Цель работы

Изучение применения в системах электроснабжения, конструктивных особенностей и технических характеристик трансформаторов тока и их вторичных цепей.

2. Программа работы.

2.1. Изучить основные технические данные трансформаторов тока и их вторичных цепей.

2.2. Собрать схему включения в электрическую сеть трансформаторов тока и его вторичную цепь.

2.3. Результаты исследований занести в таблицу.

3. Краткие теоретические сведения.

Трансформаторы тока применяются в схемах измере­ний и учета электрической энергии. Они являются также элементами уст­ройств релейной защиты и автоматики. Через них релейные схемы получают информацию о состоянии электричес­ких цепей высокого напряжения.

При помощи трансформаторов то­ка первичный ток уменьшают до зна­чений, наиболее удобных для питания измерительных приборов и реле. Вто­ричные токи принимают, равными 1 или 5 А.

Первичная обмотка трансформатора тока включается в рассечку фазы электрической цепи. От первичной об­мотки, находящейся под высоким на­пряжением, вторичная обмотка надеж­но изолируется, что гарантирует без­опасное обслуживание вторичных це­пей и подключенных к ним приборов и реле.

Токовые цепи нагрузки подключа­ются к зажимам вторичных обмоток трансформаторов тока последователь­но. Но даже при последовательном соединении сопротивление вторичной нагрузки невелико. Поэтому считают, что рабочий режим трансформаторов тока близок к режиму короткого за­мыкания. Размыкание вторичной об­мотки приводит к исчезновению раз­магничивающего действия вторичного тока, и тогда весь первичный ток становится током намагничивания. В этом режиме резко возрастает магнитная ин­дукция в стали магнитопровода, во много раз увеличиваются активные по­тери в стали. Это приводит к ее перегре­ву, обгаранию изоляции обмотки и, в конечном счете, к повреждению транс­форматора тока.

Кроме того, большой магнитный поток наводит во вторичной обмотке значительную ЭДС, которая может достигнуть десятков киловольт, что представляет опасность, как для обслу­живающего персонала, так и для изоля­ции вторичных цепей. В связи с указан­ным вторичные обмотки трансформато­ров тока должны быть всегда замкну­ты на реле, приборы или закорочены на испытательных зажимах. При не­обходимости замены реле или прибо­ра предварительно должна устанавливаться шунтирующая их перемычка. Переносные измерительные приборы подключаются к вторичным цепям работающих трансформаторов тока спомощью разъемных испытательных зажимов или испытательных блоков позволяющих производить включение и отключение приборов без разрыва вторичной цепи.

Основной мерой безопасного про­изводства работ во вторичных токо­вых цепях в случае повреждения изоля­ции и попадания на вторичную цепь высокого напряжения является за­земление одного из концов каждой вторичной обмотки трансформатора то­ка. Такое заземление обычно произ­водится на месте их установки.

В сложных схемах релей­ной защиты (например, в схеме токовой дифференциальной защиты шин) заземление допуска­ется производить только в одной точке схемы (на панели защиты).

Особенности конструкции. Транс­форматоры тока выпускаются для на­ружной установки, для внутренней ус­тановки, встроенные в проходные вво­ды силовых трансформаторов и бако­вых выключателей, накладные - наде­вающиеся сверху на вводы силовых трансформаторов.

У встроенных и накладных транс­форматоров тока первичной обмот­кой служит токоведущий стержень ввода.

В зависимости от рода установки и класса рабочего напряжения первич­ной обмотки трансформаторы тока вы­полняются с литой эпоксидной изоля­цией, с бумажно-масляной изоляцией, с воздушной изоляцией.

Трансформаторы тока с фарфоровой изоляцией (серии ТПФ) за последние годы вытесняются из эксплуатации трансформаторами тока с литой эпоксидной изоляцией. Фарфоровые корпуса трансформаторов тока с бу­мажно-масляной изоляцией серий ТФН (новое обозначение серии ТФЗМ), ТРН(ТФРМ) заполняются маслом. Сверху на фарфоровом корпусе устанавливает­ся металлический маслорасширитель, воспринимающий температурные коле­бания объема масла. Внутренняя по­лость маслорасширителя сообщается с атмосферой через силикагелевый воздухоосушитель.

При рабочем напряжении 330 кВ и выше трансформаторы тока изготовляются в виде двух ступеней (двух каскадов), что позволяет выполнять изоляцию каждой ступени на полови­ну фазного напряжения.

Обслуживание трансформаторов то­ка заключается в надзоре за ними и выявлении видимых неисправностей, при этом контролируется нагрузка пер­вичной цепи и устанавливается, нет ли перегрузки. Перегрузка трансформато­ров тока по току первичной обмотки допускается до 20 %.

Очень важно следить за нагревом и состоянием контактов, через которые проходит первичный ток. На практике были случаи нагрева контактных шпи­лек у маслонаполненных трансформато­ров тока. И если при этом на сильно нагретый контакт попадало масло, то оно воспламенялось, и возникал по­жар.

При осмотре обращают внимание на отсутствие признаков внешних по­вреждений (обгорание контактов, тре­щин в фарфоре), так как трансформа­торы тока подвержены термическим и динамическим воздействиям при про­хождении через них сквозных токов короткого замыкания.

Важное значение имеет состояние внешней изоляции трансформаторов тока. Более 50 % случаев повреждений трансформаторов тока с литой изоля­цией происходит в результате перекры­тий по загрязненной и увлажненной по­верхности изоляторов при воздействии коммутационных и грозовых перена­пряжений.

У маслонаполненных трансформа­торов тока проверяют уровень мас­ла по маслоуказателю, отсутствие подтеков масла, цвет силикагеля в воздухоосушителе (силикагель с зер­нами розовой окраски должен за­меняться).

При обнаружении дефектов токоведущих частей и изоляции транс­форматор тока вместе с присоеди­нением, на котором установлен, дол­жен быть выведен в ремонт, подвер­гнут тщательному осмотру и испы­танию.

Выводы:

Контрольные вопросы

1. Что называется трансформатором тока?

2. Назначение трансформатора тока.

3. Конструктивные особенности трансформатора тока?

4. Где могут устанавливаться трансформаторы тока?

5. Классификация трансформаторов тока по типу изоляции токоведущих частей.

6. В чем заключается обслуживание трансформатора тока?

7. Меры безопасности во вторичных цепях трансформатора тока.