2015-04-08
2652
Сетевые компании, передающие электрическую энергию от генерации к потребителям, обязаны учитывать объёмы энергии, проходящие через сетевое хозяйство (количество потерь и величину полезного отпуска). Вместе с тем, существующие приборы учёта электроэнергии не могут работать в высоковольтных сетях без специальных устройств, которые позволяют преобразовывать опасное для жизни напряжение и ток в более низкие величины. Для этого служат специальные устройства.
Такие устройства называют измерительными трансформаторами. Они изолируют цепи измерительных приборов от высокого напряжения, значительно упрощают их конструкцию за счёт работы с меньшим напряжением и током, и классифицируются как трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Так как трансформаторы тока преобразовывают измеряемый большой ток в электроток незначительный величины, это дает возможность применять для замера разных токов одни и те же стандартные измерительные приборы.
По конструкции и использованию трансформаторы тока дифференцируют следующим образом:
встроенный - трансформатор, у которого вместо первичной обмотки ввод электроустановки;
опорный - трансформатор, устанавливаемый на опоре;
проходной - трансформатор, используемый в качестве входа;
шинный - трансформатор, которому первичной обмоткой служат одна или несколько параллельных шин распределителя;
втулочный - проходной трансформатор на шинах;
разъемный (без первичной обмотки) – цепь, которого размыкается и замыкается вокруг проводника, ток которого измеряют;
клещи электроизмерительные - носимый трансформатор тока (при напряжении до 10 кВ и токах до 1000 А).
|
|
|
Основными показателями трансформаторов тока являются:
- коэффициент трансформации (соотношение первичного и вторичного токов);
- диапазон рабочих частот;
- класс точности (выделяют пять классов токовой погрешности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Для лабораторных измерений - 0,2; для приборов учёта электроэнергии – 0,5; для измерительных приборов, установленных в электрощитах – 1 и 3);
- максимальный первичный ток (до 40кА);
- угловая погрешность.
Главное отличие трансформатора тока от такого же прибора, измеряющего напряжение в том, что он включается первичной обмоткой в измеряемую цепь последовательно. Ток, образующийся во вторичной обмотке пропорционален измеряемому первичному току. Как правило, вторичную обмотку рассчитывают под ток в 5 А (иногда 1 А). К ней подключаются амперметры, ваттметры и т.д., но чаще всего такие трансформаторы используют в составе релейной защиты. Она, в основном, предназначена для защиты электрических систем от токов короткого замыкания. Информация о повышении величины тока в контролируемой цепи поступает от измерительного трансформатора тока и реле включает сигнализацию или (реже) отключает какой-то элемент сети.
|
|
|
Во вторичную обмотку трансформатора тока можно включить последовательно несколько разных приборов. Ограничение их числа состоит в величине общего сопротивления. Оно не должно превышать 2 Ома при номинальном токе в 5 А, иначе будет снижена точность измерения. Даже незначительное увеличение сопротивления вторичной обмотки (против указанного на корпусе номинала) приводит к изменению класса точности. Размыкание вторичной цепи ведёт к возрастанию ЭДС (увеличению напряжения) на концах обмотки, что может окончиться пробоем изоляции трансформатора и к угрозе поражения током обслуживающего персонала. Это происходит из-за того, что при размыкании вторичной цепи ток в ней делается равным нулю, при том, что в первичной обмотке не меняется и по законам физики наводит во вторичной цепи большую ЭДС.
Как правило, в трёхфазных сетях при напряжении до 10 киловольт трансформаторы тока можно устанавливать как в двух, так и в трёх фазах. В случае установки в двух фазах, вторичные обмотки соединяют в виде «неполной звезды». При напряжении сети свыше 35 киловольт трансформаторы устанавливают обязательно во всех трёх фазах. Если трансформаторы тока используются в дифференциальной защите с применением реле, тогда вторичные обмотки соединяют в виде «треугольника».
