Трансформаторы тока и напряжения в цепях учета

Различают счетчики непосредственного включения в сеть и счетчики, предназначенные для подключения к измерительным ТТ и ТН.

Непосредственное включение счетчиков в цепи высокого напряжения и при больших токах в цепях до 1000В затруднительно по техническим причинам и недопустимо по условиям техники безопасности. Для этой цели служат измерительные ТТ и ТН. ТТ служат для измерения больших токов в цепях до 1000В и во всех случаях в цепях выше 1000В. Вторичные обмотки ТТ выполнены на стандартные токи 1,5; 5,0; 10А. Наиболее применяемые – на 5А.

Кроме того, имеется ряд счетчиков, включаемых через измерительные ТТ и ТН, которые заранее отградуированы для работы через эти трансформаторы. Такие счетчики называются трансформаторными, и на их табличке имеется надпись с указанием расчетных ко­эффициентов ТТ и ТН, для которых они отградуированы. У транс­форматорных счетчиков вместо номинальных тока и напряжения называются номинальные коэффициенты измерительных транс­форматоров, для работы с которыми предназначен счетчик.

Например, если на табличке счетчика указано 3·10000/100 В, 3·200/5 А, это значит, что он предназначен для включения в трехфазнyю сеть с измерительными ТН 10000/100 В и ТТ 200/5 А.

Если счетчики не отградуированы для работы с измерительными ТТ и ТН, то они включаются в сеть с любыми измерительными транс­форматорами. Такие электросчетчики называются трансформатор­ными универсальными счетчиками.

Вторичные обмотки всех ТТ и ТН должны быть заземлены на случай пробоя между обмотками высокого и низкого напряжения.

На подстанциях часто применяют высоковольтные ТТ:

- ТТ проходного типа с фарфоровой изоляцией ТПФН;

- ТТ с литой изоляцией из эпоксидной смолы ТПЛ и ТПОЛ.

Измерительные ТН используются для контроля изоляции в сети.

Обычно трансформатор тока выбирается с условием, чтобы его вторичный ток не превышал 110% номинального. С другой стороны, трансформаторы тока, выбранные с завышенными коэффициентами трансформации с учетом тока КЗ, при малых вторичных токах имеют повышенные погрешности. Согласно ПУЭ при максимальной нагрузке присоединения вторичный ток должен составлять не менее 40% от номинального тока счетчика, а при минимальной – не менее 5%.

Встречаются случаи, когда трансформаторы тока, выбранные с учетом тока КЗ или характеристик релейной защиты, не обеспечивают точность учета из-за завышенного коэффициента трансформации. Это обстоятельство вынуждает устанавливать дополнительный комплект трансформаторов тока или переносит счетчики в другую точку сети. Так, для линии, отходящей от шин подстанции и принадлежащей потребителю, счетчики допускается устанавливать не на питающем, а на приемном конце (вводе) у потребителя. На силовых трансформаторах допускается установка счетчиков со стороны низшего напряжения.

Действительный коэффициент трансформации трансформатора тока несколько отличается от номинального, а вектор вторичного тока образует с вектором первичного тока некоторый угол. Другими словами, трансформатор тока обладает погрешностью по току и по углу. Наибольшая допускаемая погрешность определяет класс точности трансформатора тока. Согласно класс точности трансформаторов тока для присоединения расчетных счетчиков трансформаторов тока должен быть не ниже 0,5. Для присоединения счетчиков технического учета допускается использование трансформаторов тока класса 1,0 и менее точных встроенных трансформаторов тока.

Погрешность трансформатора тока зависит от его нагрузки.

Наибольшая нагрузка, при которой погрешность не выходит за пределы класса точности, указывается в паспортной табличке. Например, для трансформаторов тока типа ТПЛ нагрузка обмотки класса 0,5 не должна превышать 0,4 Ом. Нагрузка трансформатора тока определяется полным сопротивлением его внешней вторичной цепи. Сюда входят сопротивления всех последовательно включенных приборов, а также соединительных проводов и переходных контактов. В практических расчетах допускается арифметическое

Погрешности ТТ в силу магнитных свойств стали зависят от тока нагрузки: с уменьшением нагрузки погрешность увеличивается. Так, если первичный ток составляет 5 % от номинального тока нагрузки, то относительная погрешность ТТ может увеличиться в три раза по сравнению с классом точности ТТ.

Погрешности ТН зависят в основном от перегрузки вторичных цепей ТН, колебаний напряжения в первичной цепи и несимметричности нагрузок по линейным напряжениям ТН.

На работу диска индукционного счетчика влияют два момента: компенсационный и тормозной. Поэтому при нагрузке менее 30% снижение напряжения приводит к отрицательной погрешности из-за ослабления компенсационного момента (ослабляется действие компенсатора трения). При нагрузках более 30% снижение напряжения вызывает уже положительную погрешность из-за уменьшения тормозного момента.

В результате, если компенсационный момент превышает момент трения, то диск счетчика ускоряет свое вращение, и наоборот.

Кроме того, к увеличению отрицательной погрешности счетчика вводит повышение падения напряжения в проводах, соединяющих ТН с клеммами счетчика. Следовательно, чем длиннее эти провода и чем меньше их сечение, тем медленнее вращается диск счетчика.

Подсчет электроэнергии при включении счетчиков через измери­тельные ТТ и ТН можно осуществлять следующими спо­собами.

1. Трансформаторные счетчики включены в сеть через измери­тельные ТТ и ТН с коэффициентами, соответствующими градуировке приборов учета. В этом случае на счетчике указывается непосредственный расход активной и реактивной электроэнергии и общий расчетный коэффициент будет равен единице (К_Р =l).

2. Трансформаторные счетчики включены в сеть через измери­тельные ТТ и ТН, коэффициенты которых не соответствуют коэф­фициентам градуировки приборов учета. В этом случае общий расчетный коэффициент равен