Kontakt-bak.ru

Контракт Бак ЛТД
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема подключения трансформаторов тока

Установка счетчика через трансформаторы тока (схемы)

Современная жизнь человека невозможна без электричества. Оно используется во всех отраслях хозяйственной деятельности и в быту. Так как выработка электроэнергии сопряжена с немалыми затратами, для рационального ее использования применяют счетчики электрической энергии. Чтобы счетчик вел учет потребляемой энергии, требуется его установка, а подключается он посредством ввода в схему устройств, которые называются трансформаторами тока. Читайте также статью ⇒Как снять показания счетчика?

  1. Общее понятие
  2. Принцип действия
  3. Классификация
  4. Параметры
  5. Меры предосторожности
  6. Схемы подключения счетчика: пошаговое руководство
  7. Обзор популярных моделей и производителей
  8. Аналоги трансформаторов
  9. Распространенные ошибки при подключении

Общее понятие

Под этим словосочетанием понимается наличие специального аппарата, включающегося при необходимости преобразования тока. Конструкция предполагает последовательное включение первичной обмотки в цепь. Провода, входящие в состав вторичной обмотки, связываются с тем или иным электрическим прибором. К ней же можно подключить реле, связанное с защитой и автоматикой. Устройство является измерительным прибором, применяющимся в электроэнергетике. Все провода, составляющие обмотку, заключаются в изоляцию. Это в полной мере относится, как к первичной, так и вторичной обмотке.

При эксплуатации устройства величина потенциала, характерная для вторичной обмотки приближается к «земле». Такой эффект достигается при заземлении одного конца провода.

Трансформатор используется для преобразования тока посредством электромагнитной индукции без изменения его частоты

Посредством трансформаторов проводится учет и измерение тока с высоким напряжением. Вначале замерам подлежит первичное напряжение, размерной величиной для которого является ампер.

Совет №1: Необходимо проводить разграничение между измерительными трансформаторами тока и устройствами силового плана. Первые отличаются непостоянностью индукции, их действия определяются режимом эксплуатации. В связи с этим трансформатор тока можно отнести к универсальным устройствам.

Принцип действия

Работа всех подобных приборов основывается на следующем принципе. У любого устройства есть силовая первичная обмотка. В ней содержится определенное количество витков провода, через который проходит напряжение.

На своем пути току приходится преодолевать препятствие, связанное с полным сопротивлением. В непосредственной близости от катушки создается магнитный поток. Его улавливает магнитопровод. В отношении проходящего тока он должен быть расположен перпендикулярно. При этом процесс превращения магнитной энергии в электрическую будет сопровождаться минимальными потерями.

Таким же образом располагается и вторичная обмотка. При пересечении ее магнитным потоком активируется электродвижущая сила, что приводит к образованию электричества.

Требуется приложение достаточных усилий для преодоления сопротивления катушки и выходной нагрузки. Поэтому возникает снижение напряжения, которое существует во вторичной цепи.

Принцип функционирования трансформатора тока основывается на явлении электромагнитной индукции

Особенности функционирования трансформаторов определяются предназначением устройств:

  • Трансформаторы для сварки действуют по принципу максимальной отдачи. Они обладают возможностью выдерживать значительные нагрузки, при которых имеет место высокое напряжение.
  • Работа однофазного трансформатора связана с эффектом, который проявляет магнитный поток. При замыкании вторичной обмотки возникает электродвижущая сила. По закону Ленца наблюдается уменьшение величины магнитного потока. На первичную обмотку однофазных устройств осуществляется подача постоянного тока, потому уменьшения магнитного потока не происходит.

Классификация

Трансформаторы тока можно разделить в зависимости от целей использования. В соответствии с этим они применяются для измерения либо защиты. Классифицируются они и по ряду других принципов:

  1. Градация в зависимости от рода установки.
  2. Устройства, применяемые для эксплуатации во внешней среде.
  3. Местом использования являются закрытые помещения.
  4. Модели, которые встраиваются вовнутрь электроприборов.

Параметры

Как и любое иное электрооборудование, токовые трансформаторы сопряжены с определенными требованиями, которые предъявляются к ним:

  • номинальное напряжение должно находиться в широком диапазоне;
  • величина номинального тока, зависящего от первичной обмотки;
  • вторичный ток, проходящий через вторичную обмотку;
  • величина вторичной нагрузки, характеризующее сопротивление внешней второй цепи.

Все эти данные отражаются в паспорте устройства либо в виде приложенной таблицы.

Трансформаторы тока выпускаются в различных исполнениях в зависимости от назначения и условий эксплуатации

Меры предосторожности

Эксплуатация трансформаторов тока предполагает соблюдение определенных мер безопасности, поскольку она связана с определенным риском по отношению к здоровью человека:

  1. Существует возможность поражения электротоком, связанная с действием высоковольтного потенциала. Магнитопровод конструктивно выполняется из металла и отличается хорошей проводимостью. Если будут иметь место дефекты в изоляционном слое обмотки, то персоналу грозит возможность получения электротравмы. Для профилактики подобных случаев вывод вторичной обмотки подлежит заземлению.
  2. Работник связан с опасностью поражения высоковольтным потенциалом из-за разрыва вторичной цепи. Ее выводы имеют маркировку «И1» и «И2».
  3. Решения конструкторов при проектировании и производстве подобных устройств, преследует ряд конкретных задач. Если какой-либо параметр не удовлетворяет требованиям, цели достигают путем усовершенствования существующих конструкций. Новый образец еще недостаточно проверен временем, а поэтому, способен таить в себе некоторую опасность.

Схемы подключения счетчика: пошаговое руководство

Подключение может осуществляться по нескольким вариантами.

Случай с десятью проводами

Цепь питания разделена в соответствии с током и напряжением. Такой вариант наиболее безопасен. Подключение осуществляется в разрыве проводов фаз.

Подключение фазы А ведется к клемме Л1 первого трансформатора. К ней же ведется подключение клеммы 2 счетчика. Клемму 1 необходимо соединить с контактами И1 ТТ1. Контакты И2 обоих трансформаторов соединяются вместе. Сюда же присоединяется контакты 6 и 10 на счетчике. В завершении все это соединяется с нейтральной шиной. Необходимо подключение к нагрузке всех трансформаторов контактов Л2.

Подключаем остальные контакты по схеме:

  • 3 на счетчике – И2 первого трансформатора;
  • 4 – И1 второго трансформатора;
  • 5 – фаза на входе – Л1 ТТ2;
  • 7- И1 третьего трансформатора;
  • 8 – фаза С – Л1 третьего трансформатора;
  • 9 – И2 ТТ3.

Схема «звезда»

Проводов потребуется гораздо меньше. Необходимо соединение всех клемм И2 от каждого устройства в один узел. Затем они подключаются к клемме 11 на счетчике. Соединение воедино контактов 3, 6, 9 и 10 подключается к нулевому проводу. В остальном все идентично предыдущему варианту.

Совет №2: Можно выполнить подключение с использованием испытательной клеммной коробки. При этом способе проводится подключение эталонного счетчика. Нагрузка не отключается.

Схемы подключения

Используется несколько вариантов подключения электросчетчика через трансформатор. Ниже приведены наиболее часто использующиеся схемы.

Схема подключения предполагает наличие двух трансформаторов тока и двух трансформаторов напряжения Схема подключения счетчика к трехфазной сети предполагает наличие двух трансформаторов тока Схема подключения счетчика к трехфазной сети предполагает наличие трех трансформаторов тока

Обзор популярных моделей и производителей

Производством трансформаторов тока, через которые выполняется подключение к сети электросчетчиков, занимается множество компаний, в том числе с мировым именем. В таблице представлены наиболее востребованные модели с указанием их основных технических характеристик и ориентировочной стоимости на отечественном рынке

Аналоги трансформаторов

Существует огромное количество моделей токовых трансформаторов, которые, несмотря на различное обозначение, являются аналогами друг друга.

Подбор аналогичного устройства осуществляется посредством специальных таблиц, имеющихся на сайте каждого производителя. Например, трансформатор ТШ-0,66 может быть успешно заменен на устройства с маркировкой ТОП-0,66 или ТШП-0,66. А прибор ТПШЛ-10 — на трансформатор марки ТЛШ-10.

Распространенные ошибки при подключении

Часто встречающейся ошибкой при подключении счетчика через трансформатор является установка без заземления общей точки вторичных обмоток токовых трансформаторов и трансформаторов напряжения.

Еще одной нередкой ошибкой можно назвать выполнение работ без соблюдения норм ПУЭ. Особенно это касается требований, касающихся сечения жил токовых цепей. Их минимальное сечение для медного провода должно составлять от 2,5 мм. кв. Для цепей напряжения с медными жилами — от 1,5 мм. кв. Читайте также статью ⇒Выбивает автомат.

Как подключить трансформатор тока

Сегодня обсудим, как подключить трансформатор тока. Рассмотрим некоторые особенности измерительных приборов. Должны называть инструмент вспомогательным. Используется совместно со счетчиками электрической энергии, защитными цепями. Ток вторичной обмотки пропорционален потребляемому полезной нагрузкой – электрическими двигателями, нагревательными приборами, освещением. Позволит оценить параметры мощной промышленной сети без риска порчи контрольного оборудования. Косвенной выгодой становится безопасность обслуживающего персонала, снимающего показания, ведущего контроль. Значительно уменьшает требования к квалификации, снимает другие ограничения.

Общие сведения о трансформаторах тока

Трансформаторы тока создаются согласно нормативной документации. Параметры регламентированы. Например, стандартами:

  1. ГОСТ 7746-2001.
  2. ГОСТ 23624-2001.

Дело касается коэффициента трансформации. Главный параметр, показывающий отношение меж токами первичной, вторичной обмоток. Цифра позволит сопрягать трансформатор тока с счетчиком, защитным автоматом. Причем требования значительно снижаются. Сеть потребляет 200 А, коэффициент трансформации равен 100, достаточно наличия защитного автомата 2 А. Видите, очень выгодно. Безопасность персонала расписали.

Получается, во вторичной цепи напряжение сетевое. Выгоды не получается. Собственно, поэтому прибор называется трансформатором тока. Не меняет напряжения. Напоминаем, действующее значение фазы напряжения 380 вольт составляет 220 вольт. Работа с промышленной сетью напоминает однофазные. Трансформаторов тока понадобится три. Счетчик измеряет напряжение, ток, определяя параметры:

  • Полную мощность потребления в ВА.
  • Реактивную мощность в вар.
  • Активную мощность Вт.

Часто нужен нейтральный провод (даже в трехпроводных промышленных сетях). К трансформатору тока не относится. Включается не так, как обычный. Первичная обмотка малого сопротивления, чтобы не вносить возмущений в цепь. Включается последовательно полезной нагрузке (двигателям).

Типичный трансформатор включается следующим образом: нагрузка находится в цепи вторичной обмотки. Позволит развязать потребителя, источник по постоянному току (гальваническая развязка), получить нужные параметры. В нашем случае (!) манипуляций с входными напряжениями, токами не производится.

В цепь вторичной обмотки включается прибор измерения, контроля. Счетчики снабжены двумя катушками: тока, напряжения. В цепь вторичной обмотки включается первая. Катушка напряжения одним концом заводится на фазу, на второй подается нейтраль. Комплексный подход позволит оценить мощность. На нейтраль положено заводить один конец токовой катушки. Как узнать последовательность действий более подробно? Схема дается на приборе контроля, измерения. Трансформатор тока является изделием универсальными, тонкости нужно искать на корпусе (шильдике) стороннего оборудования.

Первичная обмотка включается последовательно полезной нагрузке, вторичная используется для внедрения в сеть устройств контроля, измерения. Подробная схема включения зависит от типа сопрягаемых устройств, приводится на корпусе, шильдике, инструкцией. Рассмотрим, как трансформатор тока обозначается электрическими схемами. На просторах сети встретим много ошибок. В предыдущих обзорах приводили рисунок трансформатора тока, просто копируем из предыдущей локации:

    Прямой толстой линией показана первичная обмотка. К одному концу подводится фаза, к другому подключается потребитель. Холодильник, кондиционер, завод. Чертеж дан показывает трехфазное напряжение 380 вольт. Показана одна ветка. Прочие подключаются аналогично. В нижнем правом углу можем видеть измерительные катушки счетчика. Одна из возможных схем, не является догмой. Подробно электрические карты приводятся корпусами, шильдиками приборов. Можно достать на специализированном форуме.

Читать еще:  Схема подключения реле напряжения

Подключение трансформатора тока

Что касается приборов, применяемых за пределами лабораторий, разброс ниже. Обратите внимание, нагрузка вторичной цепи ученых должна быть по возможности активной. Точнее говоря, если коэффициент мощности меньше 1, следует подключать только индуктивные сопротивления. По большей части выполняется, в особенности для трехфазных цепей. Сварочный аппарат на входе содержит обмотку трансформатора, двигатель подключается на катушку статора, ротора. Касается счетчиков, где витой провод послужит для оценки параметров напряжения, тока. Примеры индуктивных сопротивлений. В реальности лучше перестраховаться, если коэффициент мощности меньше 1 (реактивное сопротивление обусловило возникновение потерь), пусть лучше импеданс (комплексное сопротивление) будет индуктивным, не емкостным.

Маркировка трансформаторов тока

Прежде, чем произвести подключение трансформатора, убедитесь, что годится выбранным целям. Из сказанного выше понятно, как оценить количественно параметры, для применения знаний на практике следует уметь читать маркировку изделия. Код регламентируется стандартом. Приводим перечень параметров, указываемых производителем на шильдике трансформатора тока:

  1. Логотип производителя с последующей надписью «трансформатор тока». Достаточно сложно промахнуться, выбрав в магазине другой прибор.
  2. Тип трансформатора характеризуется конструктивными особенностями, видом изоляции. Расшифровка приводится в стандартах, указанных выше. Рядом в маркировке идет климатическое исполнение. Есть сомнения в умении читать шильдик, проще дома заранее распечатать таблицы ГОСТ. При необходимости следует изучить конструктивные особенности. Поможет понять, как подключить трансформатор, оценить пригодность для цепи в принципе.
  3. Порядковый номер по реестру предприятия-изготовителя понадобится при обращении в службу поддержки (иностранные компании), используется для отчетности, если покупку осуществит не физическое лицо.
  4. Номинальное напряжение первичной обмотки указывается для всех трансформаторов тока за исключением встроенных. Потому что в последнем случае электрические параметры должны быть соблюдены внешним по отношению к прибору устройством.
  5. Номинальная частота может отсутствовать, если (по значению напряжения) можно понять: стандартна для государства (РФ – 50 Гц).
  6. В природе встречаются трансформаторы с несколькими выводами вторичной обмотки. Позволит получить два-три прибора в одном. В зависимости от электрической схемы будет меняться коэффициент трансформации. Напротив параметров указывается номер вторичной обмотки.

Характеристики трансформатора тока

Надеемся, читатели теперь знают, чем рассматриваемая задача отличается от вопроса о том, как подключить понижающий трансформатор 220/12 В. Совершенно разные вещи. Обмотки идут последовательно с нагрузкой, измерителем. Коэффициент трансформации показывает, какой прибор контроля можно использовать во вторичной цепи.

Как подключить трехфазный счетчик через трансформатор тока — схема

Оплата потребляемой электроэнергии осуществляется на основе показаний электрических счетчиков. Установка приборов обязательна для всех пользователей и помещений, использующих соответствующий ресурс. Существует несколько вариантов и моделей, которые различаются типам соединений и уровню предельной нагрузки. Подключение трансформаторов тока к трехфазному счетчику осуществляется разными способами – выбор схемы зависит от помещения и напряжения.

  1. Общие требования
  2. Принцип работы измерительных трансформаторов
  3. Схемы подключения
  4. Учет электроэнергии с трансформаторами тока

Общие требования

Трансформаторы тока – это оборудование, которое устанавливают, чтобы снизить (преобразовать) показатель до уровня, нормального для работы механизмов учета и контроля (счетчиков).

Другими словами данные приборы (производства компаний Меркурий, Ленэлектро и других) устанавливают на участках со значительной мощностью в том случае, когда прямое подключение невозможно из-за высоких токов. Непосредственное подсоединение без соответствующего предохранителя приводит к сгоранию магнитных катушек и выходу оборудования из строя.

Как правило, подключением трансформаторов тока занимаются мастера специальных монтажно-наладочных организаций. На крупных производствах существуют отдельные цеха и лаборатории.

В первую очередь проводится ревизия техники – внешний осмотр, проверка на работоспособность и предельную мощность. Кроме этого замеряется тангенс внутреннего изоляционного провода и сопротивления. Исходя из полученных данных, выбирается схема подключения, делается разметка, просверливается необходимое количество отверстий.

Принцип работы измерительных трансформаторов

Внутренне устройство и метод работы трансформаторов тока базируется на простых принципах, схема несложная. Первичная обмотка катушки подключается последовательно, чтобы протекал фазовый нагрузочный ток. После возникает индукция электромагнитного поля, которая переходит на обмотку вторичной катушки. В последнюю врезают трехфазные трансформаторы.

Для уменьшения используется коэффициент трансформации, благодаря которому во второстепенную обмотку поступает меньшее количество электроэнергии. Так обеспечивается нормальная работа счетчика, а показатели на выходе необходимо умножать на число коэффициента, чтобы получилось истинное значение израсходованного напряжения.

Таким образом, трансформаторный механизм преобразует высокое напряжение на входе в приемлемое для счетчика. Оборудование работает при частоте в 50Гц и токе 5А. например, если устройство имеет предельный показатель нагрузки в 100А, данные на выходе умножаются на 20 (100 разделить на 5).

Благодаря переходникам обеспечивается защита счетчиков от перепадов напряжения, коротких замыканий, перегрузок. Более того, если сгорит трансформатор, его легче заменить, чем электротехнический счетчик.

При подключении стоит учитывать и некоторые недостатки. Наиболее распространенный вариант – не учитывается стартовое значение тока прибора учета. В таком случае счетчик просто не сможет начать работу.

Несоблюдение полярности при подключении – еще одна часто допускаемая ошибка. На входе катушки первичной обмотки находится две клеммы – одна для фазы L1, другая для нагрузки L2. Измерительная обмотка для катушки также оснащена двумя клеммами (И1 и И2). Кабель требуется подключать на соответствующие контакты, предварительно рассчитав предельную нагрузку.

Если некорректно соединить микроконтакты и провода, возникнет короткое замыкание. Подобное может привести к выходу устройств из строя, возгораниям.

Схемы подключения

Электротехнические счетчики и трансформаторы соединяются с учетом требований безопасности и правил работы, а также особенностями самого прибора. Минимальная температура установки — +5˚ по Цельсию. В противном случае не получится корректного технического соединения – приборы, работающие с напряжением и токами, плохо переносят низкие температуры.

Если требуется подключить трансформатор на улице в холодное время года, необходимо сооружать специальный шкаф – утепленный и герметичный. Сам прибор обычно устанавливают на высоте 1-1,7 метра.

Установка счетчика с трансформаторами тока

Не всегда есть возможность измерять потраченную электроэнергию через счетчик, подсоединенный к сети питания напрямую (в розетку). В цепях с напряжением в 380 Вольт и пределами токов больше 100А – соответственно и потребление вырастает до 60 кВт – требуется монтаж измерительного трансформатора тока. Подобное соединение мастера называют косвенным, но такой способ дает наиболее точные данные. Кроме этого есть и еще два метода:

  • полукосвенное;
  • звезда.

Первое используется на промышленных предприятиях и крупных заводах с расходом мощности выше 0,4 кВт и током силой более 100А.

Схема «звезда» в свою очередь может быть полной и неполной. Для полной звезды подойдут устройства с равномерным распределением нагрузки и симметричным токовым потоком. Трансформатор устанавливается на все фазы, а релейная обмотка соединяется по форме звезды.

Неполная – двухфазная двухрелейная схема с образованием части звезды. Данная схема быстро реагирует на короткие замыкания (кроме заземления), а также есть возможность установки на межфазных щитках.

Установка многовиткового измерителя

Трехфазный счетчик трансформаторного включения используют в многопроводных сетях. При многовитковых соединениях первичную обмотку катушки заменяют на кабельную. Прибор контролирует движение тока по вторичной обмотке. В остальном – трансформатор работает по тому же принципу, что и оборудование другого типа.

Десятипроводная схема

Данный способ подключения подходит для использования в мощных силовых цепях, работа которых обеспечивается трансформаторами. Развязка гальванического типа подходит для промышленных и бытовых нужд и гарантирует безопасность эксплуатации оборудования. Последовательность соединения по клеммам (от первой к последней):

  • фаза, вход (А);
  • измеряющий контур фазного механизма, вход;
  • измерительный привод, выход (А);
  • клемма, фаза, вход;
  • измеряющий контур фазного механизма, выход (В);
  • фаза, выход (В);
  • фаза, вход (С);
  • контур, измерение фазы – вход.

Десятипроводная схема не требует отключения электропитания при замене счетчика и выполнении других работ. Токовые цепи надежно заземляются, что исключает возможность накопления нежелательного потенциала. Каждая фаза собирается независимо друг от друга – в случае поломки на одной другие продолжат работу.

Семипроводная схема

Подобная схема подключения имеет ряд преимуществ и некоторые недостатки. Незначительно отличается от десятипроводной. Работать со счетчиком удобно – нет необходимости отключать систему полностью при проведении работ со щитком, приборами учета и трансформаторами.

Благодаря заземленным токовым цепям на выходах вторичных обмоток не накапливается опасный потенциал, который часто приводит к коротким замыканиям и сгоранию оборудования. К общей сети подключается испытательная коробка, которая позволяет безопасно отсоединять цепи питания.

Семипроводной способ – один из устаревших, используется редко. Электромонтажеры профессиональных компаний не рекомендуют подключаться более современными способами.

Схема с совмещенными цепями

Подобная схема существенно отличается от предыдущих. Трансформаторы тока с совмещенными цепями подсоединяются через специальные перемычки (путь получается от L1 к L2).

Такая схема подключения трансформатора к счетчику не соответствует обновленным правилам безопасности, действующим сегодня. Поэтому использовать совмещенные цепи запрещено – как на производстве, так и в бытовых условиях.

Другие системы подсоединения

Кроме указанных, существуют и иные схемы подключения счетчика к трансформатору. Использование испытательной колодки в соединении – согласно п. 1.5.23 Правил устройства электроустановок – необходимо при активации образцового прибора учета. Это дополнительное оборудование, которое позволяет шунтировать и отключать токовые цепи, активировать счетчики без снижения нагрузки напряжения. Еще один момент – возможность пофазного снятия показаний.

Основа соединения через испытательную коробку – десятипроводная схема. Отличие состоит в установке между прибором учета и трансформаторной конструкцией переходного блока с необходимыми защитными и распределительными функциями.

Учет электроэнергии с трансформаторами тока

Корректный учет потребляемой энергии обязателен. Намеренные или случайные ошибки приведут к проверкам, штрафным санкциям, увольнениям, в особо серьезных случаях, когда финансовые обязательства после перерасчета оказываются непосильными – к закрытию и банкротству предприятий.

Электросчетчик является основным прибором, который показывает расход энергии на текущий момент. Современные модели выдают показания с большей точностью, есть возможность настроить несколько режимов работы (например, разный учет в дневное и ночное время – отличаются тарифы). Мастера рекомендуют устанавливать электронное оборудование, а не индукционное. Первые намного дороже, но отражают более точные данные.

Первое, на что обращают внимание – количество фаз в сети. Счетчики и трансформаторы должны иметь одинаковое число фаз с электросетью.

Трехфазные устройства допускаются на однофазные сети (не наоборот), однако стоят в несколько раз дороже. Подобный вариант используют, если такой трансформатор есть в наличии.

Важный момент – класс точности трансформаторов. На большей части объектов используется маркировка 2,0, этого для среднего производства и бытовых нужд достаточно. Для крупномасштабных заводов, подстанций, зданий необходим более высокий класс – 1,0. Оптимальный вариант, если обозначение дополнено буквой S, которая означает максимальную точность прибора.

Электроэнергия – это товар, за пользование которым необходимо вносить определенную плату. Для разных ситуаций – промышленность, квартиры, соц объекты, другое – предусмотрены отдельные тарифы. Чтобы корректно оплачивать потребленную энергию, необходим правильный и точный учет.

Если счетчик работает исправно, опломбирован соответствующими службами, его показания передают в организацию, с которой заключен договор на поставку электроэнергии. Далее в соответствии с электромерой, рассчитывается оплата.

Для крупных объектов, использующих большое напряжение, установка трансформаторов необходима. В противном случае будет невозможно использовать электросчетчики и снимать показания, вести учет потребляемого тока.

Статьи

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение 18.06.2014 01:56

Назначение и применение

Трансформаторы – электротехнические устройства, широко применяемые как в производственной, так и в бытовой сфере. При этом различают категории трансформаторов напряжения и трансформаторов тока.

Установка трансформатора тока осуществляется с целью преобразования значений переменного тока с высоких на первичной обмотке до малых на вторичной, что обеспечивает удобство и безопасность эксплуатации. Их используют при подключении приборов учета расхода электроэнергии (электросчетчиков) и других электроизмерительных приборов, а также устройств, обеспечивающих релейную защиту различных систем электроэнергетики.

Устройство и правильное подключение

Важнейшими конструкционными элементами трансформатора являются первичная и вторичная обмотки, а также магнитопровод, заключенные в единый корпус. При этом первичная обмотка выполняется обычно в один виток (обмотка более точных устройств имеет два витка), или представляет собой проходящую сквозь специальное окно силовую шину (трансформатор шинного исполнения).

Первичная обмотка подключается к источнику тока, вторичная – непосредственно к измерительным приборам и другим потребителям, характеризуемым малым значениям внутреннего сопротивления.

С целью предотвратить неверное подключение и, как следствие, последующую неисправность трансформатора тока либо подключаемых устройств, выводы трансформаторов маркируются буквенными и цифровыми обозначениями, как это показано на нижеприведенной схеме. Начало и конец первичной обмотки обозначают как Л1 и Л2 (линия), а начало и конец вторичной обмотки — как И1 и И2 (измерение). Обмотку напряжения необходимо подключать к проводам «фаза» и «ноль». С этой целью между выводами Л1 и И1 устанавливают специальную перемычку, а нулевой провод подсоединяют к третьему зажиму.

Трансформатора тока (общая схема)

В высоковольтных трансформаторах тока напряжением 6-10 кВ и более устанавливается несколько групп вторичных обмоток, к одной из которых подключают устройство защиты, а к прочим, более точным, – приборы учета или измерения.

Вторичные обмотки трансформаторов тока при установке в три фазы соединяют по методу «Звезды» (рис.1), при двухфазной установке – по схеме «Неполной звезды» (рис.2).

Чаще всего используются трансформаторы с номинальными значениями первичного тока от 50 до 2000 А. Показатель вторичного тока в большинстве случаев составляет 5А.

Меры профилактики

Правильное подключение трансформатора тока – залог нормальной работы оборудования.

Электромонтаж цепей тока и напряжения должен производиться сообразно Правилам Устройства Электроустановок. Согласно нормативным документам, сечение медного провода в токовых цепях должно быть не менее 2,5 кв. мм, в цепях напряжения — не менее 1,5 кв.мм.

Вторичные цепи трансформаторов тока должны в обязательном порядке быть заземлены. Это обеспечивает как сохранность самих приборов, так и безопасность людей.

Особенности эксплуатации

Каждый из трансформаторов тока должен обязательно подвергаться периодическим поверкам госповерителя и иметь на корпусе пломбу с соответствующим клеймом, а также отметку в техническом паспорте. Необходимо помнить об этом при установке нового трансформатора, следя за тем, чтобы на момент монтажа дата последующей госповерки не была просрочена. Поверка должна производиться регулярно, с интервалом в четыре-пять лет, в зависимости от марки трансформатора и его типа.

Принадлежность трансформатора к определенному классу предопределяет применение методики и установочного инструментария. Вместе с тем первичная установка или замена трансформатора тока регламентированы обязательными условиями работ, которые предусматривают соблюдение той или иной схемы подключения. Такие схемы могут различаться в зависимости от требований организации, на которую производителем и поставщиком возложены вопросы компетенции в сфере генерации и доставки электроэнергии потребителям. В частности, ряд определенных различий имеют схемы подключения от Ленэнерго и Сбытовой компании.

Петербургская сбытовая компания

Самый простой и одновременно наиболее надежный вариант установки трансформатора в бытовых условиях — вызов электрика на дом. Это позволит, не нарушая нормативные требования, квалифицированно и в точном соответствии со всеми предписаниями выполнить весь комплекс монтажных и электротехнических работ.

Компания ЭлектроТехников предлагает Вам любые электромонтажные работы начиная с установки осветительных систем и заканчивая работами по автоматизации технических процессов:

Замена эл. счетчика

Ремонт проводки ( замена проводки )

Установка эл. щита ( установка распределительного щита )

Установка розеток ( перенос розеток )

Проводка в квартирах ( проводка в коттеджах )

Схемы соединений трансформаторов тока, виды схем, параллельное и последовательное

Назначение трансформаторов тока

Счётчики для однофазных и трёхфазных сетей рассчитаны на номинальные токи до 100 А. Использование приборов с большими токами затруднено по причине необходимости использования проводов слишком большого сечения. Таким образом, для измерения характеристик в линиях с большими токами необходимо использовать специальные устройства, понижающие ток до приемлемого значения. Для этой цели используются трансформаторы тока (ТТ).

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линейный провод, по которому проходит высокий ток, а ко вторичной обмотке подключается измерительный прибор. Для удобства выводы маркируются обозначениями. Для начала и, соответственно, конца первичной обмотки применяются обозначения Л1 и Л2. Для вторичной обмотки — И1 и И2. При подключении необходимо строго соблюдать полярность первичной и вторичной обмоток ТТ.

Чаще всего величина вторичного тока равна 5 А, иногда применяются ТТ со вторичным током 1 А. Для измерения же напряжения в высоковольтных сетях используется подключение через трансформатор напряжения, который понижает напряжение до 100 или 57.7 вольт.

Трансформаторы тока подключаются в трёхфазных цепях по схеме неполной звезды (сети с изолированной нейтралью). При наличии нулевого провода подключение осуществляется с помощью полной звезды. В дифференциальных защитах силовых трансформаторов ТТ подключаются по схеме «Треугольник».

Это позволяет скомпенсировать сдвиг фаз вторичных токов, что уменьшит ток небаланса. В трёхфазных сетях без нулевого провода обычно трансформаторы тока подключаются только на две ведущие линии, поскольку измерив ток в двух фазах, можно легко рассчитать величину тока в третьей фазе.

Если сеть имеет глухозаземлённую нейтраль (как правило, сети 110 кВ и выше), то обязательно подключение ТТ ко всем трём фазам. Соединение обмоток реле и трансформаторов тока в полную звезду. Эта схема соединения трансформаторов представлена в виде векторных диаграмм, которые иллюстрируют работу трансформатора на рис. 2.4.1 и на схемах 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4.

Если трансформатор работает в нормальном режиме, или если он симметричный, то будет проходить ток небаланса или небольшой ток, который появляется из–за разных погрешностей трансформаторов тока.

Представленная выше схема применяется против всех видов КЗ (междуфазных и однофазных) во время включения защиты.
Трехфазное КЗ
Двухфазное КЗ

Однофазное КЗ
Отношение Iр/Iф (ток в реле)/ (ток в фазе) называется коэффициентом схемы, его можно определить для всех схем соединения. Для данной схемы коэффициент схемы kсх будет равен 1.

На рис. 2.4.5 предоставлена схема соединения обмоток реле и трансформаторов тока в неполную звезду, а на рис. 2.4.6, 2.4.7. ее векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Трехфазное КЗ — когда токи могут идти в обратном проводе по обоим реле.
Двухфазное КЗ — когда токи, могут протекать в одном или в двух реле в соответствии с повреждением тех или иных фаз.

КЗ фазы В одной фазы может происходить тогда, когда токи не появляются в этой схеме защиты.

Схему неполной звезды можно применять только в сетях с нулевыми изолированными точками при kсх=1 с целью защиты от КЗ междуфазных, и может реагировать только на некоторые случаи КЗ однофазного.

На рис. 2.4.8. можно изучить схему соединения в звезду и треугольник обмоток реле и трансформаторов соответственно.

Во время симметричных нагрузок в реле и в период возникновения трехфазного КЗ может проходить линейный ток, сдвинутый на 30* по фазе относительно тока фазы и в разы больше его.

Особенности схемы этого соединения:

  1. при разных всевозможных видах КЗ проходят токи в реле, при этом защита которая построена по такой схеме, будет реагировать на все виды КЗ;
  2. ток в реле относится к фазному току в зависимости от вида КЗ;
  3. ток нулевой последовательности, который не имеет путь через обмотки реле для замыкания, не может выйти за границы треугольника трансформаторов тока.

Выше приведенная схема применяется чаще всего для дистанционной или во время дифференциальной защиты трансформаторов.

Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз.

На рис. 2.4.9 представлена сама схема соединения, а на рис. 2.4.10, 2.4.11.векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Симметричная нагрузка при трехфазном КЗ.

Двухфазное КЗ Двухфазно КЗ АВ или ВС
При разных видах КЗ, ток в реле и его чувствительность будут разными. Ток в реле будет равен нулю во время однофазного КЗ фазы В. Эту схему можно применять, тогда, когда не требуется действий трансформатора для защиты от разных междуфазных КЗ с соединением обмоток Y/* – 11 группа, и когда эта защита обеспечивает необходимую чувствительность.

Соединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

На рис. 2.4.12. можно изучить схему соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности. Только во время однофазных или двуфазных КЗ на землю появляется ток в реле. Эту схему можно применять во время защиты от КЗ на землю. КЗ IN=0 при двухфазных и трехфазных нагрузках. Но часто ток небаланса Iнб появляется из–за погрешности трансформаторов тока в реле.

Последовательное соединение трансформаторов тока


На рис. 2.4.13. представлена схема последовательного соединения трансформаторов тока. Подключенная к трансформаторам тока, нагрузка, распределяется поровну. Напряжение, которое приходится на любой трансформатор тока и на вторичный ток остается неизменным.

Подключение трехфазного счетчика

Для учета потребления электрической энергии на производственных площадках, а также так называемых общедомовых нужд, используются трехфазные электросчетчики. Их подключение и обслуживание производится по тем же правилам, которые существуют для однофазных приборов учета. Однако они работают с токами больших величин, поэтому существуют отличия в построении схемы подключения – она бывает прямой или через трансформаторы тока.

Общие принципы измерения количества электроэнергии

Электросчетчики определяют количество потребленной электрической мощности за единицу времени. За единицу измерения принят киловатт*час (кВт*ч). Чтобы получить необходимое значение, схему прибора строят из двух независимых цепей – тока и напряжения.

Устройство электромеханических (индукционных) счетчиков наиболее наглядно демонстрирует это. В них для каждой измеряемой фазы предусмотрено две катушки, расположенные в пространстве под углом в 90 0 друг к другу. Этот же принцип используется при формировании массива статорной обмотки однофазного электродвигателя.

Разница лишь в том, что по одной из них пропускается ток, а по другой – напряжение. Для этого первая включается последовательно измеряемой фазе, а другая – параллельно. Схема подключения однофазного счетчика электроэнергии приведена ниже.

В точке, где к фазной линии подключается катушка напряжения, в индукционных счетчиках расположен регулировочный винт, который пломбируется на заводе-изготовителе или представителями энергоснабжающих организаций. При его отсутствии или ослаблении в показания счетчика вкрадывается недопустимая погрешность.

В приборах с электронной схемой также существует две линии – тока и напряжения, но фазный сдвиг на 90 0 между ними формируется не пространственным расположением, а применением элементов электронной схемы – резисторов и конденсаторов. Так называемый винт напряжения отсутствует, соединение осуществляется пайкой, оно находится внутри корпуса, защищенного от вскрытия заводскими пломбами.

Отличие трехфазного от однофазного прибора учета лишь в количестве пар измерительных катушек, а также зажимов на клеммной колодке. При этом принцип подключения остается тем же: абстрагируясь от того, что ток переменный, направление движения электроэнергии считается односторонним – от поставщика к потребителю. Поэтому все клеммные зажимы приборов учета расположены слева направо. Так, чтобы их положение совпадало с порядком подключения проводов.

Почему существует два типа схем подключения

Измерительная пара является самым уязвимым местом в конструкции электрического счетчика. В меньшей степени это утверждение касается индукционных приборов, где катушки созданы из витков медного провода. И в большей – так называемых цифровых моделей, в которых подсчет протекающей электрической энергии осуществляется полупроводниковой микросхемой.

Если сравнивать технические характеристики разных моделей – как в пределах одного бренда, так и между ними, то бросается в глаза характерная деталь: везде номинальным током является значение 5 ампер. Однако это условие невозможно соблюсти, если суммарная мощность потребителей превышает 50 кВт. Поэтому существует два типа схем подключения трехфазных электросчетчиков.

  1. Прямая, использующаяся в сетях, токи нагрузки в которых не превышают 50 ампер.
  2. Через понижающие трансформаторы, которые уменьшают токи до значений, безопасных для прибора учета.

Что такое трансформаторы тока

Номинал напряжения в трехфазных сетях переменного тока всегда 380 вольт. Он не зависит от суммарной мощности потребления. Поэтому для защиты приборов учета в высоконагруженных сетях применяются трансформаторы тока.

Это электромеханические устройства, конструкция которых состоит из металлического сердечника и двух обмоток – первичной, с меньшим количеством витков медного провода, и вторичной, в которой число витков больше на фиксированное число раз. Это соотношение и определяет так называемый коэффициент трансформации – величину уменьшения выходного тока относительно входного.

Несмотря на принципиальное сходство, трансформаторы тока имеют существенные конструктивные отличия от трансформаторов напряжения. Во-первых, это всегда понижающее устройство. Во-вторых, первичная обмотка выполнена в виде металлической пластины – обычно плоской, толщиной не менее 3 мм и шириной от 2 до 5 сантиметров, поэтому попытка подключить входные клеммы между фазой и нейтралью вызовет короткое замыкание.

Замкнутый стальной магнитопровод имеет форму тора или квадрата, из-за чего корпус трансформатора тока бывает в форме бочонка или параллелепипеда. Выходные клеммы располагаются на одной из его боковых граней и имеют сечение в два-три раза меньшее, чем входные, находящиеся на торце.

На корпусе трансформаторов тока указывается соотношение максимального входного тока и его величина на выходе. Например, 100/5 или 150/5. В первом случае коэффициент трансформации равен двадцати, а во втором – тридцати. На это значение надо умножать показания электросчетчика, чтобы получить истинное значение количества потребленной электрической энергии.

На электрических схемах трансформаторы тока изображаются в виде короткой жирной линии и расположенного на или под ней мнемосимвола катушки индуктивности. Возле них пишут буквы ТТ. В отличие от трансформаторов напряжения, символ которых состоит из двух катушек и линии между ними, а также букв ТН.

Подключение трансформаторов тока

Схема подключения понижающего трансформатора тока представлена на рисунке ниже.

Он включается в разрыв измеряемой фазы – его первичная обмотка является ее конструктивным продолжением. Выходы вторичной обмотки замыкаются друг на друга через любой измерительный прибор. Например, амперметр.

Схема подключения трансформатора тока к счетчику представлена на рисунке ниже. В этом случае вторичная обмотка замкнута на токовую катушку счетчика электрической энергии.

Клеммная коробка трехфазного прибора учета, рассчитанного на подключение через трансформаторы тока, состоит из трех групп по три зажима в каждой и одной с двумя. При его подключении надо руководствоваться простым мнемоническим правилом, что движение происходит слева направо.

  • Клемма И1 вторичной катушки трансформатора тока подключается к зажиму 1.
  • От клеммы L1 – вход первичной обмотки трансформатора – тянется провод к зажиму 2.
  • Клемма И2 вторичной катушки трансформатора тока подключается к зажиму 3.

Остальные две фазы и трансформаторы тока коммутируются с прибором учета аналогичным образом к клеммам под номерами 4 – 9. К клеммам 10 и 11 присоединяется провод N (обратите внимание, что провод защитного сопротивления РЕ – это не одно и то же).

Допускается подключение провода от клеммы L1 к зажиму И1 трансформатора тока с целью экономии материала. Но в этом случае надо сделать перемычку между первым и вторым зажимом в группе на клеммной коробке счетчика электроэнергии.

При опечатывании счетчиков защищается от преднамеренного вскрытия не только их клеммная коробка, но и измерительные зажимы И1 И2, закрываемые колпачками на винте.

Нагрузка подключается к клеммам L2 трансформаторов. В результате получается, что через прибор учета пропущен лишь уменьшенный ток, что и отличает эту схему от прямого подключения, когда вся мощность пропускается через электросчетчик.

Влияние трансформаторов тока на точность измерений

Величина КПД современных трансформаторов тока не ниже 95 и не выше 98 процентов. Это близко к идеалу, но всё же может оказывать влияние на показания приборов, поскольку часть энергии рассеивается. Погрешность тем выше, чем больше суммарная мощность подключенных потребителей. Если она меньше 50 кВт, то не рекомендуется использование схемы подключения через трансформаторы тока.

Если вы используете схему подключения через трансформаторы тока, то при передаче показаний электросчетчика не забывайте умножать их на величину коэффициента трансформации.

2. Трансформаторы тока и схемы их соединений

Трансформатор тока – важный элемент релейной защиты. Он питает цепи защиты током сети и выполняет роль датчика, через который поступает информация к измерительным органам устройств релейной защиты.

2.1. Принцип действия

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в силовую цепь. Вторичная обмотка замыкается на сопротивление нагрузки Z Н – последовательно включенные реле и приборы.

Ток I 1 , протекая по обмотке, создаёт магнитный поток Ф 1 = I w 1 , под воздействием этого потока во вторичной обмотке наводиться ЭДС Е2. По обмотке протекает ток I 2 .

Если не учитывать потерь то:

, (2.1)

где – витковый коэффициент трансформации.

В заводских материалах на трансформаторы тока указывают номинальный коэффициент трансформации . Если не учитывать потери, то n в = n т .

В действительности же I 2 отличается от расчетного значения. Часть тока I 1 тратиться на создание намагничивающего потока:

(2.2)

Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет. Магнитопровод быстро расплавится. Кроме того на вторичной разомкнутой обмотке появиться высокое напряжение, достигающие десятков киловольт. Вторичная обмотка обязательно должна быть заземлена – если произойдет пробой изоляции, то при заземленной вторичной обмотке получится короткое замыкание, защитная аппаратура отключит поврежденный трансформатор, заземление вторичной обмотке делается прежде всего для обеспечения техники безопасности.

Причиной погрешностей в работе трансформаторов тока является ток намагничивания. Чрезмерно большие погрешности могут вызвать неправильные действия релейной защиты, поэтому стараются уменьшить ток намагничивания.

2.2. Параметры, влияющие на уменьшение намагничивающего тока

Ток I нам состоит из активной и реактивной составляющих.

I а.нам – обусловлена активными потерями на гистерезис и от вихревых токов в магнитопроводе трансформатора тока.

I р.нам – создает магнитный поток, который индуктирует во вторичной обмотке ЭДС Е2.

Для уменьшения I а .н ам магнитопровод выполняется из шихтованной стали.

При насыщении I нам возрастает значительно быстрее, чем поток Фт , что вызывает резкое увеличение погрешностей. (см. рис. 2.2.1 – характеристика намагничивания трансформатора тока.)

Для ограничения погрешностей нужно уменьшить Фт :

Этого можно добиться, либо снизив ток I 2 за счет подбора соответствующего коэффициента трансформации (повысить n т для снижения кратности максимального первичного тока ), либо уменьшив сопротивление нагрузки вторичной обмотки Z н .

Требования к точности трансформаторов тока, питающих релейную защиту

Погрешность трансформаторов тока по току ( D I ) не должна превышать 10%, а по углу ( d ) – 7 ° .

Эти требования обеспечиваются, если I нам £ 0,1 I 1 .

Для каждого типа трансформаторов тока имеются определённые значения К1макс и Z н , при которых погрешность e будет равна 10%. Поэтому исходными величинами для оценки погрешности являются I 1макс и Z н :

где Z п – сопротивление проводов,

Z р – сопротивление реле.

Для упрощения в расчетах сопротивления суммируются арифметически.

Предельные значения К1макс и Z н из условия 10% погрешности дают заводы, изготавливающие трансформаторы тока.

Выпускаются трансформаторы тока следующих классов точности: 0,5;1;3;10 (для подсоединения к ним измерительных приборов) и Р (для релейной защиты).

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector