряжения в точках впрыска. Нагрузка VA может быть рассчитана как

Бремя VA = падение напряжения х номинальный ТТ сек. Текущий.

Ограничения:

Расчетная нагрузка должна быть меньше, чем ставки КТ нагрузки.

Примечание:

• Селекторный переключатель амперметра должен находиться на соответствующей фазе во время теста.
• Реле с высоким импедансом должны быть закорочены во время испытания.

Перейти к содержанию ↑

3.6. Тест кривой намагниченности (дополнительный тест)

Тест кривой намагничивания

предназначен для подтверждения характеристик намагничивания трансформатора тока с помощью паспортной таблички.

Это испытание должно проводиться до испытания соотношения и после испытания вторичного сопротивления и полярности, поскольку остаточный магнетизм остается в сердечнике из-за испытания постоянным током (полярность, сопротивление), что приводит к дополнительной ошибке в испытании соотношения.Метры, используемые для этого испытания, должны иметь истинное среднеквадратичное измерение.

Подключение цепи должно быть выполнено, как показано Рисунок 3 . Основной должен быть открыт во время теста.

Размагничивание

Перед началом теста размагнитить сердечник с помощью напряжения инжекции на вторичных клеммах и увеличить до значительного прироста тока с небольшим приращением напряжения. Теперь начните уменьшать напряжение до нуля, скорость которого увеличивается.

Тест намагниченности

Теперь увеличьте напряжение и контролируйте ток возбуждения до достижения ТТ вблизи точки насыщения. Запишите показания напряжения и тока в нескольких точках. Постройте кривую и оцените Vk и Img из графика.

Ограничения:

Класс X CT:
Полученный Vk должен быть больше указанного; Ток mag должен быть меньше указанного.

Класс защиты CT:
Вторичное предельное напряжение можно рассчитать следующим образом:

Vslv = Is * ALF (Rct + (VA / Is * Is))

Где:
Is — номинальный вторичный ток
Rct — вторичное сопротивление трансформатора тока
VA — номинальная нагрузка трансформатора тока
ALF — коэффициент ограничения точности

Ток mag ( Img ), потребляемый на Vslv, можно получить из графика.Следующие критерии должны быть удовлетворены.

Img <класс точности * ALF * Is

Класс измерения CT:
Точность может быть обеспечена следующим образом:

Img при Vs (= 1,2 * ВА / Is) должно быть меньше (класс точности * Is)

И фактор безопасности прибора должен быть проверен.

Рисунок 3 — Тест намагничивания

Перейти к содержанию ↑

3.7. Испытания на коэффициент поворота (дополнительный тест)

Этот тест предназначен для проверки коэффициента поворота КТ на всех ответвлениях.Схема подключения должна быть выполнена, как показано Рисунок 4 . Первичный ток минимум 25% от номинального первичного тока , который должен быть подан на первичную сторону ТТ с вторичными замыканиями, а вторичный ток может быть измерен и зарегистрирован для всех жил.

Ограничения:

Полученный коэффициент поворота должен соответствовать номинальному коэффициенту шильдика.

Перейти к содержанию ↑

3.8. Первичный тест впрыска

Этот тест предназначен для проверки правильности соединения цепей ТТ с соответствующими сердечниками и отсутствия перепутывания в цепи (идентификация фазы ).

Соединения цепи должны быть выполнены, как показано в Рисунок 4 . Перед началом этого испытания заземление в одной точке должно быть проверено для цепей ТТ. Подайте 25% номинального первичного тока между одной фазой и землей со всей подключенной нагрузкой. Измерьте вторичный ток во всех точках цепей ТТ. Это должно быть сделано для других этапов.

Идентификация ядра:

Когда один CT имеет несколько ядер, используемых для разных целей.Сердечники могут быть идентифицированы во время испытания первичного впрыска путем замыкания одного из сердечников на самом терминале ТТ и проверки отсутствия тока только при соответствующей нагрузке. То же самое можно проверить для других ядер.

Подайте 25% номинального первичного тока между фазами со всей подключенной нагрузкой. Измерьте вторичный ток во всех точках цепей ТТ. Это должно быть сделано для других этапов.

Ограничения:

• Вторичный ток должен наблюдаться только на соответствующих фазовых и нейтральных проводах во время межфазного ввода.
• Вторичный ток должен наблюдаться только на соответствующих фазах, а ток на нейтрали — нет во время межфазного ввода.

Рисунок 4 — Первичная инъекция / тест отношения

Перейти к содержанию ↑

3.9. Тест высокого напряжения

Этот тест включен с распределительного устройства высокого напряжения .

Цель испытания на ВН состоит в том, чтобы определить, находится ли оборудование в надлежащем состоянии для ввода в эксплуатацию, после установки, для которого оно было спроектировано, и дать некоторую основу для прогнозирования того, останется ли работоспособное состояние здоровым или начнется его ухудшение, которое может привести к ненормально короткая жизнь.

Испытательные приборы, необходимые для испытания высокого напряжения

Калиброванный испытательный комплект высокого напряжения для распределительного устройства с индикатором тока утечки и защитой от перегрузки. Калиброванный тестовый набор постоянного тока для кабелей с индикатором тока утечки и защитой от перегрузки.

Перейти к содержанию ↑

3.10. Испытательный запуск

После ввода в эксплуатацию вторичное измерение тока должно проводиться в цепях ТТ. Проверка фазового угла должна выполняться для правильного направления.Перейти к содержанию ↑

4. Применимые стандарты

• IEC 60044-1: Приборные трансформаторы — трансформатор тока.
• IEC 60694: общие спецификации для распределительного устройства высокого напряжения.

Перейти к содержанию ↑

5. ВИДЕО КТ-тестирование в режиме реального времени (6 тестов)

1. КТ-тесты — соотношение и полярность

Не можете увидеть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

2. КТ-тесты — нагрузка вторичной стороны

Не можете увидеть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

3. КТ-тесты — Кривая возбуждения

Не можете увидеть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

4. КТ-тесты — сопротивление намотке или нагрузке

Не можете увидеть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

5. КТ-испытания — испытание на стойкость к напряжению

Не можете увидеть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

6. КТ-тесты — полярность по импульсам

Не можете увидеть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.

Ресурс: Испытания и ввод в эксплуатацию электрооборудования — Schneider Electric Service Dpt.

,

Расчеты по расчетным параметрам трансформатора

Мы собираемся выучить небольшой расчет расчета трансформатора. Для быстрого просмотра и резюме расчетов см. Таблицы в конце этой статьи. (Таблица 1) (Таблица 2) Для лучшего понимания выполните следующие шаги для расчетов. Убедитесь, что вы знакомы с Основы Transfomer

Расчетные параметры

Для проектирования трансформатора нам нужно:

1. Номинальная мощность
2. Уровни напряжения (первичное и вторичное)
3. Токи с обеих сторон
4. Диаметр / размер первичной и вторичной катушек
5. Площадь сердечника из железа
6. Число витков (первичного и вторичного)

Мы собираемся спроектировать понижающий трансформатор 50 ВА от 230 В до 12 В.Необходимые вычисления вместе с формулами приведены ниже в деталях:

Поскольку мы собираемся спроектировать небольшой трансформатор (с малой номинальной мощностью), мы пренебрегаем потерями в сердечнике и меди, поскольку они не имеют значения для малых трансформаторов и серьезно учитываются при проектировании силовых трансформаторов (преобразование с высокой номинальной мощностью)

Расчеты для проектирования трансформаторов:

Основные расчеты:

Рассчитайте площадь ядра (центральной конечности) по следующей формуле:

Где,
$ A_i $ = Площадь ядра
$ f $ = Рабочая частота
$ B_m $ = плотность магнитного потока
$ T_e $ = число витков на вольт

(для получения этой формулы нажмите здесь)

Допущения:

Итак, мы знаем частоту энергосистемы.2 $

$$ T_e = 2,6 \; (повороты \; за \; вольт) $$
Итак, обороты на вольт составляют 2,6 оборота на вольт.

Расчеты первичной обмотки

Для расчета конструкции трансформатора мы сначала рассчитываем параметры для первичной стороны, а затем для вторичной стороны.

Расчет первичного тока

Первичное напряжение = Vp = 230 В
Первичный ток ($ I_1 $):

Пусть трансформатор, который мы собираемся спроектировать, имеет КПД 95% ($ \ eta $).
Итак,

Следовательно, Первичный ток = 0.23 Amp

Число оборотов

Число витков первичной стороны можно рассчитать следующим образом:
Общее число витков ($ N_1 $) = витков на вольт х напряжение первичной стороны
N1 = 2,6 х 230 = 600 витков

$$ N_1 = 2.6 \ times 230 \\ N_1 \ приблизительно 600 \; оборот $$

Размер первичного проводника

Поскольку плотность тока определяется током на единицу площади, т.е. плотность = I / A

$$ \ delta = \ frac {I} {A} $$
As, для меди плотность тока принимается равной $ 2.2 $ (2,3 А на кв. Мм). Так, для области медного проводника первичной стороны ( a1 )

Итак, из стандартной таблицы AWG мы можем узнать размер этой области. что составляет 27 AWG.
Из стандартной американской таблицы размеров проволоки мы можем выбрать проволоку той же толщины. Можно видеть, что выясняется, что требуемый первичный боковой провод имеет калибр 27, который может проводить необходимый ток. (для таблицы AWG Нажмите здесь)

Выбор провода также может быть сделан путем вычисления первичного тока и путем перекрестного соответствия стандартной таблицы медного провода в соответствии с его возможностями по обработке тока.

Расчеты вторичной обмотки

Вторичное напряжение = $ V_s = 12 \; V $

Вторичный ток Расчет

Размер вторичного провода для расчета конструкции трансформатора

a2 = (4,2 A / 2,3) = 1,83 мм2

Из стандартной медной проволоки из таблицы видно, что проволока этой толщины имеет калибр 15. Итак, для расчета конструкции трансформатора для вторичной обмотки нам понадобится провод 15 калибра.
Следовательно, Вторичный провод = 15 AWG

Вторичное число оборотов

Число витков вторичной стороны можно рассчитать следующим образом:
Общее число витков ($ N_2 $) = витков на вольт x Напряжение вторичной стороны

N2 = 2.3 $

Первичная боковая масса меди

Периметр катушки = 1,75 x 4 = 7 дюймов = 0,1778 м
Периметр катушки = $ (1,75 \ раз 4) \\ = 7 \; дюйм \ приблизительно 0,1778 \; м $
Итак,
длина одного витка = 0,1778 м
и

Общая длина всех витков первичного = L1
L1 = (длина одного витка) x (общее количество витков первичного)
L1 = 0,1778 x 600 = 106 м (прибл.)

As,
площадь первичного проводника = $ 0.2 $. Итак, общий объем вторичной обмотки составляет:

Итак, нам нужно ок. 100 грамм проволоки 15 калибра для вторичной обмотки.
Наконец, из вышеприведенных расчетов мы можем суммировать в следующей таблице:

Таблица 1: Расчет для первичной стороны конструкции трансформатора Таблица 2: Сводка проекта для вторичной конструкции трансформатора

На данный момент вы выполнили расчет конструкции трансформатора, и у вас есть характеристики компонентов трансформатора.Теперь, чтобы сделать в твердой форме, посмотрите несколько простых шагов аппаратной реализации вычислений :

Вот еще одна статья по оптимизации ядра трансформатора с использованием генетического алгоритма — эвристического метода оптимизации.

Для любых запросов и дальнейшей помощи, не стесняйтесь комментировать ниже и на нашей странице facebook для новых обновлений. Изучите проекты для вашего последнего года проекта от опытных инженеров.

,

Расчет тока повреждения трансформатора

Расчет тока повреждения трансформатора

Импеданс трансформатора

Импеданс трансформатора измеряется в Процентное сопротивление , это процент от номинального первичного напряжения, приложенного к первичной обмотке трансформатора, для того, чтобы номинальная вторичная ток полной нагрузки протекала во вторичной обмотке (этот тест предварительно с первичной обмоткой, подключенной к Variac или переменному источнику питания, а вторичная обмотка закорочена).

Значения сопротивления трансформатора могут отличаться, но обычно трансформаторы Blakley Electrics составляют от 4 до 5% от первичного напряжения.

Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с Blakley Electrics ‘Технический отдел.

Напряжение импеданса V _z = (Первичное напряжение V x Процентное сопротивление Z%) / 100

Максимальный ток короткого замыкания трансформатора с учетом импеданса Loog

Чтобы рассчитать максимальный ток повреждения , который может быть достигнут в цепи, питаемой от трансформатора, мы используем следующую формулу.

Эта формула вычисляет полное сопротивление контура на конце цепи, питаемой от вторичной обмотки трансформатора. При расчете импеданса контура неисправности выберите правильный тип трансформатора выше. Трехфазные трансформаторы делят значения для вторичного напряжения на √3 и ВА на 3.

Для трансформаторов с центральным ответвлением на землю ( C TE ) значения делятся пополам на Vs и VA. Времена отключения RLV / 110 В C TE и цифры Z _с относятся к BS 7671: 2008, 411.8 Таблица 41.6.

Связанные материалы EEP со спонсорскими ссылками

,