Какое напряжение трансформатора тока

Характеристика намагничивания трансформатора тока, снятие вольт-амперной характеристики ВАХ

Одним из наиболее важных свойств трансформатора тока являются его свойства намагничивания. Это зависимость напряжения на зажимах вторичной обмотки от протекающего по ней тока. Вот почему характеристику также называют текущим напряжением (VAC). При этом выводы первичной обмотки остаются разомкнутыми, а напряжение на вторичную обмотку подается от независимого источника с регулируемым выходом.

Эти свойства снимаются как при приемо-сдаточных испытаниях, так и при эксплуатации.

Цель испытания: выявить возможные колебательные замыкания во вторичной обмотке испытуемого трансформатора. Обычное измерение сопротивления не может выявить эту погрешность, так как замыкание между собой нескольких витков изменяет общее сопротивление настолько мало, что оно пропорционально погрешности измерения.

Проверку проводят для всех без исключения трансформаторов тока: как на напряжение до 1000 В, так и высокого напряжения. Если трансформатор имеет несколько обмоток, используемых для разных целей (релейная защита, измерение, измерение тока), ВАХ принимают для каждой из них.

Основные методы проверки трансформаторов тока

Основные методы испытаний трансформаторов тока

Проверить вольт-амперные характеристики.

Вольт-амперная характеристика представляет собой зависимость напряжения U2, приложенного к вторичной обмотке, от тока намагничивания. Она отличается от характеристики намагничивания за счет падения напряжения на сопротивлении z2 от тока и идет выше, так как U2 подается на выводы вторичной обмотки и при снятии характеристики больше Е2.

Вольт-амперные характеристики являются наиболее важными для оценки исправности обмоток трансформатора тока. Наиболее вероятные качающиеся короткие замыкания не обнаруживаются другими простыми методами и относительно легко обнаруживаются по изменению вольт-амперной характеристики (рис. 29).

Рис. 29. Изменения вольт-амперных характеристик при качающихся коротких замыканиях:

а — встроенный трансформатор тока ТНМ110 600/5; 1 — исправный трансформатор; 2 — два витка закрыты; б — трансформатор тока сборных шин ТШВ20 10000/5; 1 — полезный трансформатор тока; 2 — один виток закрыт;

3 — пять витков закрыты

Рис. 30. Вольт-амперные характеристики одного и того же трансформатора тока, снятые по-разному, и соответствующие им кривые для тока намагничивания и напряжения U2.

а — характеристики: 1 — сняты при синусоидальном токе намагничивания; 2 — снято при синусоидальном напряжении U2; б — кривые тока и напряжения с использованием реостатной схемы; в — кривые тока намагничивания и напряжения при регулировании напряжения автотрансформатором

Следует иметь в виду, что короткие замыкания в витках представляют большую опасность для трансформаторов тока, так как через короткозамкнутые витки (или виток) протекает большой ток, вызывающий значительный локальный нагрев обмотки, что может привести к перегоранию провода и пробой вторичной цепи.

Вольт-амперные характеристики различаются в зависимости от применяемых схем контроля тока и типов измерительных приборов. На рис. 30 приведены две вольт-амперные характеристики, полученные для одного и того же трансформатора тока разными способами: нижняя снята при регулировании напряжения автотрансформатором типа ЛАТР,  а верхняя — при ток регулировался реостатом: приборы в обоих случаях были электродинамическими, измеряющими действующие (действующие) значения тока и напряжения.

Значительное отклонение характеристик объясняется разной формой кривой тока и напряжения при их снятии. При регулировании напряжения автотрансформатором оно сохраняло синусоидальную форму (как и в питающей сети), а при насыщении сердечника форма кривой тока намагничивания искажалась (рис. 30, в). Появление такой кривой тока ранее объяснялось ее построением на рис. 6. При регулировании тока реостатом, сопротивление которого значительно больше,

синусоидальная форма кривой тока намагничивания сохранилась, так как сетевое напряжение синусоидальное. В то же время при насыщении сердечника из-за нелинейности ВАХ форма кривой напряжения искажалась (рис. 30, б).

Рабочая характеристика трансформатора тока с погрешностью менее 10 % является самой низкой, полученной при синусоидальном напряжении. Поэтому следует отдать предпочтение схеме с ЛАТР.

Но в этом случае далеко не всегда удается обеспечить синусоидальное напряжение из-за искажения формы из-за падения напряжения в линиях питания от несинусоидального тока намагничивания. Чтобы избежать этого падения напряжения, необходимо подавать питание проводами с очень большим сечением. Из-за искажения формы кривой напряжения снятые в разное время характеристики существенно отличаются друг от друга, и их изменение не характеризует состояние трансформатора тока.

Стабильность измеряемых вольт-амперных характеристик достигается методом их проверки, предложенным инж. 3. Этот метод состоит в использовании выпрямительного вольтметра для измерения напряжения и амплитудно-амплитудного измерителя для измерения тока намагничивания. Выпрямительный вольтметр представляет собой магнитоэлектрический прибор, подключаемый через выпрямитель.

Он измеряет среднее значение напряжения U2cr, которое можно представить как высоту прямоугольника с основанием, равным времени одного полупериода, и имеющего площадь, равную площади кривой ограничения напряжения для того же полупериод.

Из теории электротехники известно, что среднее значение f ds, наводимого магнитным потоком, независимо от формы кривой, всегда пропорционально максимальному значению (амплитуде) этого магнитного потока. Этому же максимальному значению потока соответствует и амплитуда создающего его намагничивающего тока. Следовательно, среднее значение напряжения U2 и амплитудное значение I, измеренное рассматриваемым методом, характеризуют магнитное состояние сердечника в момент максимального значения магнитного потока. Взятые таким образом вольт-амперные характеристики для любой схемы регулирования тока всегда точно совпадают.

Выпрямительный вольтметр и амплитудно-амплитудный метр калибруют по синусоидальному виду кривой напряжения и тока, а на их шкалы наносят действующие значения измеряемых величин. Поэтому при несинусоидальных напряжении и токе каждая из них показывает значение, соответствующее, так сказать, эквивалентной синусоиде с тем же средним значением напряжения и максимальным значением тока.

Вольт-амперная характеристика, снимаемая такими приборами, несколько ниже рабочей характеристики (кривая 2 на рис. 30, а), так как действующее значение эквивалентного синусоидального тока, вычисляемое амплитудным амперметром, несколько больше действующего значения несинусоидального тока (рис. 30, в), что соответствует рабочей вольт-амперной характеристике. Однако это не имеет отношения к оценке состояния трансформатора тока.

Рекомендуемый способ дает существенные преимущества, когда разница между характеристиками поврежденного трансформатора и исправного трансформатора не очень значительна, что возможно при замыкании одного витка многовиткового трансформатора тока (рис. 29, б).

Применение этого метода может быть затруднено из-за отсутствия необходимых инструментов. Дело в том, что большинство выпрямительных вольтметров не подходят для измерения среднего значения напряжения из-за использования в них нелинейной части характеристики выпрямителя.

Для каскадных трансформаторов тока (ТФНК-400, ТФНК-500) при повторном включении ВАХ снимают отдельно для верхнего каскада и каждого сердечника нижнего каскада. При полных проверках достаточно снять ВАХ только для сердечников нижнего каскада, при этом выявляется неисправность верхнего каскада.

По вольт-амперным характеристикам, помимо исправности трансформаторов тока, можно также оценить их соответствие 10%-ной кратности, указанной на табличке технических данных. Такую оценку можно сделать на основе сравнения характеристики намагничивания, построенной на основе снятой вольт-амперной характеристики, с типовой. Типичные характеристики намагничивания для некоторых распространенных типов трансформаторов тока приведены в L 4. Построение характеристики намагничивания можно осуществить, вычитая падение напряжения z2 из U2 на ВАХ в нескольких точках.

Если типовая характеристика намагничивания выходит выше полученной по вольт-амперной характеристике, учитывая, что ГОСТ на трансформаторы тока допускает снижение фактической 10% кратности против установленной на 20%, типовая характеристика должна быть уменьшена на 20%.

Это уменьшение должно быть выполнено, как показано на рис. 34, уменьшенный в нескольких точках на 20% E2 и I0. Если и эта приведенная характеристика окажется выше построенной по ВАХ, то фактический 10% коэффициент трансформации тока ниже паспортного.

Если фактическая характеристика намагничивания совпадает с типовой (или снижена на 20 %) или превышает ее, фактическая кратность 10 % соответствует проходу.

Сравнение с типовой характеристикой производится для трансформатора тока, который имеет наименьшую фактическую характеристику из всех, входящих в комплект поставки устройства защиты. В большинстве случаев фактическое имущество

Рис. 34. Снижение типичной характеристики намагничивания на 20

Не ниже типичной непредвиденной характеристики.

В этом случае расчетную проверку трансформаторов тока на погрешность 10 % следует производить без использования коэффициента, уменьшаемого на 20 %, т е считать d = 1.

Оборудование и схема для проверки вольт-амперной характеристики трансформаторов тока

В качестве регулируемого источника напряжения для снятия ВАХ используется лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) или устройства, содержащие его в составе. Напряжение должно быть абсолютно синусоидальным, поэтому тиристорные блоки питания для проверки не подходят.

Для фиксации значений токов и напряжений понадобятся лабораторные амперметр и вольтметр.

При использовании устройств, встроенных в блок питания, важно помнить, что амперметр должен измерять среднеквадратичное значение, а вольтметр – среднее выпрямленное значение.

Важен и порядок включения приборов в измерительную цепь. Амперметр должен измерять ток только непосредственно в проверяемой обмотке. Вольтметр подключается перед этим, ток через обмотку прибора учитывать не следует, чтобы не вносить дополнительную погрешность в измерения.

Наиболее точным вариантом измерения является подключение измерительного комплекса непосредственно к клеммам трансформатора тока.

Но если это невозможно, допускается вариант с использованием специальных токовых зажимов на панелях ячейки с испытуемым трансформатором тока.

Измерение с клеммных колодок, расположенных на значительном расстоянии и соединенных с объектом измерения кабелями управления, недопустимо. В этом случае сопротивление проводов кабельной линии прибавляется к сопротивлению обмотки, в соответствии с ее размерами.

Управление трансформатором тока на напряжение до 1000 В только с помощью ЛАТР невозможно.

При слишком низких напряжениях они начинают иметь горизонтальную часть характеристики, поэтому насыщение наступает уже при небольшом повороте ручки ЛАТРа.

Поэтому между источником регулируемого напряжения и испытуемой обмоткой можно включить разделительный трансформатор 220/36 В или любой другой. В этом случае лимит контроля расширяется.

В целях безопасности в схеме подключения ЛАТР к сети питающего напряжения должно быть защитное устройство — автоматический выключатель. Это также дает возможность создать видимый зазор при переключении между трансформаторами или их обмотками. Достаточно вилки, которая втыкается в удлинительную розетку, положение которой видно из-за границ рабочего места.

Косвенные методы

Каждый из перечисленных ниже методов проверки может дать только частичную информацию о состоянии трансформаторов. Поэтому эти методы необходимо использовать в комплексе.

Определение правильности маркировки выводов обмоток

Целостность обмоток ТТ и их выводов следует определять путем измерения их активного сопротивления с проверкой или последующей маркировкой.

Определение начала и конца каждой из обмоток следует проводить способом, позволяющим установить полярность.

Проверка полярности выводов обмоток.

Для проверки подключите амперметр или вольтметр магнитоэлектрического типа ко вторичной обмотке с определенной полярностью на клеммах.

Рекомендуется использовать единицу с нулем в середине шкалы, но допустимо использовать с нулем, поставленным в начале шкалы.

Все остальные вторичные обмотки трансформатора должны быть зашунтированы из соображений безопасности.

К первичной обмотке ТТ необходимо подключить источник постоянного тока, затем последовательно подключить к нему резистор для ограничения тока разряда. Достаточно использовать обычную батарейку (батарейку) с лампочкой накаливания. Вместо выключателя можно просто прикоснуться проводом от лампочки к выводам первичной обмотки ТТ и потом оттянуть.

Если полярность правильная, стрелка переместится вправо и вернется. Если устройство подключено с обратной полярностью, стрелка переместится влево.

При отключении питания для однополярных обмоток стрелка перемещается нажатием влево, в противном случае нажатием вправо.

Аналогично следует проверить полярность подключения к остальным обмоткам трансформатора.

Снятие характеристики намагничивания.

Зависимость напряжения на зажимах вторичных обмоток от протекающего по ним тока намагничивания называется вольт-амперной характеристикой, сокращенно ВАХ. Он указывает на правильность работы обмотки и магнитопровода, позволяет оценить их исправность.

Для исключения влияния помех от расположенного поблизости силового оборудования ВАХ следует снимать после размыкания цепи первичной обмотки.

Для построения ВАХ необходимо пропустить через обмотку ТТ переменный ток различной величины и измерить напряжение на входе обмотки. Такие испытания можно проводить на любом лабораторном стенде с блоком питания, имеющим выходную мощность, позволяющую нагрузить обмотку до насыщения магнитопровода трансформатора, при котором кривая насыщения перейдет в горизонтальное положение.

Данные, полученные в результате измерений, необходимо занести в таблицу протокола. По данным таблицы построены ВАХ.

Перед началом измерений и после их завершения важно размагнитить магнитопровод несколькими постепенными увеличениями тока в обмотке, а затем уменьшить ток до нуля.

Важно

Для измерения значений токов и напряжений следует применять приборы электромагнитных или электродинамических систем, способные определять действующие значения тока и напряжения.

Наличие короткозамкнутых витков в обмотке снижает величину выходного напряжения в обмотке и уменьшает крутизну ВАХ. В связи с этим при первом использовании годного ТТ необходимо провести измерения и построить график ВАХ, а при последующих проверках ТТ через определенное время контролировать состояние выходных параметров.

Измерение tgδ изоляции

Измерения tgδ для трансформаторов тока с основной бумажно-масляной изоляцией выполнены при напряжении 10 кВ. В процессе работы производятся замеры:

• на трансформаторы тока напряжением до 35 кВ включительно — при проведении ремонтных работ в ячейках (присоединениях), где они установлены;
• на трансформаторах тока 110 кВ с бумажно-масляной изоляцией (без выравнивающих пластин) — при неудовлетворительных результатах испытаний масла согласно требованиям, абз. 1-3 (зона «риска”);
• на трансформаторах тока 220 кВ и выше с бумажно-масляной изоляцией (без компенсационных пластин) — при отсутствии контроля под рабочим напряжением и неудовлетворительных результатах испытаний масла по требованиям, абз. 1-3 (зона «риска”);
• для трансформаторов тока с бумажно-масляной изоляцией емкостного типа 330 кВ и выше — при отсутствии контроля под рабочим напряжением — 1 раз в год.

Измеренные значения, приведенные к температуре 20°С, не должны превышать указанных в таблице. 2. Для каскадных трансформаторов тока tgδ основной изоляции измеряется для трансформатора тока в целом. При неудовлетворительных результатах таких измерений дополнительно поэтапно измеряют tgδ основной изоляции.

Таблица 2

Тип изоляции	Предельные значения tgδ, %, основной изоляции трансформаторов тока на номинальное напряжение, кВ, приведенное к температуре 20°С
3-15	20-35	110	220	330	500	750
Бумага-бакелит	3,0/12,0	2,5/8,0	2,0/5,0	—	—	—	—
Основная масляно-бумажная и конденсаторная изоляция	—	2,5/4,5	2,0/3,0	1,0/1,5	Не более 150 % от значения, измеренного на заводе, но не более 0,8. Не более 150 % от значения, измеренного при вводе в эксплуатацию, но не более 1,0.

Примечание. В числителе указаны значения tgδ для основной изоляции трансформаторов тока при наладке, в знаменателе — при эксплуатации.

Порядок снятия вольт-амперной характеристики (ВАХ)

Перед подачей напряжения на испытательную установку ручка управления ЛАТР должна находиться в крайнем положении, соответствующем нулевому напряжению на выходе. Затем после включения питания нужно размагнитить железо трансформатора.

Для этого кнопкой управления ЛАТР ток через обмотку равномерно увеличивают в несколько раз до номинального значения и снова опускают до нуля.

После этого начинается процесс удаления VAC.

Лучше всего работать в команде из двух человек. Поднимают напряжение и фиксируют ток на амперметре в нормированных точках. Другой одновременно снимает показания с вольтметра и записывает их в заранее заданную таблицу.

Ток во вторичной обмотке нужно поднимать очень равномерно.

Когда начинается фаза насыщения, небольшому увеличению напряжения от источника будет соответствовать резкое увеличение тока. На этом этапе легко пропустить нормированные точки измерения. Вернуть ручку ЛАТР назад для более точного снятия показаний вольтметра невозможно. Необходимо плавно сбросить напряжение до нуля и запустить процесс заново.

Разрешается снимать не всю характеристику, а ограничится только тремя точками для проверки. Не допускается повышать напряжение на обмотке выше 1800 В.

По достижении конечной точки измерений напряжение ЛАТР плавно снижается до нуля, после чего испытательная установка отключается от сети.

Еще интересное видео про Ретом 21 и снятие ВАХ с ТТ от профессионального энергетика:

Анализ полученной характеристики ВАХ

Полученные данные сравниваются с характеристиками, снятыми для данного трансформатора тока с завода.

Допускается сравнение с ранее снятой характеристикой данной обмотки того же трансформатора.

При отсутствии данных для сравнения анализ проводят по типовой характеристике прибора того же типа, с тем же коэффициентом трансформации, классом точности и коэффициентом насыщения.

Все эти свойства влияют на результирующее свойство.

Также идентичные трансформаторы тока не имеют полностью одинаковых ВАХ.

На это влияет не только сопротивление вторичной обмотки, но и качество материала, из которого изготовлен сердечник трансформатора.

Полученная характеристика не должна отклоняться от указанной выше более чем на 10%.

Если полученный график поместить под образец с большой величиной, то в экспериментальном образце имеется витковая цепь. Его необходимо заменить на ремонтопригодный, в противном случае от установки отказаться и вернуть производителю.

Но перед этим еще раз проверьте правильность проведенных замеров: короткие замыкания в трансформаторах тока не так уж и часты.

Проверка трансформатора тока

Устройства для пропорционального преобразования переменного тока в значения, безопасные для измерений, называются трансформаторами тока.

Такие трансформаторы широко используются в электроэнергетике и электроэнергетике и выпускаются в различных исполнениях, от небольших моделей, размещаемых непосредственно на электронных платах, до внушительных конструкций, устанавливаемых на специальные строительные конструкции.

Контроль ТТ проводят для выявления работоспособности, без учета метрологических характеристик, определяющих класс точности и фазовый сдвиг между векторами первичного и вторичного тока.

Читайте также: Соединение фаз по схеме «звезда» и «треугольник» к источникам и приемникам электрической энергии

Конструкция и принцип действия

Внешний вид типового трансформатора тока показан на рисунке 1. Характерной особенностью этих моделей является то, что они имеют диэлектрический корпус. Формы корпусов могут быть разными – от прямоугольных до цилиндрических. Некоторые конструкции не имеют сплошных направляющих в середине корпуса. Вместо него сделано отверстие для обматывания провода, выполняющего функции первичной обмотки.

Рис. 1. Трансформатор тока

Диэлектрические материалы выбирают в зависимости от величины напряжения, на которое рассчитано устройство, и условий эксплуатации. Для обслуживания промышленных энергосистем мощные ТТ изготавливаются с цилиндрическими керамическими корпусами (см рис. 2).

Рис. 2. Промышленный керамический трансформатор тока

Особенностью трансформатора является обязательное наличие нагрузочного элемента (сопротивления) во вторичной обмотке. Резистор необходим для предотвращения работы в режиме без вторичных нагрузок. Эксплуатация трансформатора тока с ненагруженными вторичными обмотками недопустима из-за сильного нагрева (вплоть до разрушения) магнитопровода.

Проверка трансформаторов тока с использованием комплекса РЕТОМ-21

Построение ВАХ трансформаторов тока

Построение вольт-амперной характеристики (ВАХ) является одним из важных этапов испытаний трансформаторов тока (ТТ). Вольт-амперная характеристика представляет собой зависимость напряжения одной из вторичных обмоток от тока намагничивания с той же или другой обмотки при ХХ на первичной обмотке ТТ (рис. 1).

ВАХ измеряют в диапазоне от нуля до нескольких кратных току насыщения магнитопровода трансформатора, при этом напряжение на вторичной обмотке не должно превышать 1800 В во избежание повреждения изоляции. Измеренная характеристика сравнивается с типовой характеристикой намагничивания или с характеристиками намагничивания пригодных к использованию ТТ того же типа, что и испытуемый, чаще всего с характеристиками ТТ в других фазах того же соединения.

Основной задачей проектирования ВАХ является определение передаточной характеристики ТТ, позволяющей рассчитать максимально допустимую нагрузку, подключаемую к вторичной обмотке трансформатора. При насыщении магнитопровода ТТ происходит значительное изменение формы сигнала, что может привести к большим ошибкам коэффициента передачи, при этом чем больше ток, тем больше ошибка.

Поэтому при расчете уставок устройств РЗА, подключенных к ТТ, необходимо знать, когда трансформатор работает на линейной части ВАХ (участок аб рис. 1), а когда работает на участке, отклонение из них от линейной превышает 10 % (участок б-в на рис. 1) в момент насыщения магнитопровода. В последней части ВАХ работа трансформатора не рекомендуется.

Таким образом, максимальная нагрузка, подключаемая к вторичной обмотке ТТ, рассчитывается исходя из того, что трансформатор должен работать на линейной части ВАХ.

При снятии вольт-амперной характеристики можно обнаружить наличие короткозамкнутых витков — одного из самых частых повреждений ТТ. Этот тип повреждения можно определить по резкому снижению ВАХ и изменению крутизны. Следует отметить, что при выполнении других проверок, таких как проверка коэффициента трансформации, это не обнаруживается.

Следует выделить ряд требований к испытательному оборудованию, используемому для построения ВАХ трансформаторов:

1. Источник напряжения должен иметь большую мощность.

Чем мощнее источник напряжения при снятии характеристики, тем стабильнее синусоидальное напряжение и тем надежнее результаты.

В приборе РЕТОМ-21 используется мощный источник напряжения У3, способный выдавать напряжение до 500 В мощностью до 3 кВА. С помощью этого источника можно проверить ТТ на напряжения от 0,4 до 35 кВ с напряжением насыщения магнитопровода до 500 В. Управление источником осуществляется с помощью ЛАТР из качественных материалов, что позволяет добиться минимальной возможное искажение формы сигнала.

В 2010 году научно-производственное предприятие «Динамика» приступило к серийному производству блока РЭТ-ВАК-2000, пришедшего на смену ранее выпускавшемуся блоку РЭТ-ВАК. Новый прибор значительно расширил возможности прибора РЕТОМ-21. С его помощью можно принимать напряжение до 2000 В. Мощность, которую способен передавать прибор, составляет 2 кВА, что позволяет подавать синусоидальный сигнал на трансформаторы тока на напряжение до 750 кВ.

При этом следует учитывать, что собственное насыщение внутреннего трансформатора прибора РЭТ-ВАХ-2000 происходит при напряжении 2100 В. Это означает, что выходной сигнал не искажается во всем диапазоне рабочих напряжений от Устройство. Эта особенность ПЭТ-ВАК-2000 исключает возникновение дополнительных ошибок при построении ВАХ.

2. Счетчик должен реагировать на среднеквадратичные значения тока и напряжения.

При снятии ВАХ в области насыщения магнитопровода трансформатора формы сигналов напряжения и тока искажаются. Если прибор в таких условиях использовать как измеритель, реагирующий на среднее выпрямленное значение входных параметров, то получается завышение ВАХ из-за влияния формы сигнала на точность показаний. Устройства, реагирующие на среднеквадратические значения (True RMS), лишены таких недостатков.

Прибор РЕТОМ-21 имеет возможность измерения среднеквадратических (True RMS), средних выпрямленных и амплитудных значений токов и напряжений. Это позволяет строить ВАХ трансформаторов без дополнительных погрешностей, которые могут возникнуть из-за несинусоидальности измеряемого параметра.

В приборе предусмотрена возможность пересчета токов и напряжений с учетом коэффициента трансформации прибора РЭТ-ВАХ-2000, что позволяет отображать на экране счетчика реальное напряжение и ток, поступающие на обмотку трансформатора.

3. Снятие ВАХ не должно влиять на дальнейшую работу ТТ.

Если подача напряжения прекращается в точке синусоиды, отличной от нуля, при снятой ВАХ ТТ на магнитопроводе трансформатора может появиться остаточная намагниченность.

Наличие остаточной намагниченности может привести к некорректной работе трансформатора при последующей подаче тока.

Вывод сигналов в приборе РЕТОМ-21 выполнен таким образом, что источник напряжения прибора РЕТОМ-21 отключается при переходе синусоиды входного напряжения через ноль, что в свою очередь исключает возможность остаточной намагниченность.

Определение однополярных выводов первичной и вторичной обмоток

Прибор РЕТОМ-21 можно использовать для определения полярности обмоток трансформатора. В начале испытания необходимо собрать схему.

Первичная обмотка трансформатора питается током от источника I5, вторичная обмотка подключается к внешнему амперметру, встроенному в блок. С помощью фазометра определяют угол между токами первичной и вторичной обмоток. Если угол между этими двумя токами близок к нулю, выбирают однополярные обмотки, если угол близок к 180 градусам, выбирают биполярные обмотки. Для проверки полярности обмоток малых ТТ можно также использовать вольтметр РЕТОМЕТР-М2.

Проверка коэффициента трансформации ТТ

В зависимости от класса трансформатора коэффициент трансформации может быть измерен либо с помощью выхода У5 (максимальный ток до 750 А) блока РЕТОМ-21.

либо с помощью трансформатора тока ПЭТ-3000, подключенного к источнику У6. В этом случае для измерения первичного тока используется прибор РЭТ-ДТ, способный измерять токи до 30 кА.

Испытание электрической прочности и сопротивления изоляции

Испытания электрической прочности и сопротивления изоляции можно проводить с помощью прибора РЕТОМ-6000, вырабатывающего постоянное и переменное напряжение до 6 кВ.

Этот прибор обеспечивает возможность измерения токов утечки, омического сопротивления изоляции, а также построения ВАХ трансформаторов тока.

Таким образом, комплекс РЕТОМ-21 позволяет проводить полное испытание трансформаторов тока, что дает ряд преимуществ:

– сокращение трудозатрат и времени на осмотры;

— возможность проверки любого ТТ;

– возможность проверки ТТ без применения дополнительного вспомогательного оборудования;

Классификация

Семейство трансформаторов тока классифицируется по нескольким критериям.

1. По предварительной записи:
   • защитный;
2. линии измерительных трансформаторов тока;
3. промежуточные (используются для выравнивания токов в системах дифференциальной защиты);
4. лаборатория.
5. По способу установки:
   • наружная, применяемая в коммутационном оборудовании наружной установки;
6. внутренний (находится в ЗРУ);
7. часть;
8. накладные (часто сочетаются с вкладышами);
9. портативный.

• Классификация по типу первичной обмотки: многовитковые, включающие в себя витковые конструкции, и трансформаторные, с обмотками в виде петель;

• одиночные качели;
• палуба.

По значению номинальных напряжений:

• До 1 кВ;
• Выше 1 кВ.

Трансформаторы тока можно классифицировать по другим признакам, например по типу изоляции или по количеству ступеней преобразования.

Расшифровка маркировки

Каждому типу трансформатора присвоены буквенно-цифровые символы, по которым можно определить основные параметры:

• Т — трансформатор тока;
• П — буква, указывающая на то, что перед нами проходной трансформатор. Отсутствие буквы Р указывает на принадлежность устройства к классу эталонных ТТ;
• Б — указывает на то, что трансформатор встроен в конструкцию масляного выключателя или в механизм другого устройства;
• VT – встроенный в конструкцию силовой трансформатор;
• Л — со смоляной (литой) изоляцией;
• ФЗ — агрегат в фарфоровом футляре. Тип звена первичной обмотки;
• Ф — с надежной фарфоровой изоляцией;
• Ш — шины;
• О — одновитковый;
• М — маленький;
• К — колесо;
• 3 — используется для защиты от последствий замыкания на землю;
• У — усиленный;
• Н — для наружной установки;
• Р — с сердечником, предназначенным для релейной защиты;
• Д — со вторичной обмоткой, предназначенной для подачи тока на устройства дифференциальной защиты;
• М — маслонаполненный. Используется для наружной установки.

1. Номинальное напряжение (в кВ) указывается буквенными символами (первая цифра).
2. Цифры во всей дроби указывают на классы точности ядер. Некоторые производители вместо цифр проставляют буквы R или D.
3. следующие две цифры «через дробь» обозначают параметры первичного и вторичного токов;
4. после расстановки знака дроби — код варианта конструкции;
5. буквы после кода варианта исполнения указывают на тип климатического исполнения;
6. число в последней позиции — это категория размещения.

УСТРОЙСТВО ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Основными компонентами трансформатора являются сердечник и обмотки. Сердечники трансформаторов бывают двух видов — бронированные и стержневые. Соленоидные схемы применяются для работы с низкочастотными напряжениями, в том числе 50 Гц. В свою очередь, они делятся на:

• Ш-образный;
• U-образный;
• тороидальный.

Для изготовления сердечника используется специальное трансформаторное железо. Параметры трансформатора, такие как ток холостого хода (ТХС) и КПД, во многом зависят от качества железа. Сердечник набирается из тонких железных пластин, изолированных друг от друга слоем оксида или лака. Это сделано для уменьшения потерь в сердечнике из-за вихревых токов.

Как Ш-образные, так и П-образные сердечники могут быть собраны из отдельных пластин, а могут быть использованы готовые половинки, изготовленные из непрерывных железных лент, намотанных на специальную оправку, склеенных и разрезанных на две части — скрученные сердечники. Такие ядра называются ПЛ.

Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки:

Сложенные ядра. Их чаще всего используют для сборки магнитопровода произвольного сечения, которое ограничено только шириной пластин. Следует учитывать, что лучшими параметрами обладают трансформаторы с сечением сердечника, близким к квадратному.

Недостатки — необходимость плотной обтяжки, повышенное магнитное поле рассеяния на трансформаторе и низкий коэффициент заполнения окна катушки (фактическая площадь металла в сердечнике меньше геометрических размеров из-за неплотного прилегания пластин).

Скрученный. Собирать их еще проще, так как весь сердечник состоит из двух частей для П-образного магнитопровода и четырех для Ш-образного. Характеристики намного лучше, чем у наборного магнитопровода. Недостатки — контактные поверхности должны иметь минимальный зазор во избежание ослабления магнитного поля.

При ударе пластины на половинках часто отслаиваются и их очень сложно совместить для плотного прилегания. Существует только определенный диапазон размеров магнитопроводов.

Тороидальный. Представляют собой кольцо скрученное из ленты трансформаторного железа.Имеют лучшие свойства из всех типов сердечников,минимальные ТТХ и практически полное отсутствие магнитного поля рассеяния.

Главный недостаток — сложность намотки, особенно проводов большого диаметра.

Классический трансформатор имеет одну первичную обмотку и одну или несколько вторичных обмоток. Обмотки изолированы друг от друга, чтобы исключить возможность запутывания. Как первичная, так и вторичная обмотки могут быть отведены.

В Ш-образных трансформаторах все обмотки наматываются на центральный полюс, а в П-образных трансформаторах первичная обмотка может располагаться на одном полюсе, а вторичная — на другом. Чаще обмотки делят надвое и наматывают на оба стержня. Затем обе половины обмоток соединяются последовательно.

Эта обмотка улучшает характеристики трансформатора и уменьшает количество провода для обмоток.

Схемы подключения

Первичные обмотки трансформаторов тока включены в цепь последовательно. Вторичные катушки предназначены для подключения к измерительным приборам или используются системами релейной защиты.

Выходы средств измерений и устройств релейной защиты включены во вторичную цепь. Для обеспечения безопасности сердечник магнитопровода и один из выводов вторичной катушки должны быть заземлены.

При подключении трехфазных счетчиков в сетях с изолированной нейтралью обмотки трансформатора соединяют по схеме «Неполная звезда». При наличии нулевого провода используется полная схема звезды.

Клеммы трансформатора имеют маркировку. Обозначения L1 и L2 используются для первичной обмотки, а I1 и I2 для вторичной. При подключении измерительных приборов соблюдайте полярность обмоток.

Схема «неполная звезда» используется для двухфазного подключения.

В дифференциальной защите силовых трансформаторов обмотки соединены треугольником.

Основные схемы подключения:

Основные схемы подключения

• В сетях с глухозаземленной нейтралью к каждой фазе подключается ТТ. Соединение обмоток трансформатора — полная звезда.
• Подключение по схеме для неполной звезды. Используется в сетях с изолированными нулевыми точками.
• Узор восьмерка. Распределители загружаются симметрично в случае трехфазного короткого замыкания.
• Подключение ТТ в фильтре тока нулевой последовательности. Используется для защиты номинальной нагрузки от короткого замыкания на землю.

Прямой метод проверки

Прямая проверка является наиболее проверенным методом, также называемым проверкой цепи под нагрузкой.

Для выполнения следует использовать обычную схему включения трансформатора в цепи первичного и вторичного оборудования, либо собрать для проверки новую схему, где через первичную обмотку трансформатора и измеряется во вторичной обмотке.

Числовое значение измеренного первичного тока необходимо разделить на числовое значение измеренного вторичного тока. Полученное значение и будет коэффициентом трансформации, который будет сравниваться с проходным значением, что позволит судить об исправности трансформатора.

Трансформатор тока может содержать не одну, а несколько вторичных обмоток. Перед испытанием все обмотки должны быть надежно соединены с нагрузкой или закорочены. В противном случае в разомкнутой вторичной обмотке при возникновении тока в первичной обмотке возникнет напряжение в несколько кВ, что опасно для жизни человека и может привести к повреждению оборудования.

Магнитопроводы большинства высоковольтных трансформаторов тока должны быть заземлены. Для этого в их конструкции предусмотрена специальная клемма, которая маркируется буквой «З”.

На практике очень часто существуют ограничения на испытания трансформаторов под нагрузкой, что связано с особенностями эксплуатации и безопасностью испытаний. В связи с этим часто используются другие методы проверки.

Технические параметры

Очень важным свойством трансформатора тока является класс точности. Этот параметр характеризует погрешность измерения, то есть показывает, насколько номинальный (идеальный) коэффициент трансформации отличается от реального.

Коэффициент трансформации

Так как в реальном коэффициенте трансформации есть фазовая и квадратурная составляющие, то значения коэффициента всегда будут отклоняться от номинального. Разницу (погрешность) необходимо учитывать при измерениях. На результаты измерений также влияют угловые ошибки.

Все ТТ имеют отрицательную погрешность, так как всегда имеют потери от намагничивания и нагрева токовых катушек. Для устранения отрицательного знака погрешности, смещения параметров преобразования в положительную сторону используется коррекция размаха. Поэтому в скорректированных единицах обычная формула для расчетов не работает. Поэтому производители определяют коэффициенты трансформации в таких устройствах опытным путем и указывают их в техпаспорте.

Класс точности

Ошибки тока искажают точность измерения электрического тока. Поэтому к измерительным трансформаторам предъявляются высокие требования по классу точности:

• • 0,1;
  • 0,5;
  • один;

<li>3;

• 10 р.

Трансформатор может находиться в пределах заявленного класса точности только в том случае, если максимальное сопротивление нагрузки не превышает номинального, а ток в первичной цепи не превышает 0,05 — 1,2 номинального тока трансформатора.

Типы измерения

Схематическая диаграмма показаний ВАХ выглядит следующим образом:

Испытания трансформаторов тока регламентируются следующими стандартами:

• ГОСТ-7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия»,
• РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования»,
• РД 153-34.0-35.301-2002 «Инструкция по испытанию трансформаторов тока, применяемых в релейной защите и измерительных цепях»,
• Правила устройства электроустановок.

ГОСТ 7746-2001 1 не предусматривает снятие всего ВАХ в качестве обязательной проверки ТТ, а регламентирует определение тока намагничивания вторичной обмотки, измеряемого при приложении к ней напряжения, определяемого специальным формула.

Согласно п. 9.8 ГОСТ 7746-2001 «Определение тока намагничивания вторичных обмоток» напряжение вторичной обмотки должно измеряться вольтметром с основной погрешностью не менее ±1 % в зависимости от среднего значения напряжения , а показания необходимо умножить на коэффициент формы синусоидального сигнала, равный 1,11. Действующее значение тока намагничивания следует измерять амперметром с классом точности не менее 1%.

Согласно п. 7.4 «Регистрация характеристики намагничивания» РД 34.45-51.300-97 «Область и нормы испытаний электрооборудования» 2 допускается как снятие ВАХ до насыщения (но не более 1800 В), так и снятие 3 контрольные точки.

Измеренная характеристика (контрольные точки) сравнивается с типичной характеристикой намагничивания или характеристикой того же типа исправных ТТ. При этом допускается отличие от значений, измеренных на заводе или от измеренных на исправном ТТ, не более 10%.