Plazer-don.ru

Сварочное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент трансформации тока и примеры его расчетов

Коэффициент трансформации тока и примеры его расчетов

Все трансформаторы тока обладают рядом характеристик, которые позволяют использовать устройство в той или иной ситуации в зависимости от индивидуальных целей. Выбор конкретного трансформирующего прибора обусловлен в том числе и коэффициентом трансформатора тока. Как рассчитать эту величину и применить ее на практике? Рассмотрим основные виды трансформаторов этого типа.

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

До определения номинальных параметров и их проверки на различные условия, необходимо выбрать тип ТТ, его схему и вариант исполнения. Общими, в любом случае, будут номинальные параметры. Разниться будут некоторые критерии выбора, о которых ниже.

1. Номинальное рабочее напряжение ТТ. Данная величина должна быть больше или равна номинальному напряжению электроустановки, где требуется установить трансформатор тока. Выбирается из стандартного ряда, кВ: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750.

2. Далее, перед нами встает вопрос выбора первичного тока ТТ. Величина данного тока должна быть больше значения номинального тока электрооборудования, где монтируется ТТ, но с учетом перегрузочной способности.

Приведем пример из книги. Допустим у статора ТГ ток рабочий 5600А. Но мы не можем взять ТТ на 6000А, так как турбогенератор может работать с перегрузкой в 10%. Значит ток на генераторе будет 5600+560=6160. А это значение мы не замерим через ТТ на 6000А.

Выходит необходимо будет взять следующее значение из ряда токов по ГОСТу. Приведу этот ряд: 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000, 25000, 28000, 30000, 32000, 35000, 40000. После 6000 идет 8000. Однако, некоторое электрооборудование не допускает работу с перегрузкой. И для него величина тока будет равна номинальному току.

Но на этом выбор первичного тока не заканчивается, так как дальше идет проверка на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях.

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

Формула проверки первичного тока ТТ на термическую устойчивость

Данная проверка показывает, что ТТ выдержит определенную величину тока КЗ (IТ) на протяжении определенного промежутка времени (tt), и при этом температура ТТ не превысит допустимых норм. Или говоря короче, тепловое воздействие тока короткого замыкания.

iуд — ударный ток короткого замыкания

kу — ударный коэффициент, равный отношению ударного тока КЗ iуд к амплитуде периодической составляющей. При к.з. в установках выше 1кВ ударный коэффициент равен 1,8; при к.з. в ЭУ до 1кВ и некоторых других случаях — 1,3.

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

Формула проверки первичного тока ТТ на динамическую устойчивость

В данной проверке мы исследуем процесс, когда от большого тока короткого замыкания происходит динамический удар, который может вывести из строя ТТ.

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

выбор первичного тока трансформатора тока по термической и электродинамической устойчивости

3. Третьим пунктом у нас будет проверка трансформатора тока по мощности вторичной нагрузки. Здесь важно, чтобы выполнялось условие Sном>=Sнагр. То есть номинальная вторичная мощность ТТ должна быть больше расчетной вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка представляет собой сумму сопротивлений включенных последовательно приборов, реле, проводов и контактов умноженную на квадрат тока вторичной обмотки ТТ (5, 2 или 1А, в зависимости от типа).

Величину данного сопротивления можно определить теоретически, или же, если установка действующая, замерить сопротивление методом вольтметра-амперметра, или имеющимся омметром.

Читайте так же:
Отзыв счетчик нева мт 113

Сопротивление приборов (амперметров, вольтметров), реле (РТ-40 или современных), счетчиков можно выцепить из паспортов, которые поставляются с новым оборудованием, или же в интернете на сайте завода. Если в паспорте указано не сопротивление, а мощность, то на помощь придет известный факт — полное сопротивление реле равно потребляемой мощности деленной на квадрат тока, при котором задана мощность.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

Не всегда приборы подключены последовательно и это может вызвать трудности при определении величины вторичной нагрузки. Ниже на рисунке приведены варианты подключения нескольких трансформаторов тока и значение Zнагр при разных видах коротких замыканий (1ф, 2ф, 3ф — однофазное, двухфазное, трехфазное).

формулы определения сопротивления по низкой стороне ТТ при различных схемах подключения

zр — сопротивление реле

rпер — переходное сопротивление контактов

rпр — сопротивление проводов определяется как длина отнесенная на произведение удельной проводимости и сечения провода. Удельная проводимость меди — 57, алюминия — 34,5.

Кроме вышеописанных существуют дополнительные требования для ТТ РЗА и цепей учета — проверка на соблюдение ПУЭ и ГОСТа.

Выбор ТТ для релейной защиты

Трансформаторы тока для цепей релейной защиты исполняются с классами точности 5Р и 10Р. Должно выполняться требование, что погрешность ТТ (токовая или полная) не должна превышать 10%. Для отдельных видов защит эти десять процентов должны обеспечиваться вплоть до максимальных токов короткого замыкания. В отдельных случаях погрешность может быть больше 10% и специальными мероприятиями необходимо обеспечить правильное срабатывание защит. Подробнее в ПУЭ вашего региона и справочниках. Эта тема имеет множество нюансов и уточнений. Требования ГОСТа приведены в таблице:

значения погрешностей ТТ для цепей РЗА по ГОСТ-7746-2015

Хоть это и не самые высокие классы точности для нормальных режимов, но они и не должны быть такими, потому что РЗА работает в аварийных ситуациях, и задача релейки определить эту аварию (снижение напряжения, увеличение или уменьшение тока, частоты) и предотвратить — а для этого необходимо уметь измерить значение вне рабочего диапазона.

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

К цепям учета подключаются трансформаторы тока класса не выше 0,5(S). Это обеспечивает бОльшую точность измерений. Однако, при возмущениях и авариях осциллограммы с цепей счетчиков могут показывать некорректные графики токов, напряжений (честное слово). Но это не страшно, так как эти аварии длятся недолго. Опаснее, если не соблюсти класс точности в цепях коммерческого учета, тогда за год набежит такая финансовая погрешность, что “мама не горюй”.

ТТ для учета могут иметь завышенные коэффициенты трансформации, но есть уточнение: при максимальной загрузке присоединения, вторичный ток трансформатора тока должен быть не менее 40% от максимального тока счетчика, а при минимальной — не менее 5%. Это требование п.1.5.17 ПУЭ7 допускается при завышенном коэффициенте трансформации. И уже на этом этапе можно запутаться, посчитав это требование как обязательное при проверке.

По требованиям же ГОСТ значение вторичной нагрузки для классов точности до единицы включительно должно находиться в диапазоне 25-100% от номинального значения.

Диапазоны по первичному и вторичному токам для разных классов точности должны соответствовать данным таблицы ниже:

значения погрешностей ТТ для цепей учета и измерения по ГОСТ-7746-2015

Исходя из вышеописанного можно составить таблицу для выбора коэффициента ТТ по мощности. Однако, если с вторичкой требования почти везде 25-100, то по первичке проверка может быть от 1% первичного тока до пяти, плюс проверка погрешностей. Поэтому тут одной таблицей сыт не будешь.

Читайте так же:
Собираем счетчик гейгера сами

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

предварительная таблица выбора ТТ по мощности

Пройдемся по столбцам: первый столбец это возможная полная мощность нагрузки в кВА (от 5 до 1000). Затем идут три столбца значений токов, соответствующих этим мощностям для трех классов напряжений — 0,4; 6,3; 10,5. И последние три столбца — это разброс возможных коэффициентов трансформаторов тока. Данные коэффициенты проверены по следующим условиям:

  • при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
  • при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Я рекомендую, если Вы расчетчик или студент, сделать свою табличку. А если Вы попали сюда случайно, то за Вас эти расчеты должны делать такие как мы — инженеры, электрики =)

К сведению тех, кто варится в теме. В последнее время заводы-изготовители предлагают следующую услугу: вы рассчитываете необходимые вам параметра тт, а они по этим параметрам создают модель и производят. Это выгодно, когда при выборе приходится варьировать коэффициент трансформации, длину проводов, что приводит и к удорожанию схемы и увеличению погрешностей. Некоторые изготовители даже пишут, что не сильно и дороже выходит, чем просто серийное производство, но выигрыш очевиден. Интересно, может кто сталкивался с подобным на практике.

Вот так выглядят основные моменты выбора трансформаторов тока. После выбора и монтажа, перед включением, наступает самый ответственный момент, а именно пусковые испытания и измерения.

Как выбрать трансформатор тока по коэффициенту трансформации? ↑

При выборе такого типа трансформаторных устройств существует ряд определенных ограничений и правил установки дополнительного оборудования. Так, например, установка трансформатора тока, который имеет завышенный Кт, не желательна. При повышенном коэффициенте допускается установка приборов учета непосредственно на приемном вводе. Если же речь о силовых приборах трансформации, то счетчики следует монтировать со стороны напряжения с самым низким значением.

Сегодня на рынке самыми популярными являются именно трансформаторы с одним КТ, так как этот показатель у устройства гарантированно не меняется на протяжении всего времени эксплуатации.

Инженерный имеет все необходимые инструменты для качественного проведения испытания машин постоянного тока, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории «ПрофЭнергия» вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!

Если хотите заказать испытания машин постоянного тока или задать вопрос, звоните по телефону.

Расчет минимального и максимального значения коэффициента трансформации

Для расчета номинала трансфоррматора тока необходимо знать диапазон рабочих токов в первичной обмотке трансформатора.

Минимальный коэффициент трансформации ТТ рассчитывается, исходя измаксимального рабочего тока в линии. Максимальный рабочий ток можно вычислить, исходя из общей мощности потребителей электроэнергии, находящихся в одной сети. Но производить эти вычисления нет необходимости, так как все расчеты уже были проделаны ранее при проектировании трансформаторной подстанции. Как правило, номинал силового трансформатора выбран таким, чтобы регулярная нагрузка не превышала номинальную мощность трансформатора, а кратковременная пиковая нагрузка превышала мощность трансформатора не более, чем на 40%.

Нужно различать полную мощность (измеряется в кВА) и полезную мощность (измеряется в кВт). Полная мощность связана с полезной через коэффициент мощности, характеризующий реактивные потери в сети. Больше информации по теме можно получить на другой странице нашего сайта.

Поделив потребляемую мощность на номинальное напряжение сети и уменьшив полученное значение на корень из 3, получим максимальный рабочий ток. Отношение максимального рабочего тока к номинальному току счетчика электроэнергии и даст искомый минимальный коэффициент трансформации.

Читайте так же:
Можно счетчики вертикально монтировать

Например, для подстанции мощностью 250 кВА при номинальном напряжении сети 10 кВ максимальный рабочий ток составит около 15 А. Поскольку кратковременный максимальный рабочий ток может достигать 20 А, то минимальный номинал трансформатора тока лучше взять с небольшим запасом — 20/5.

Максимальный коэффициент трансфортмации ТТ определим, умножив минимальный коэффициент трансформации на отношение уровеня рабочего тока (в процентах от максимального) к уровеню тока во вторичной обмотке трансформатора (также в процентах от максимального).

Например, минимальный коэффициент трансформации — 15/5, расчетный уровень рабочего тока — 25% от максимального, ток во вторичной обмотке трансформатора — 10% от номинального тока счетчика. Тогда искомый минимальный номинал ТТ — 15/5 * 25/10, то есть 7,5 или в традиционной записи 37,5/5. Но, поскольку ТТ с таким номиналом не выпускаются, то нужно взять ближайшее значение — 30/5.

Требования, предъявляемые нормативными документами к выбору коэффициента трансформации измерительных трансформаторов тока, оставляют очень мало места для маневра, позволяя выбрать трансформатор только из двух-трех близких номналов

Отгрузка оборудования на космодром «Восточный»

Космическая отрасль России развивается бурными темпами и требует большого количества инновационного оборудования, в том числе, электротехнического.

ООО «Тяжмаштрейд» выполнило заказ Центра эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры космодрома «Восточный» на поставку комплектующих для выключателей нагрузки.

Поставки электрооборудования в Монголию

С 2014 года компания «Тяжмаштрейд» поставляет электротехническое оборудование промышленного назначения в страны Евразийского Экономического Союза (ЕАЭС) — Белоруссию, Казахстан, Киргизию, Узбекистан.

В 2021 году наша компания начала экспортные поставки оборудования в другие страны мира. В этом году отгружены конденсаторные установки и разъединители в Монголию.

Начато производство разъединителей РЛК-20 кВ

К идее производства линейных разъединителей на 20 кВ мы обращались неоднократно с 2017 года. Было рассмотрено несколько вариантов конструкций разъединителей: РЛНД-20, РЛР-20, РЛК-20.

В 2020 году мы организовали серийный выпуск линейных разъединителей на номинальное напряжение 20 кВ, остановившись на хорошо зарекомендовавшей себя конструкции качающегося типа РЛК-20.

Отгрузка нового реклоузера 35 кВ OSM38 в Новосибирск

Реклоузеры OSM38 на напряжение 35 кВ пока только завоевывают российский рынок, в отличие от реклоузеров OSM15 на 10 кВ, которые уже широко распространены во всех регионах нашей страны.

Поэтому отгрузка покупателям каждой новой партии реклоузеров на 35 кВ представляет для нас радостное событие. Вместе с другим оборудованием реклоузер отправится из Новосибирска осваивать Дальний Восток.

Измерительные ТТ и ТН

Трансформаторные устройства, регулируя величины напряжения и тока, обеспечивают стабильность энергетической системы. Кроме подачи электропитания требуемых параметров на приборы и оборудование, трансформаторы «помогают» проводить измерения параметров сети с большими значениями напряжения и тока для определения с высокой точностью их номинальных показателей. Назначение измерительных трансформаторов состоит в следующем:

  • отделение цепи измерительных устройств (амперметров, вольтметров, электросчетчиков и других приборов) или систем релейной защиты от сети с высоким напряжением или током;
  • преобразование высоковольтного напряжения или мощного тока до величин, удобных для измерений стандартными приборами;
  • получение максимально точного правильного результата измерений.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения считаются вспомогательными приборами и используются совместно со средствами измерения и реле в сетях переменного тока. Если невозможно напрямую подключиться измерительными приборами в высоковольтную сеть, то здесь будет нужен трансформатор тока. Средства измерения подключаются к его вторичной обмотке и получают все необходимые данные по замеряемому параметру.

Читайте так же:
Как подключить розетку помимо счетчика

На рис. ниже показан измерительный трансформатор тока модели ТПЛ-СЭЩ 10 кВ номинальным напряжением 10 кВ, который предназначен для работы с номинальным первичным током в диапазоне от 10 до 2000 А при номинальном вторичном токе в 5 А.

Измерительный трансформатор тока ТПЛ-СЭЩ 10 кВ

Измерительный трансформатор тока ТПЛ-СЭЩ 10 кВ

Выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ

Выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ

При заполнении опросного листа выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ (пункта коммерческого учета) выполняется по нескольким параметрам:

  • номиналу (номинальному току первичной обмотки);
  • требуемому классу точности.

Рассмотрим подробнее условия выбора такого трансформатора, предназначающегося для подключения счетчика электроэнергии к высоковольтным линиям электропередач.

Выбор трансформатора по номиналу

При выборе измерительного трансформатора следует указать в амперах требуемый номинальный ток (номинал) его первичной обмотки. Эта величина определяется действующим значением тока в линии передач, к которой присоединяется пункт, при ее работе в аварийном режиме (когда присоединенный трансформатор работает с максимальной перегрузкой). Номинал выбранного трансформатора должен превышать значения этого тока. В опросном листе предоставлены дискретные значения этого тока (от 5 до 400 А).

Номинальный ток (номинал) вторичной обмотки трансформаторов тока, устанавливаемого в пункты учета электроэнергии составляет 5 А, в независимости от номинального значения тока первичной обмотки.

После выбора номинала первичной обмотки обязательно выполняется расчетная проверка коэффициента трансформации. Он не должен быть завышен (т.е. при 25%-ной нагрузке трансформатора, работающего в нормальном режиме, ток во вторичной обмотке устройства не должен быть менее 10% от номинального значения (5*10/100=0,5 А)).

Выбор по требуемому классу точности

В соответствии с действующими нормативными требованиями для осуществления коммерческого учета потребления электрической энергии, класс точности установленных трансформаторов тока должен равняться 0,2 или 0,5. Для внедрения пункта учета в автоматизированные системы учета электроэнергии и коммерческого учета потребления электроэнергии в воздушных линиях электропередач напряжением 220 кВ и выше, должны применяться трансформаторы тока с классом точности не хуже 0,2S. Индекс S означает, что погрешность измерительного трансформатора нормируется (сохраняется), начиная уже с 1%-го значения номинального тока первичной обмотки, а проверка изделия изготовителем выполнялась в пяти точках (при пяти величинах тока обмотки в диапазоне 1-120% от номинального). Трансформаторы без этого индекса проверяются только по четырем точкам (от 5% до 120% величины номинального тока).

Выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ с таким классом точностью измерения позволяет минимизировать недоучет потребленной электроэнергии при небольших загрузках измерительного трансформатора, что заметно сокращает коммерческие потери в энергосистемах.

Количество трансформаторов

Требуемое для подключения пункта учёта к линии электропередачи количество измерительных трансформаторов определяется выбранной после технического и экономического расчета схемой измерения, которая зависит от индивидуальных параметров сети: способа заземления, симметрии ее нагрузки. Выбор схемы также выполняется при заполнении опросного листа.

Схемы подключения

Для нормального функционирования приборов учета требуется снижение тока до удобных для измерения значений, которое обеспечивают трансформаторы тока (ТТ). Они позволяют избежать сгорания токовой катушки и поломки прибора при высоких токах в измеряемой цепи. ТТ представляет собой магнитопровод с обмотками:

  • первичной — последовательно подключается к измеряемой силовой цепи. Выполняется с большим сечением (чаще всего в виде проходной шины) и витками, меньшими по количеству, чем у вторичной;
  • вторичной — подсоединяется к токовой катушке счетчика.

Коэффициент трансформации — это и есть отношение тока первичной обмотки к вторичной. Кроме его преобразования до допустимых значений, также происходит гальваническое разделение измерительных и первичных цепей.

Читайте так же:
Счетчик банкнот leader 2000

Выбор схемы подключения обуславливает надежность работы всей измерительной системы. Необходимо обратить внимание на следующее:

  • нельзя включать счетчик через трансформаторы тока, если он предназначен для прямого подключения в электрическую сеть;
  • без испытательной коробки: сначала подробно анализируют схему и обозначают для нее модель трансформатора, точно соответствующую по мощности и току;
  • нужно обязательно осмотреть порядок расположения контактов, к которым будет подсоединяться трехфазный счетчик.

Выбор трансформатора тока для счетчика ПКУ

Сначала рассмотрим, как происходит подключение по совмещенной схеме. Сразу оговоримся, что она имеет недостатки. К ним относят довольно большую погрешность измерения потребляемой мощности, а также с помощью нее нельзя определить пробои в обмотках трансформатора.

  • Чтобы подключить к счетчику токовый провод и один конец катушки напряжения трансформатора, необходим Контакт 1.
  • Для подключения нагрузки к указанной фазной линии требуется Клемма 2.
  • Для подсоединения второго конца обмотки напряжения используют Контакт 3.

Вторая фаза «В» подключается аналогичным образом с помощью клемм К4, К5 и К6, а также фаза «С» с контактами К7, К8, К9. Поскольку клемма К10 нулевая, то относительно нее на К1, К4 и К7 счетчика поступают фазные напряжения со следующими тремя обозначениями: «А», «В» и «С».

Теперь рассмотрим, как работает более простая схема совмещенного подсоединения вторичных токовых цепей.

➢ Фазные провода от сетевого автомата и вторую клемму фазного напряжения подключают к токовому контакту счетчика.

➢ Фазный ввод катушки должен одновременно стать выходом первичной обмотки трансформатора. Потом он подключается через распределительные цепи к нагрузке.

➢ По одной из фаз к первому контакту токовой катушки счетчика подсоединяют начало вторичной трансформаторной обмотки.

➢ С концом токовой обмотки подключенного счетного механизма соединяют конец вторичной трансформаторной катушки.

Все остальные фазы подсоединяются точно таким же способом. Правила устройства электроустановок регламентируют соединение и заземление вторичных обмоток счетчика. Их выполняют по схеме «звезда».

При подключении через трансформаторный ток основное — это правильно выбрать его тип. Все фазные напряжения, подключаемые к счетчику, должны следовать установленному алгоритму, контролируемому фазометром. В расчет берут следующие показатели: максимально допустимое токовое значение во вторичной обмотке не должно превышать 40% от номинального, а минимальное — 5%.

Как проходит установка трансформатора тока для счетчика

Время проведения работ может варьироваться — от 40 минут до нескольких часов. Это зависит от сложности замены трансформатора, стесненности условий и многого другого. При этом следует понимать, что процедура подразумевает отключение всей электроустановки.

Как выбрать трансформатор?

При выборе трансформатора учитывайте заявленное напряжение устройства — оно не должно быть ниже, чем в электросети. Для трехфазной электросети в 380 В подойдет ТТ с показателем от 0,66 кВ. Однако на оборудование с мощностью свыше 1000 В его ставить нельзя.

Есть и другие правила:

  1. Сечение кабеля для подсоединения трансформатора к цепи вторичной катушки не должно вызывать превышенные потери. Например, для класса с точностью 0,5 максимально возможные растраты – 0,25%.
  2. В системах коммерческого учета ставят оборудование с высокими разрядами точности и минимальной степенью погрешности.
  3. Возможна установка приборов с превышенным КТ. Но только если при максимальной нагрузке напряжение составит меньше половины от теоретически возможного.

Лучше делать акцент на брендовых марках — скажем, Schneider Electric, ABB. Только тогда можно быть уверенным, что цифры из техпаспорта будут соответствовать действительности.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector