Классификация трансформаторов тока

Трансформаторы тока имеют, как правило, один или два замкнутых магнитопровода, первичную и одну, две и более (до 5) вторичных обмоток. Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока. Вторичная обмотка нагружена измерительными приборами или устройствами автоматики и релейной защиты. Нормально трансформаторы тока работают в режиме, близком к режиму короткого замыкания вторичной обмотки.

Параметры трансформаторов тока

Номинальное напряжение - рабочее напряжение, на которое рассчитана изоляция трансформатора;

- номинальный первичный ток - ток в цепи измерения, на который рассчитан трансформатор;

- номинальный вторичный ток - стандартизированное значение тока вторичной обмотки, равное 5 или 1 А;

- номинальный коэффициент трансформации - отношение номинальных токов первичной и вторичной обмоток. Следует отметить, что отношение витков первичной и вторичной обмоток отличается от номинального коэффициента трансформации за счет погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания. Ток намагничивания зависит от ряда факторов - электромагнитных характеристик трансформатора, значений первичного тока, нагрузки вторичной обмотки и др.

Класс точности определяется относительной токовой погрешностью в процентах от номинального тока. Промышленность выпускает трансформаторы тока следующих классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5; 1. Нормируется также угловая погрешность.

Номинальной нагрузкой трансформатора тока называют наибольшую нагрузку вторичной обмотки, при которой погрешность не превышает допустимой. В зависимости от нагрузки вторичной обмотки трансформатор тока может работать в различных классах точности. При увеличении нагрузки сверх номинальной (для данного класса точности) трансформатор переходит в другой, более низкий класс точности. В паспортных данных трансформаторов указывают полную мощность вторичной цепи S₂ и cosφ.

Конструкция трансформаторов тока

а) По роду установки различают трансформаторы для наружных и внутренних установок, встроенные в аппараты и машины (выключатели, трансформаторы, генераторы и др.), накладные, надевающиеся сверху на проходной изолятор (например, на высоковольтный ввод силового трансформатора) и переносные, (для контрольных измерений и лабораторных испытаний);

б) по конструкции первичной обмотки трансформаторы тока делятся на: одновитковые (стержневые, шинные), многовитковые (катушечные, с петлевой и восьмерочной обмотками;

в) по способу установки различают проходные и опорные трансформаторы тока;

г) по выполнению изоляции трансформаторы тока делят на группы: c сухой изоляцией (фарфор, бакелит), c литой эпоксидной изоляцией, в бумажно-масляной изоляцией и конденсаторной бумажно-масляной изоляцией;

д) по числу ступеней трансформаций различают одноступенчатые и двухступенчатые (каскадные) трансформаторы тока.

Сочетание различных классификационных признаков вводится в обозначение трансформаторов тока, состоящее из буквенной и цифровой частей. При этом применяются буквы русского алфавита: Т - трансформатор тока, П - проходкой, 0 - одновитковый, Ш - шинный, К - катушечный, Ф- фарфоровая изоляция, Л - литая изоляция (или лабораторный),В - встроенный или е воздушной изоляцией, А - под алюминиевые шины, М -модернизированный, Н - наружной установки. Принята определенная последовательность расположения букв в обозначении типа. Первая буква в обозначении трансформаторов тока - всегда Т, за ней следует П - для проходных трансформаторов тока. При отсутствии на втором месте буквы П - трансформатор тока -опорный. У лабораторных трансформаторов на втором месте ставится буква Л. Следующая буква определяет конструкцию первичной обмотки (О, Ш, К). Отсутствие этих букв означает, что трансформатор тока имеет петлевую или восьмерочную обмотку, для которых нет специального обозначения. Затем следует буква, характеризующая особенности конструкции или назначение трансформатора тока (Ф, Л, В, А, М). Последняя в обозначении буква Н (наружная установка). Отсутствие этой буквы указывает на то, что трансформатор выполнен для внутренней установки.

В цифровой части обозначения указываются номинальные напряжения, класс точности, первичный и вторичный токи, климатическое исполнение.

Отечественная промышленность выпускает трансформаторы тока с сердечниками классов точности: 0,5; 1; 10, а также с сердечником особого исполнения - для релейной защиты (Р), в частности дифференциальной защиты (Д). Заводская маркировка выводов первичной обмотки – Л1, Л2, вторичной обмотки И1, И2.

Погрешности трансформатора тока обусловлены наличием тока намагничивания. Если бы ток намагничивания был равен нулю, то первичный ток целиком трансформировался бы во вторичную цепь и трансформатор тока работал бы без погрешностей. Однако в действительности ток намагничивания всегда существует, вследствие чего вторичный ток I2 несколько отличается от приведенного первичного тока I1' по модулю и фазе. Чем больше ток намагничивания, тем выше погрешности трансформатора тока.