Трансформатор тока на столбе

Все о трансформаторах тока. Классификация, конструкция, принцип действия

Трансформаторами тока (ТТ) принято называть электротехнические устройства, предназначенные для трансформирования величин токов до величин требуемых для подключения приборов измерения, устройств РЗиА.

Установка в силовых электроустановках трансформаторов низкой мощности позволяет также обезопасить производство работ, поскольку их использование разделяет цепи высокого / низкого напряжения, упрощает конструктивное исполнение дорогостоящих измерительных приборов, реле.

Конструкция и принцип действия трансформатора тока

Трансформаторы тока конструктивно состоят из:

замкнутого магнитопровода;
2-х обмоток (первичной, вторичной).

Первичная обмотка включается последовательно, таким образом, сквозь нее протекает полный ток нагрузки. А вторичная — замыкается на нагрузку (защитные реле, расчетные счетчики и пр.), что позволяет создавать прохождение по ней тока, величина которого пропорциональна величине тока первичной обмотки.

Поскольку сопротивление измерительных устройств незначительно, то принято считать, что все трансформаторы тока работают в режиме близком к КЗ.

Это означает, что геометрическая сумма магнитных потоков равна разности потоков, генерируемых обеими обмотками.

Традиционно трансформаторы тока выпускают с несколькими группами вторичных обмоток, одна из которых предназначена для подключения аппаратов защиты, другие – для включения приборов контроля, диагностики и учета.

К этим обмоткам в обязательном порядке должна быть подключена нагрузка.

Ее сопротивление строго регламентируется, так как даже незначительное отклонение от нормируемой величины может привести к увеличению погрешности и как следствие снижению качества измерения, неселективной работе РЗ.

Интересное видео о трансформаторах тока смотрите ниже:

Погрешность ТТ определяется в зависимости от:

сечения магнитопровода;
проницаемости используемого для производства магнитопровода материала;
величины магнитного пути.

Значительное возрастание сопротивления нагрузки во вторичной цепи генерирует повышенное напряжение во вторичной цепи, что приводит к пробою изоляции и, как следствие, выходу из строй трансформатора.

Предельное значение сопротивление нагрузки указывается в справочных материалах.

Классификация трансформаторов тока

Трансформаторы тока принято классифицировать по следующим признакам:

В зависимости от назначения их разделяют на:
1. защитные;
2. измерительные;
3. промежуточные, используемые для подключения устройств измерения в токовые цепи, выравнивания токов в системах диф. защит и т. п.);
4. лабораторные.
По типу установки разделяют устройства:
1. наружной установки (размещаемые в ОРУ);
2. внутренней установки (размещаемые в ЗРУ);
3. встроенные в электрические машины, коммутационные аппараты: генераторы, трансформаторы, аппараты и пр.;
4. накладные — устанавливаемые сверху на проходные изоляторы;
5. переносные (для лабораторных испытаний и диагностических измерений).
Исходя из конструктивного исполнения первичной обмотки ТТ разделяют на:
1. многовитковые (катушечные, с обмоткой в виде петли или восьмерки);
2. одновитковые;
3. шинные.
По способу исполнения изоляции ТТ разбивают на устройства:
1. с сухой изоляцией (из фарфора, литой изоляции из эпоксида, бекелита и т. п.);
2. с бумажно-масляной либо конденсаторной бумажно-масляной изоляцией;
3. имеющие заливку из компаунда.
По количеству ступеней трансформации ТТ бывают:
1. одноступенчатые;
2. двухступенчатые (каскадные).
Исходя из номинального напряжения различают:
1. ТТ с номинальным напряжением — выше 1 кВ;
2. ТТ с напряжением – до 1 кВ.

Ещё одно интересное видео о схемах включения трансформаторов тока:

Трансформаторы тока разных производителей

Рассмотрим несколько трансформаторов тока разных производителей:

Трансформаторы тока ТОЛ-НТЗ-10-01

Производитель ООО «Невский трансформаторный завод «Волхов», предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в комплектных устройствах внутренней и наружной установки (КРУ, КРУН, КСО) переменного тока на класс напряжения до 10 кВ и являются комплектующими изделиями.

Трансформаторы изготавливаются в виде опорной конструкции, в климатических исполнениях «УХЛ» и «Т», категории размещения «2» по ГОСТ 15150-69.

Рабочее положение трансформатора в пространстве – любое.

Трансформаторы работают в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений и имеют:

класс нагревостойкости «В» по ГОСТ 8865-93;
уровень изоляции «а» и «б» по ГОСТ 1516.3-96.

Варианты исполнения трансформатора: «Б» — оснащён изолирующими барьерами.

Расположение вторичных выводов:

«А» — параллельно установочной поверхности;
«В» — перпендикулярно установочной поверхности;
«С» — из гибкого провода, параллельно установочной поверхности;
«D» — из гибкого провода, перпендикулярно установочной поверхности.

Требования к надежности

Для трансформаторов установлены следующие показатели надежности:

средняя наработка до отказа – 2´105 ч.;
полный срок службы – 30 лет.

Пример условного обозначения опорного трансформатора тока с литой изоляцией

ТОЛ-НТЗ-10-01АБ-0,5SFs5/10Р10–5/15-300/5 31,5 кА УХЛ2

10 — номинальное напряжение;
«0» — конструктивный вариант исполнения;
«1» — исполнение по длине корпуса;
«А» — вторичные выводы расположенные параллельно установочной поверхности;
«Б» — изолирующие барьеры;
0,5S — класс точности измерительной вторичной обмотки;
(Fs)5 — коэффициент безопасности приборов вторичной обмотки для измерения;
10Р — класс точности защитной вторичной обмотки;
10 — номинальная предельная кратность вторичной обмотки для защиты;
5 — номинальная вторичная нагрузка обмотки для измерения;
15 — номинальная вторичная нагрузка обмотки для защиты;
300 — номинальный первичный ток;
5 — номинальный вторичный ток;
31,5 — односекундный ток термической стойкости;
«УХЛ» — климатическое исполнение;
2 – категория размещения ГОСТ 15150-69 при его заказе и в документации другого изделия.

Опорные трансформаторы тока TОП-0,66

ОАО «СЗТТ»

Трансформаторы предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам в установках переменного тока частоты 50 или 60 Гц с номинальным напряжением до 0,66 кВ включительно. Испытательное одноминутное напряжение промышленной частоты — 3 кВ.

Трансформаторы класса точности 0,2; 0,5; 0,2S и 0,5S применяются в схемах учета для расчета с потребителями, класса точности 1,0 — в схемах измерения.

Корпус трансформаторов выполнен из самозатухающих трудногорючих материалов. Трансформаторы изготавливаются в исполнении «У» или «Т» категории 3 по ГОСТ 15150, предназначены для работы в следующих условиях:

высота над уровнем моря не более 1000 м;
температура окружающей среды: при эксплуатации — от минус 45°С до плюс 50°С, при транспортировании и хранении — от минус 50°С до плюс 50°С;
окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли, химически активных газов и паров в концентрациях, разрушающих покрытия металлов и изоляцию;
рабочее положение — любое.

Первичная шина трансформаторов ТОП-0,66 и ТШП-0,66 медная, покрытая оловом. Трансформаторы ТШП-0,66 могут комплектоваться медными шинами, покрытыми оловом.

Проходные шинные трансформаторы тока для внутренней установки BB, BBO

Изготовитель — Фирма ООО «ABB»

Проходные шинные трансформаторы тока BB и BBO изготовлены в корпусе из эпоксидного компаунда и предназначены для установки в РУ напряжением до 24 кВ (25 кВ).

Трансформатор тока без первичного проводника, но с собственной первичной изоляцией может использоваться в качестве втулки.

Трансформаторы спроектированы и изготовлены согласно следующим стандартам:

МЭК, VDE, ANSI, BS, ГОСТ и CSN.
Максимальное напряжение — 3.6 кВ — 25 кВ
Первичный ток — 600 A – 5000 A
Сухой трансформатор с изоляцией из эпоксидного компаунда для внутренней установки
Предназначены для измерения и защиты, могут иметь до трех вторичных обмоток
Исполнения с возможностью переключения коэффициента трансформации на стороне первичной или вторичной обмоток.

Установка счетчика на столбе: проблемы и решения

Проблема установки уличных электросчетчиков в первую очередь касается граждан, проживающих в частных домах и желающих провести к своему жилищу электричество.

В последнее время большинство сбытовых компании стали требовать от владельцев частных домов устанавливать счетчики не внутри здания, а снаружи. Этим они как бы перенимают зарубежный опыт, где счетчики устанавливаются на фасадах здания, либо на каком-нибудь элементе ограждения.

Во-первых, к счетчику имеют доступ, как сам владелец, так и контролирующее лицо.
Во-вторых, таким образом решается проблема самовозгорания агрегата.
В-третьих, благодаря тому, что за рубежом счетчики устанавливают преимущественно в специальные шкафы, вероятность поражения электрическим током по неосторожности крайне мала.

Установка счетчика на столбе, фасаде, опоре: основные проблемы

В нашей стране неправильная и незаконная установка счетчика на столбе, фасаде, или опоре линии электропередач является основной проблемой. В большинстве случаев они устанавливаются с грубыми нарушениями техники безопасности и представляют реальную угрозу для населения.

Нужно запомнить раз и навсегда несколько несложных правил при установке счетчиков, которые значительно облегчат дальнейшее эксплуатирование прибора.

Установка счетчика должна производиться в специальный шкаф, защищающий прибор от перепадов температур в зимнее время. Рабочими температурами для уличных счетчиков считается диапазон от 0 до +40 градусов.
Конструкция, к которой будет крепиться короб должна иметь большую прочность и жесткость.
Нужно заранее определить места вероятного повреждения кабеля и предпринять все меры для его защиты – изолировать или укрепить специальными материалами.
Конечно же, нужно определиться и с видом самого устройства. Например, установленный индукционный счетчик при низких температурах может выдавать погрешность в расчетах до 10 процентов и зачастую не в пользу владельца.
И наконец, главная проблема – самостоятельно устанавливать счетчик нельзя! Для этого нужно подать заявку в соответствующую организацию, после чего вас непременно подключат. Но и здесь не все так просто.

Борьба с нечестными компаниями

Правила установки электроприборов различного назначения, в том числе и устройств учета электроэнергии, регламентируется специальным документом, называемом «Правила устройства электроустановок». Разработан он был еще в советское время. Сегодня на территории России, Украины и Беларуси действуют новые Правила, однако они практически слово в слово повторяют этот документ.

Технические условия, выдаваемые многими энергосберегающими компаниями сегодня, кардинально противоречат данным Правилам!

Согласно Правилам, установка счетчика производится в сухом помещении в специальные шкафы. Температура в помещении не должна быть ниже 0 и выше +40 градусов. В случае если помещение не отапливается, шкаф должен быть оборудован каким-либо элементом подогрева для обеспечения комфортной температуры работы не выше +20 градусов. Большинство же компаний с успехом игнорируют данные рекомендации, вынуждая владельцев монтировать счетчики где угодно, только не там где нужно.

Также некоторые сбытовики предписывают устанавливать уличные счетчики на высоте 3 и более метров. Можно только представить, как трудно будет владельцам снимать показания прибора. Многие компании считают, что таким образом устройство находится в полной безопасности от внешних посягательств, не учитывая, правда тот факт, что навыки альпинизма есть далеко не у всех. На самом же деле, согласно Правилам, уличные счетчики крепятся на высоте чуть более полутора метров и не выше. Нижняя граница крепления может достигать 40 сантиметров.

Последнее нарушение вплотную связано с Гражданским кодексом, согласно которому, любой владелец несет ответственность за сохранность своего имущества. Вынуждая устанавливать счетчик на улице, сбытовая компания лишает владельца этого права. Теперь он будет доступен для любого, желающего позариться на чужое добро.

Таким образом, установка счетчика на столбе, фасадах и линиях опор может считаться незаконной.

Пути решения проблемы

При заключении соглашения на установку уличных счетчиков со энергосбытовой компанией рекомендуется внимательно читать договор, где специальными условиями оговаривается граница балансовой принадлежности – собственно точка установки прибора.

В случае если такое место указано на улице, владелец вправе потребовать определить местоположение счетчика в собственном доме, не забывая при этом грамотно апеллировать вышеприведенными доводами.

Ябеда на столбе.

Все больше Сетевики прибегают к установке электросчетчиков на опоре. Большую функциональность в этой установке дает так называемая Ябеда. Этот прибор устанавливается прямо на вводных проводах которые отходят от опоры и идут не посредственно к потребителю.

Ябеда - это электросчетчик или вспомогательный прибор, который фиксирует

Ябеда на опоре.

количество потребляемой энергии потребителем. Обмануть Ябеду на опоре просто не возможно. Так же Ябеда может использоваться как вспомогательный прибор измерения электроэнергии, он будет связываться с установленным умным счетчиком электроэнергии и сообщать проверяющей организации о не совпадении его показаний и показания электросчетчика. Он даже будет передавать сигнал проверяющим, если у вас резко сократится или совсем не будете потребления электроэнергии.

На такой шаг энергетики пошли из-за огромных потерь в частном секторе потребления, это связано с хищением электроэнергии. Если в многоквартирных домах за этим следит объщедомовой учет и потери списываются на жильцов в виде ОДН. То в частном секторе ОДН не на числишь. Именно по этому сейчас во многих областях запущена программа по установки умных счетчиков и Ябед, на опорах.

Итог: Все вроде верно и правильно, но как обычно есть одно но. А именно вопрос: кто будет отвечать за сохранность умных счетчиков которые установлены на опоре? Допустим за электросчетчик который ставили у нас дома или на дому, мы несли ответственность и в случаи поломки меняли его за частую за свой счет. А вот за сохранность счетчиков на опоре не кто не будет отвечать, а ведь у нас много воздущик и травматического оружия, которое легко может повредить не нужную нам Ябеду, и потом можно жаловаться на энергетиков, на то, что они медлена производят замену неисправных измерительных приборов. А это будет именно так, потому что у них просто не будет новых Ябед и электросчетчиков, как обычно (((

Подключаем трансформатор тока

Перед тем как разобраться с подключением трансформатора тока, нужно понять, что такое вообще трансформатор и зачем он нужен. Трансформатор — это электромагнитное устройство, которое предназначено для преобразования величины напряжения. При этом работа его возможна только с переменным напряжением или в крайнем случае с пульсирующим. Если к любому трансформатору подсоединить чистое постоянное напряжение, то на выходе его между выводами потенциал будет равен нулю. Всякий трансформатор состоит из первичной обмотки и одной или нескольких вторичных, в зависимости от его назначения и конструкции.

Назначение и конструктивные особенности

В свою очередь, трансформатор тока — это устройство работающее по принципу электромагнитной индукции и служащее для измерения тока в цепях высокого напряжения, а также для организации систем защиты электрооборудования. То есть для того чтобы измерять ток в цепях с опасным высоким напряжением, например, 6 кВ, нельзя амперметром просто произвести замер, это очень опасно как для персонала, так и для самого прибора. Поэтому основная задача трансформаторов тока — это разделение высоковольтных токонесущих частей и преобразование энергии которая безопасна и для персонала, и для оборудования. Трансформаторы тока (ТТ) широко применяются в релейных защитах на подстанциях и распределительных устройствах. Поэтому к их точности и подключению предъявляются высокие требования. Зачастую первичной обмоткой его служит любая токопроводящая шина или жила кабеля, вторичная обмотка выполняется одиночная или групповая, с несколькими выводами для цепей защиты, контроля и измерения. Также, через трансформаторы тока подключаются и элементы учёта — счётчики электроэнергии.

То есть по назначению трансформаторы тока можно разделить на четыре основные группы:

измерительные;
защитные;
промежуточные;
лабораторные.

Одним из видов переносного устройства являются измерительные клещи. Ими очень легко можно измерять токи в цепях до 1 кВ. Правда, и по току их диапазон измерения очень небольшой, нагрузки в 1000 Ампер им будет измерять проблематично.

Как установить трансформатор тока

Как работает и как выбрать трансформатор тока

По роду и способу установки они делятся на:

Проходные;
Опорные;
Встроенные в электрооборудование;
Для электроустановок до 1 кВ или выше;
Для наружной установки в ОРУ (открытых распределительных устройствах);
Для внутренней установки в ЗРУ (закрытых распределительных устройствах).

Зачастую в цепях с маломощными двигателями и трансформаторами рассчитанных на 1 кВ и ниже установка трансформатора тока не требуется. Это всевозможные понижающие трансформаторы освещения, компрессоры, вентиляторы, обогревательные системы. Вообще, в быту трансформаторы тока устанавливаются крайне редко, разве что на трансформаторах, питающих целые районы или группы домов.

Трансформатор тока подключение

Рассмотрим несколько вариантов подключения трансформаторов тока в цепи трёхфазного напряжения.

Эта схема, где три трансформатора тока соединены в звезду, широко применена для защиты цепей от однофазных и многофазных коротких замыканий. Если в цепях протекает ток ниже того, на который настроены реле КА1-КА3, то это называется рабочим нормальным режимом работы и ни одна из защит не будет срабатывать. Ток, который протекает через реле К0 считается как геометрическая сумма токов всех трёх фаз. При увеличении тока в одной из фаз вырастит ток и в цепи защитного трансформатора сработает одно или несколько реле КА1-КА3, в зависимости от места повышения тока. Это необязательно случится при коротком замыкании, даже если нагрузка на контролируемом оборудовании будет выше номинальной, то произведёт отключение. Тем самым спасая дорогостоящее электрооборудование от ненормального режима работы. При замыкании на землю ток появится и в цепи реле К0, тем самым отключая электроустановку.

Схема с трансформаторами применяется для защиты от межфазных замыканий для организации цепей с заземлённой нейтралью. Схема с неполной звездой чаще всего используется для маломощных источников и потребителей, когда существуют и дополнительные виды разнообразных защит.

Такой вид соединения в треугольник, с одной стороны и в звезду с другой — используется в электроустановках для дифференциальной защиты.

Подключение трансформаторов тока, таким образом, даёт возможность защиты от межфазных замыканий и превышения тока в каждой из фаз, но отсутствует отключение при коротком замыкании на землю. Поэтому подключается так в исключительных очень редких случаях.

Монтаж трансформатора тока

Задача и особенности заземления трансформаторов.

Перед тем как выполнить непосредственно сам монтаж трансформатора тока необходимо провести его ревизию и проверку сопротивления изоляции. Если она низкая то есть менее 1 кОм на 1 Вольт, то для начала хорошенько просушите его с помощью тепловентилятора или другой тепловой пушки. Сопротивление изоляции стоит при этом проверять каждые полчаса. Во время ревизии также проверяют комплектность устройства, элементов крепежа, состояние фарфоровых диэлектрических частей и корпуса. Осмотреть нужно:

колодку вторичных выводов для цепей защиты и контроля;
наличие их обозначений, маркировку;
паспортную таблицу;
состояние резьбы на болтовых соединениях выводов;
наличие гаек и шайб.

Перед тем как непосредственно начать монтаж трансформатора тока, конечно же, всё начинается с отключения высоковольтной установки, проверки отсутствия напряжения на токоведущих частях, а также установки переносных заземлений. Всё это является основными мерами безопасности персонала, производящего монтаж. Затем производится разметка в месте установки, и если необходимо то выполняются сверлильные работы в местах крепления конструкции. Если в помещении сыро, то стоит принять меры, препятствующие образованию коррозии (установка сушек и покраска контактных соединений). Запрещается установка трансформатора и монтаж, таким образом, чтобы их корпуса находились вплотную к друг, к другу. Расстояние должно быть не менее 100 мм.

Желательно если есть возможность то таблички с маркировкой должны быть видны из-за ограждений.

Главное правило подключения любого трансформатора тока, это запрет включения его в цепь без нагрузки на вторичной обмотке. Если нет возможности подключить прибор, то их необходимо соединить между собой, чтобы не возникло большое напряжение на ней, которое почти всегда приводит к выходу из строя измерительного устройства.

Подключение амперметров через трансформаторы тока

Для измерения силы тока как непосредственно включением прибора в цепь, так и при использовании трансформаторов тока служат амперметры. На рисунке приведена самая распространённая схема подключения. Первый рисунок «а» для однофазной цепи, «б» для цепей трёхфазного напряжения.

Монтаж силовых трансформаторов

Установка силового трансформатора должна выполняться специально обученными бригадами под руководством высококвалифицированных электротехнического персонала. Они должны иметь достаточный опыт по производству этих работ в чётком соответствии с ТТМ 16.800.723–80. Масляные трансформаторы, применяемые в силовых электроустановках, отправлять завод изготовитель может в следующих состояниях:

С залитым полностью маслом и собранные;
Частично разобранные, с герметичным баком, в котором масло залито ниже крышки;
Демонтированные частично без масла, бак заполнен инертным газом;

Все работы по монтажу трансформаторов выполняются в чёткой регламентированной последовательности

Разгрузка электрооборудования после прибытия с завода изготовителя;
Транспортировка к месту установки;
Подготовительные монтажные работы;
Проверка состояния всех обмоток и переключателей;
Установка на выполненный заранее крепкий фундамент;
Монтаж охлаждающей системы и заливка масла, подключение вентиляторов обдува;
Осмотр на отсутствие течи масляной продукции;
Испытание трансформатора и пробное включение выполняется сразу без нагрузки в течение суток.

При этом монтаж трансформаторов лучше и безопаснее производить в светлое время суток.

Параллельное подключение трансформаторов

Параллельная работа их необходима для обеспечения большей мощности потребителям, которых они снабжают энергией. Для организации и включения силовых трансформаторов в параллель необходимо учесть пять основных правил и условий:

Одинаковы группы соединения обмоток;
Одинаковы коэффициенты трансформации всех преобразователей включаемых в параллель. Допускается разница в пределах ±0,5%;
Выполнена правильная фазировка;
Напряжение короткого замыкания всех трансформаторов должно быть равным или отличается не более чем на 10%;
Соотношение мощностей должно отличаться не более чем в три раза.

Перед тем как подключить трансформатор в такую параллельную работу необходимо убедиться в выполнении всех этих пунктов.

Если трансформатор подключить наоборот

Трансформатор — это уникальное устройство, которое может работать как в одну, так и в другую сторону. То есть, как повышающий трансформатор может стать понижающим, так и наоборот. Например, если он рассчитан на подключении к его первичной обмотке напряжения 6 кВ, а на вторичной при этом должно появиться 0,4 кВ, то он также может работать и в другую сторону. Если на вторичную обмотку будет подано 0,4 кВ, то на первичной появится 6 кВ. Эта особенность может быть очень опасной при проведении профилактических и текущих ремонтов этого оборудования. Обязательно отключение их и с низкой, и с высокой стороны. Нужно помнить это правило при подготовке рабочих мест.

Как подключить понижающий трансформатор

Чаще всего установка трансформатора требуется чтобы понизить напряжение. Поэтому, как правильно подключить трансформатор такого понижающего назначения, вопрос который звучит очень часто. При подключении этого устройства, главное правильно выбрать его в соответствии с:

Величиной входного напряжения, то есть подаваемого на первичную;
Величиной выходного напряжения на выводах, их может быть несколько, в зависимости от конструкции;
Мощностью, которая зависит уже от мощности потребителей.

Подключение диодного моста к трансформатору может быть выполнено если есть необходимость получения постоянного напряжения. Вот схемы подключения диодного моста к однофазной, или к трёхфазной сети.

Симметрирующий трансформатор

Если понижающий трансформатор нагружать неравномерно то произойдёт перекос фаз, что является отрицательно влияющим механизмом. Следствием такой работы и потребления электроприёмников будет увеличение потребления электроэнергии, а со временем сбои и преждевременное разрушение изоляции. Безопасность питающихся потребителей при этом будет под угрозой. Для того чтобы не допустить этого нужно симметрировать фазы, за счёт применения симметрирующих трансформаторов.

Как видно из схемы здесь есть дополнительная обмотка, которая должна выдерживать номинальной ток одной из фаз. Она включается в разрыв нулевого проводника, что приводит к неплохим результатам, то есть симметричному вырабатыванию равных токов в нагрузке.