Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как подобрать трансформаторы тока для трехфазного счетчика

Как подобрать трансформаторы тока для трехфазного счетчика

Для правильного выбора трансформаторов тока (ТТ) для расчетных счетчиков, нам нужно правильно выбрать коэффициент трансформации трансформатора тока, исходя из того, что расчетная нагрузка присоединения, будет работать в аварийном режиме.

Коэффициент трансформации считается завышенным, если при 25%-ной нагрузке присоединения в нормальном режиме, ток во вторичной обмотке будет меньше 10% от номинального тока подключенного счетчика – 5 А.

Для того, чтобы присоединенные приборы, работали в требуемом классе точности (напоминаю что для счетчиков коммерческого учета класс точности трансформаторов тока должен быть – 0,2; 0,2S; для технического учета – 0,5; 0,5S), необходимо чтобы, подключаемая вторичная нагрузка Zн не превышала номинальной вторичной нагрузки трансформатора тока, для данного класса точности, при этом должно выполняться условие Zн ≤ Zдоп. Подробно это рассмотрено в статье: «Выбор трансформаторов тока на напряжение 6(10) кВ».

Еще одним условием правильности выбора трансформаторов тока, является проверка трансформаторов тока на токовую ΔI и угловую погрешность δ.

Угловая погрешность учитывается только в показаниях счетчиков и ваттметров, и определяется углом δ между векторами I1 и I2.

Токовая погрешность определяется по формуле [Л1, с61]:

  • Kном. – коэффициент трансформации;
  • I1 – ток первичной обмотки ТТ;
  • I2 – ток вторичной обмотки ТТ;

Пример выбора трансформатора тока для установки расчетных счетчиков

Нужно выбрать трансформаторы тока для отходящей линии, питающей трансформатор ТМ-2500/6. Расчетный ток в нормальном режиме составляет – 240,8А, в аварийном режиме, когда трансформатор будет перегружен на 1,2, ток составит – 289А.

Выбираем ТТ с коэффициентом трансформации 300/5.

1. Рассчитываем первичный ток при 25%-ной нагрузке:

2. Рассчитываем вторичный ток при 25%-ной нагрузке:

Как видим, трансформаторы тока выбраны правильно, так как выполняется условие:

Рекомендую при выборе трансформаторов тока к расчетным счетчикам использовать таблицы II.4 – II.5.

Таблица II.5 Технические данные трансформаторов тока

Таблица II.4 Выбор трансформаторов тока

Максимальная расчетная мощность, кВАНапряжение
380 В10,5 кВ
Нагрузка, АКоэффициент трансформации, АНагрузка, АКоэффициент трансформации, А
101620/5
152330/5
203030/5
253840/5
304650/5
355350/5 (75/5)
406175/5
507775/5 (100/5)
6091100/5
70106100/5 (150/5)
80122150/5
90137150/5
100152150/5610/5
125190200/5
150228300/5
160242300/5910/5
1801010/5 (15/5)
200304300/5
240365400/51315/5
2501415/5
300456600/5
320487600/51920/5
400609600/52330/5
5608531000/53240/5
6309601000/53640/5
75011401500/54350/5
100015201500/55875/5

Учитывая необходимость подключения трансформаторов тока для питания измерительных приборов и реле, для которых нужны различные классы точности, высоковольтные трансформаторы тока выполняются с двумя вторичными обмотками.

1. Справочник по расчету электрических сетей. И.Ф. Шаповалов. 1974г.

Счетчики для расчетов за потребляемую электроэнергию между энергоснабжающей организацией и потребителями следует устанавливать на границе раздела сети по балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности между энергоснабжающей организацией и потребителем. Число счетчиков на объекте должно быть минимальным и обосновано принятой схемой электроснабжения объекта и действующими тарифами на электроэнергию для данного потребителя. Расчетные счетчики у арендаторов, находящихся в жилых, общественных и других зданиях и обособленных в административно-хозяйственном отношении, надо устанавливать раздельно для каждого самостоятельного потребителя (организации, домоуправления, ателье, магазина, мастерской, склада и т. д.).

Коэффициент трансформации трансформаторов тока следует выбирать по расчетной присоединяемой нагрузке с учетом работы установки в аварийном режиме. Завышенным по коэффициенту трансформации считается такой трансформатор тока, у которого при 25%-ной расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке будет менее 10% номинального тока счетчика (номинальный ток счетчика — 5 А).

В зависимости от величин сопротивления потребителей вторичной цепи Z 2, Ом, и вторичной нагрузки трансформатора тока S2, ВА, один и тот же трансформатор тока может работать в различных классах точности. Для обеспечения достаточной точности показаний приборов и действия аппаратов защиты, подключенных к трансформатору тока, необходимо, чтобы величина Z2 не выходила за пределы номинальной нагрузки трансформатора тока.

Трансформаторы тока имеют токовые ΔI и угловые погрешности δ . Токовая погрешность, проц., по приведенному соотношению учитывается в показаниях всех приборов:

где kном — номинальный коэффициент трансформации; I1 и I2 — ток соответственно первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Угловая погрешность определяется углом δ между векторами тока I1 и I2 и учитывается только в показаниях счетчиков и ваттметров.

Трансформаторы тока имеют следующие классы точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 10, что соответствует величинам токовых погрешностей, проц. Класс точности трансформаторов тока должен быть для счетчиков коммерческого учета — 0,5; для электроизмерительных приборов— 1; для реле токовых защит — 3; для лабораторных приборов — 0,2.

Пример выбора трансформаторов тока для подключения счетчика.

Расчетный ток присоединения в нормальном режиме — 90 А, в аварийном — 126 А.

Выбирают трансформаторы тока с коэффициентом трансформации n т = 150/5 исходя из нагрузки в аварийном режиме.

Проверка. При 25%-ной нагрузке ток в первичной цепи составляет I1 = ( 90 х 25)/100 = 22,5 А.

Ток во вторичной цепи (при коэффициенте трансформации n т = 150 : 5 = 30) составит

Читайте так же:
Электронный счетчик серии сэо

I 2 = I1/nt = 22 , 5/30 = 0,75 А.

Трансформаторы тока выбраны правильно, так как I 2 > I н счетчика, т. е. 0,75 > 0,5.

Сечение жил проводов или кабелей от трансформаторов тока до счетчиков должно быть не менее: медных — 2,5, алюминиевых — 4 мм2. Максимальное сечение жил проводов и кабелей, которые возможно подключить к клеммам счетчика, не должно превышать 10 мм2.

При выборе трансформаторов тока к расчетным счетчикам рекомендуется использовать данные из ПУЭ (таблица "Выбор трансформаторов тока"). До приборов учета, смонтированных на вводе в целях безопасной установки, проверки и замены счетчиков и трансформаторов тока в электроустановках при наличии двух питающих линий (вводов) и двух распределительных сборок, имеющих коммутационные аппараты для их соединения (секционные рубильники, АВР и др.), до приборов учета, смонтированных на вводе, должны быть установлены отключающие аппараты, а после приборов учета — аппараты, обеспечивающие разрыв цепи со стороны распределительных сборок.

Разновидность устройств

При выборе трансформатора нужно учитывать его место расположение (закрытые или открытые распределительные установки, встраиваемые системы), а также конструктивные особенности исполнения (проходные, шинные, опорные, разъемные).

Проходной ТТ устанавливают в комплексных РУ и используют в качестве проходного изолятора. Опорные используют для установки на ровной поверхности. Шинный ТТ устанавливается непосредственно на токоведущие части. В роли первичной обмотки трансформатора выступает участок шины. Встроенные модели как элемент конструкции, устанавливаются в силовые трансформаторы, масляные выключатели и пр. Разъемные ТТ выполнены разборными для быстрой установки на жилы кабеля, без физического вмешательства в целостность электрических сетей.

Кроме того, разделение также проходит по типу используемой изоляции:

  • литая;
  • пластмассовый корпус;
  • твердая;
  • вязкая компаудная;
  • маслонаполненная;
  • газонаполненная;
  • смешанная масло-бумажная.

И различают по спецификации и сфере применения:

  • коммерческий учет и измерения;
  • защита систем электроснабжения;
  • измерения текущих параметров;
  • контроль и фиксация действующих значений;

Также различаются трансформаторы по напряжению: для электроустановок до 1000 Вольт и выше.

Правила выбора

При выборе трансформатора его напряжение не должно быть меньшим, чем номинальное напряжение счетчика.

U ном ≥ U уст

Аналогично поступаем при выборе ТТ по току, который должен быть равен или больше максимального тока контролируемой установки. С учетом аварийных режимов работы.

I ном ≥ I макс.уст

В ПУЭ описаны правила и нормативные требования к устройствам коммерческого учета счетчиками, а также уделено не мало внимания трансформаторам тока и нормам расчетных мощностей. Детально ознакомится можно в пункте ПУЭ 1.5.1 (Глава 1.5).

Помимо этого существуют следующие правила выбора трансформатора тока для счетчика:

  1. Длина и сечение проводников от ТТ к узлу учета должны обеспечивать минимальную потерю напряжения (не более 0.25% для класса точности 0.5 и 0.5% для трансформаторов точностью 1.0). Для счетчиков, используемых для технического учета, допускается падение напряжения 1.5% от номинального.
  2. Для систем АИИС КУЭ трансформаторы должны иметь высокий класс точности. Для установки в такие системы используют ТТ класса S 0.5S и 0.2S, позволяя увеличить точность учета при минимальных первичных токах.
  3. Для коммерческого учета нужно выбрать класс точности ТТ не более 0.5. При использовании счетчика точностью 2.0 и для технического учета, допускается применение трансформатора класса 1.0.
  4. Выбор ТТ с завышенной трансформацией допускается, если при максимуме тока нагрузки, ток в трансформаторе не меньше 40% от I ном электросчетчика.
  5. При расчете количества потребленной энергии необходимо учитывать коэффициент преобразования.
  6. Расчет параметров ТТ производится в зависимости от сечения проводника и расчетной мощности.

По таблице ниже, согласно получившимся расчетным параметрам выбираем ближайший ТТ:

При заключении договора с энергоснабжающей организацией, в случае когда для производства учета необходима установка трансформаторов тока, для организации узла учета, выдаются технические условия, в которых указано модель узла учета а также тип ТТ, номинал автоматических выключателей место их установки для конкретной организации. В результате самостоятельные расчеты ТТ производить не нужно.

Напоследок советуем читателям https://samelectrik.ru просмотреть полезное видео по теме:

Надеемся, теперь вам стало понятно, как выбрать трансформаторы тока для счетчиков и какие варианты исполнения ТТ бывают. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Трансформаторы тока для электросчетчиков срок поверки

Трансформаторы тока для электросчетчиков срок поверки

+375 (29) 344-13-07 +375 (29) 344-13-03 +375 (29) 344-13-01

Тел./факс: 8 (017) 378-09-08, 8 (017) 378-42-25, 8 (017) 379-19-06

  • Главная
  • Приборы
    • Расходомеры и датчики
    • Регистраторы и измерительные преобразователи
    • Газоанализаторы
      • Газоанализаторы переносные
      • Детекторы утечки газа
      • Газоанализаторы стационарные
      • Электрические цепные тали
      • Ручные цепные тали
      • Рычажные тали
      • Грузоподъемные цепи
      • Тележки и дополнительное оборудование
      • Контроль состояния изоляторов
      • Эндоскопы (бароскопы)
      • Контроль прочности и испытание бетона
      • Динамометры
      • Электронные динамометры АЦД
      • Прогибомеры
      • Испытательное оборудование (машины)
      • Контроль арматуры железобетонных изделий
      • Испытание асфальтобетона, битумов и грунтов
      • Метрологическое оборудование
      • Виброметры и виброанализаторы
      • Толщиномеры
      • Тахометры
      • Влагомеры
      • Измерители плотности тепловых потоков и температуры
      • Магнитометры
      • Весы аналитические
      • Весы лабораторные
      • Микровесы
      • Весы платформенные
      • Весы порционные
      • Копры маятниковые
      • Машины для испытания проволоки
      • Машины для дорожных и строительных материалов
      • Машины для испытания пружин
      • Машины для испытания на трение и износ
      • Машины разрывные
      • Системы для температурных испытаний
      • Светодиодные
      • Галогенные
      • Термометры цифровые
      • Люксметры, яркомеры
      • Измерители температуры и влажности (термогигрометры)
      • Измерители-регистраторы
      • Барометры, дифманометры
      • Анемометры, термоанемометры
      • Пирометры
      • Шумомеры
      • Многофункциональные приборы
      • Комплекты для специалистов
      • Калибраторы
      • Прецизионные мультиметры
      • Установки поверочные
      • Стенды поверки / калибровки
      • Магазины нагрузок
      • Трансформаторы тока измерительные
      • Трансформаторы испытательные
      • Компараторы и источники тока
      • Мегаомметры
      • Измерители сопротивления заземления
      • Измерители петли «фаза-нуль»
      • Измерители параметров устройств защитного отключения (УЗО)
      • Измерители тока короткого замыкания и напряжения прикосновения
      • Многофункциональные измерители параметров электроустановок
      • Микроомметры
      • Омметры
      • Секундомеры
      • Средства релейной защиты и автоматики
      • Устройства проверки релейной защиты и автоматики
      • Испытания жидких диэлектриков
      • Испытание оболочек кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена
      • Измерители тока утечки под высоким напряжением
      • Установки для прожига (дожига) дефектной изоляции кабелей
      • Испытания изоляции кабелей и оборудования
      • Испытания средств защиты (СИЗ) от поражения электрическим током
      • СНЧ установки HVA — испытание кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена
      • Приборы и системы для измерения ЧР в изоляции
      • Диагностика коммутационного оборудования
      • Указатели напряжения высоковольтные (свыше 1000 В)
      • Инструмент
      • Диэлектрические боты, галоши, перчатки, коврики
      • Диагностические
        • Testo
        • Fluke
        • Flir
        • Dali
        • Указатели чередования фаз
        • Тестеры
        • Указатели напряжения низковольтные (до 1000 В)
        • Измерители КСВН и анализаторы цепей
        • Индикатор работоспособности схем учета
        • Лаборатории высоковольтные метрологические
        • Устройство механического прокола кабеля
        • Датчики измерения постоянного и переменного тока
        • Учет природного, технических, попутных, газовых конденсатов и ШФЛУ
          • Тепловычислители
          • Корректоры
          • Адаптеры для средств учета
          • Оборудование для поверки корректоров и тепловычеслителей
          • Приборы для измерения твердости комбинированные
          • Приборы для измерения твердости по методу Бринелля
          • Приборы для измерения твердости по методу Роквелла
          • Приборы для измерения твердости по методу Виккерса
          • Приборы для измерения твердости по методу Кенинга
          • Приборы для измерения твердости по методу Шора
          • Меры твёрдости
          • Специальные решения для подстанций с переменным оперативным током
          • Защита и автоматика силовых трансформаторов и автотрансформаторов
          • Защиты шин и ошиновок
          • Основные защиты линий 110-220 кВ
          • Резервные защиты и АУВ присоединений 110-220 кВ
          • Защита и автоматика присоединений 6-35 кВ
          • Защита индуктивных ТН 110-500 кВ
          • Противоаварийная автоматика
          • Оперативная блокировка
          • Центральная сигнализация
          • Защита и автоматика станционного оборудования
          • Защита и автоматика секционирующих пунктов
          • Защита и автоматика железных дорог и метрополитена
          • Защита и автоматика вводов собственных нужд 0,4 кВ
          • Устройства для систем постоянного оперативного тока
          • Дуговая защита
          • Комбинированные блоки питания
          • Простые реле, индикаторы, блоки конденсаторов и устройства сопряжения
          • Мультиметры
          • Токовые клещи
          • Измерительные щупы для приборов
          • Appa
          • Dali
          • KITO
          • Metrel
          • Multicon
          • Testo AG
          • VICTOR (YITENSEN)
          • Flir System
          • Fluke
          • АКИП
          • Ангстрем
          • АРТГАЗ
          • БрисЭНЕРГО
          • Вибро-Центр
          • Димрус
          • Динамика
          • Логотех
          • Марс-Энерго
          • Медрентех
          • МЕГОММЕТР
          • Молния-Белгород
          • ОЛТЕСТ
          • ПК Высоковольтные технологии
          • Радио-Сервис
          • РАДИУС
          • РАДИУС Автоматика
          • Связьприбор
          • Стройприбор
          • СТЭЛЛ
          • ТАЙПИТ-ИП
          • ТЕТРА
          • ТКА
          • Харьковэнергоприбор
          • Челэнергоприбор
          • Экотон
          • ЭлМетро-Инжиниринг
          • Элтес
          • Энергоспецтехника
          • Эрстед
          • Высоковольтные испытания
          • Гидравлические испытания систем отопления
          • Обслуживание трансформаторных подстанций
          • Поверка оборудования
          • Поиск и устранение повреждения кабеля
          • Электрофизические измерения (ЭФИ)
          • Испытание диэлектриков и средств защиты
          • Дилерские сертификаты
          • Отзывы
          • О компании
          • Вакансии
          • Контакты

          Наши услуги

          • Высоковольтные испытания электрооборудования

          Популярные товары

          • Устройство проверки автоматических выключателей Сатурн-М2

          Замена трансформаторов тока и электросчетчиков

          Периодичность проверки прибора учета указывается в его инструкции по эксплуатации. При соблюдении нормативных процедур, при проверке трансформаторов тока выполняются следующие мероприятия:

          • Измерительные работы по регламентированным метрологическим параметрам;
          • Визуальный осмотр корпуса, контактных групп, узлов и деталей;
          • Измерение степени размагничивания;
          • Измерение сопротивления изоляции;
          • Контроль соответствия вводов и выводов клемм.

          Поверка трансформаторов тока

          Стоимость поверки чаще всего превышает расценки смены ТТ. Поверка не дает гарантий, что ТТ отработает еще один период. Выгоднее установить новые ТТ, у которых будет заводская гарантия.
          Мы предлагаем оптимальный выход: не поверять, а менять на новые.

          Выбор Трансформаторов тока

          Выполненные работы по поставке и монтажу трансформаторов тока, электросчетчиков на объектах:

          Как узнать коэффициент трансформации?

          Нужно разделить значение первичного тока на вторичный, указанные в паспорте изделия или маркировке. К примеру надпись 300/5А. Нужно 300:5 коэффициент равен 60.

          Расчет потребленной эл.энергии счетчика, влюченным через ТТ

          Необходимо разность показаний (текущее минус предыдущее) умножить на коэффициент трансформации.
          Например: текущее показание 4500, а предыдущее 4400. При коэффициенте трансформации 60, количество потребленной электроэнергии равно (4500-4400)*60 = 6000 кВт/ч

          Периодичность определяется установленным интервалом между проверками. Это временной период, по завершению которого нужно проводить проверку работы прибора, подтвердив его пригодность к дальнейшей эксплуатации согласно его назначения. Данная потребительская характеристика является очень важной, ведь чем дольше интервал, чем дольше устройство пригодно для эксплуатации.

          Если у вас возникли вопросы по нашим услугам, мы будем рады предоставить консультацию по телефону, указанному на нашем официальном сайте. После оформления заказа работники прибудут на объект для проверки работы трансформатора.

          Измерительный трансформатор тока. Что это и зачем он нужен?

          Одновременно с входом в нашу жизнь электричества остро встали некоторые вопросы, тесно связанные с его эксплуатацией. Одним из них стал вопрос организации токовой защиты цепи. Появилась необходимость в разделении силовых цепей и цепей защиты, а также в создании и организации сложных защит, которые невозможно собрать, используя аппараты только в силовых цепях.

          Дело в том, что защита электропроводки в обычных квартирах сводится к применению автоматических выключателей или предохранителей, а защита от поражения электрическим током — к применению УЗО или АВДТ. Вышеперечисленные аппараты встраиваются непосредственно в защищаемую цепь и, как правило, не имеют дистанционных органов управления.

          В сетях с более высокими мощностями и токами, где уже требуется релейная защита, работающая по определенным алгоритмам, (например, АПВ — автоматическое повторное включение) требуется организовать питание целого ряда устройств и реле цепей защиты. Для этого применяется трансформатор тока — электротехническое устройство, предназначенное для уменьшения первичного тока (тока измеряемой рабочей цепи) до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, находящихся во вторничной цепи. К нему подключаются следующие устройства: амперметры, преобразователи тока, обмотки токовых реле, счетчиков, ваттметров и другие.

          Технические характеристики и режим работы

          Основным параметром трансформатора тока является его коэффициент трансформации, то есть кратность первичного тока ко вторичному. Ряд первичных токов включает следующие значения: 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000 (А).

          С целью унификации и стандартизации всего выпускаемого измерительного и защитного оборудования существует стандартная величина вторичного тока — это 5 А. Соответственно, коэффициент трансформации определяется так: Kт= 400/5= 80.

          Трансформатор тока работает в режиме близкому к короткому замыканию, т.к. сумма сопротивлений последовательно подключенных приборов защиты не превышает несколько десятых долей Ом.

          Не менее важной задачей, которую как раз и решает трансформатор тока (ТТ) является отделение вторичных цепей измерения и защиты от силовых цепей высокого напряжения и, следовательно, обеспечение безопасности работы с устройствами измерения и защиты.

          Применение

          Кроме основных задач, описанных выше, трансформаторы тока применяются при косвенном подключении счетчиков электрической энергии. Это обусловлено тем, что счетчики при прямом включении в сеть с большими рабочими токами выйдут из строя. Поэтому возникает необходимость в снижении измеряемых рабочих токов до приемлемых величин, например, до стандартных 5 Ампер.

          Современный рынок предлагает решения совместимые как с проводами, так и с шинами.

          Важное замечание

          Размыкание вторичной обмотки трансформатора тока не допускается при протекании рабочих токов в первичной обмотке. При разомкнутой вторичной цепи ТТ ЭДС может достигать 1000 В и более, что крайне опасно для обслуживающего персонала. Поэтому при замене аппарата, включенного в цепь трансформатора тока, необходимо сначала замкнуть накоротко (шунтировать) измерительную обмотку ТТ, а затем производить отключение вышедшего из строя прибора. Поэтому измерительную (вторичную) обмотку трансформатора тока необходимо заземлить для исключения появления высокого напряжения на выводах И1 И2.

          Трансформаторы тока выполняют не только важные задачи отделения защитных цепей от силовых и унификации оборудования, но и применяются при подключении счетчиков электроэнергии в сетях с большими рабочими токами, где прямое включение невозможно.

          Пример расчета трансформаторов тока для электросчетчиков

          исследования,
          особенности,
          рекомендации

          Владимир Сопьяник,
          д.т.н., ведущий научный сотрудник
          РУП «БелТЭИ», г. Минск

          Точность коммерческого учета электроэнергии в системе определяется работой измерительных трансформаторов тока (ТТ), напряжения (ТН) и электросчетчика. Повышение класса точности только одного элемента системы – электросчетчиков не даст желаемого эффекта. Необходимо также обеспечить соответствующую работу трансформаторов, в частности, трансформаторов тока.

          Точность их работы характеризуется токовой (fтт) и угловой ( j тт) погрешностями. Эти погрешности, в частности, рассматриваются в публикациях [1, 2], в которых исследуются и анализируются погрешности работы ТТ в системах учета электроэнергии. Чтобы оценить влияние первичных токов и вторичных нагрузок на токовые и угловые погрешности работы трансформаторов, были проведены метрологические исследования ТТ.

          Исследования

          Для изучения были выбраны трансформаторы тока типа ТОЛ-10-150/5 класса 0,5 (W1 = 4 вит., W2= 120 вит.) и типа ТЛМ-10-300/5 класса 0,5 (W1= 2 вит., W2 = 119 вит.).

          Работы велись на метрологической установке при изменении первичного тока ТТ в пределах 1–120% Iном и номинальной вторичной нагрузке Zном при cos j = 0,8 и cos j = 1,0. Для оценки стабильности (систематичности) токовых и угловых погрешностей работы ТТ испытания проводились на одних и тех же образцах ТТ, но с разницей в один и более месяц.

          На рис. 1 приведены кривые токовых погрешностей работы ТТ типа ТОЛ-10-150/5 в зависимости от величины первичного тока при номинальной вторичной нагрузке Zном = 0,4 Ом, cos j = 0,8 и cos j = 1,0.

          • f1 – при вторичной нагрузке Zном= 0,4 Ом, cos j = 0,8;
          • f2 – при таких же исходных данных, но на месяц позже;
          • f3 – при чисто активной номинальной вторичной нагрузке (cos j = 1,0);
          • f4 – при тех же исходных данных, что и токовая погрешность f3, но на месяц позже.

          Следует заметить, что все токовые погрешности ТТ типа ТОЛ-10-150/5 имеют отрицательный знак и величина их зависит как от значений первичного тока, так и от величины и активно-индуктивного характера вторичной нагрузки, т.е. fтт = j (I1 , Zнагр ). Анализ кривых токовых погрешностей показывает, что токовая погрешность ТТ минимальна при чисто активной вторичной нагрузке.

          Рис. 1. Токовые погрешности ТТ типа ТОЛ-10-150/5Рис. 2. Токовые погрешности ТТ типа ТЛМ-10-300/5
          • f1 – при вторичной нагрузке Zном = 0,4 Ом, cos j = 0,8;
          • f2 – при тех же исходных данных, что и f1, но на месяц позже;
          • f3 – при чисто активной вторичной нагрузке (Zном = 0,4 Ом, cos j = 1,0).

          Из рис. 2 видно, что токовая погрешность ТТ типа ТЛМ-10-300/5 при малых первичных токах (порядка 1–25% Iном ) имеет отрицательный знак, по мере увеличения первичного тока она уменьшается и становится равной нулю, а затем с ростом первичного тока она увеличивается и становится положительной. (Некоторое несовпадение на рисунке 2 характеристик токовых погрешностей (f1, f2) можно объяснить неточностью задания значений первичных токов).

          Рис. 3. Угловые погрешности ТТ типа ТОЛ-10-150/5Рис. 4. Угловые погрешности ТТ типа ТЛМ-10-300/5

          На рис. 3, 4 приведены кривые угловых погрешностей работы ТТ типа ТОЛ-10-150/5 (рис. 3) и ТЛМ-10-300/5 (рис. 4) при тех же первичных токах и вторичных нагрузках (Zном = 0,4 Ом, cos j = 0,8 и cos j = 1,0). Из рис. 3, 4 видно, что угловые погрешности ТТ максимальны при чисто активной вторичной нагрузке (Zном = 0,4 Ом, cos j = 1,0) и почти на 40–50% меньше при активно-индуктивной вторичной нагрузке (Zном = 0,4 Ом, cos j = 0,8).

          Как угловые, так и токовые погрешности работы ТТ носят систематический характер и зависят от величины протекающего первичного тока, от величины вторичной нагрузки и ее активно-индуктивного характера.

          Итоги

          ТТ могут иметь как отрицательные, так и положительные значения токовых погрешностей работы, как показали их метрологические испытания, проведенные в широком диапазоне изменения первичных токов и вторичных нагрузок. Зависимость токовой погрешности работы ТТ можно выразить следующим образом:

          где I1, I2 – действующие значения первичного и вторичного токов ТТ, а nH – номинальный коэффициент трансформации ТТ.

          Токовая погрешность обусловлена потерями в стали ТТ, намагничиванием сердечника при трансформации первичного тока во вторичную цепь и величиной вторичной нагрузки. Если витковый коэффициент трансформации ТТ kвит = W2 / W1 равен коэффициенту трансформации nн = I / I, то токовая погрешность ТТ всегда отрицательная [3].

          Если же kвит меньше nн из-за витковой коррекции вторичной обмотки (уменьшение числа ее витков отмоткой 1-2 витков от номинального значения), то токовая погрешность ТТ в зависимости от величины первичного тока может быть как отрицательной, так и положительной.

          Отрицательная токовая погрешность наблюдается при малых первичных токах ТТ, когда ток, расходуемый на намагничивание и потери в стали, превышает часть увеличения вторичного тока, вызванную отмоткой витков вторичной обмотки ТТ.

          По мере увеличения первичного тока ТТ отрицательная токовая погрешность уменьшается до нуля, а затем становится положительной. Дальнейшее увеличение первичного тока приводит к росту вторичного тока за счет коррекции вторичной обмотки и росту положительной токовой погрешности ТТ. На указанные процессы в ТТ влияет величина вторичной нагрузки и ее активно-индуктивный характер.

          Заметим, что отрицательная токовая погрешность ТТ обуславливает недоучет выработанной производителем электрической энергии при использовании традиционных систем учета электрической энергии. Токовая погрешность ТТ зависит от величины протекающего первичного тока, вторичной нагрузки и ее активно-индуктивного характера, т.е. fтт = j ( I1, Zнагр ). Если погрешности работы измерительных ТТ и ТН носят систематический характер, то для повышения точности учета электроэнергии их следует знать и учитывать в алгоритмах расчета и учета АСКУЭ, корректируя значения измеренных токов и напряжений. Это снизит недоучет отпускаемой электроэнергии и метрологические потери энергосистем.

          Такая коррекция в АСКУЭ сделает излишними требования в части повышения класса точности ТТ, используемых в системах учета электроэнергии. При этом может быть получен значительный экономический эффект как за счет повышения точности работы АСКУЭ, так и за счет того, что отпадает необходимость менять имеющиеся ТТ на аппараты с повышенным классом точности.

          Токовые и угловые погрешности работы ТТ включают как систематическую (основную), так и случайные составляющие, обусловленные нагреванием магнитопровода, магнитным полем соседних магнитопроводов, и другие, существенно не влияющие на точность работы ТТ.

          Погрешности при снижении потребления

          Уменьшение потребления электрической энергии приводит к снижению первичных токов в ТТ до нескольких процентов номинального, что в свою очередь ведет к значительному увеличению токовых, угловых погрешностей его работы при малых первичных токах. В результате увеличиваются недоучет отпущенной энергии и коммерческие потери энергетиков. Пути уменьшения влияния погрешностей работы ТТ на коммерческий учет электроэнергии АСКУЭ изложены выше.

          Повысить точность коммерческого учета электроэнергии индукционными счетчиками при снижении потребления можно заменой экс-плуатируемых трансформаторов на ТТ с меньшим номинальным первичным током или установкой новых ТТ класса 0,2S либо 0,5S с меньшими погрешностями работы при малых первичных токах [2].

          Следует заметить, что более низкая, чем у ТТ, изготовленных на базе электротехнической стали, индукция насыщения ТТ классов 0,2S и 0,5S, выполненных на основе аморфного сплава, станет препятствием для использования их в схемах РЗА.

          Практические рекомендации

          • При работе с системами коммерческого учета электроэнергии, необходимо учитывать, что снижение первичного тока в пределах
          • 1–20% Iном значительно повышает как токовую, так и угловую погрешности работы трансформатора.
          • Увеличение cos j вторичной нагрузки ТТ уменьшает токовую и увеличивает угловую погрешности. В системах учета вторичная нагрузка измерительных ТТ не должна превышать номинальную.
          • Метрологическую поверку измерительных ТТ целесообразно проводить при 1, 5, 10, 20, 50, 100, 120% Iном и реальной вторичной нагрузке. Акты метрологической поверки должны содержать значения токовых и угловых погрешностей работы ТТ.
          • ТТ с коррекцией по виткам вторичной обмотки (с отмоткой витков) при первичных токах в пределах 1–20% Iном обладают отрицательной токовой погрешностью, а при токах 20–30% Iном она равна или близка к нулю. При первичных токах 50–100% Iном токовая погрешность положительная. ТТ без витковой коррекции при активно-индуктивной вторичной нагрузке всегда имеют отрицательную токовую погрешность.

          Литература

          1. Раскулов Р.Ф. Влияние вторичной нагрузки на погрешности трансформаторов тока // Электрические станции. – 2003. – № 7. – С. 43–45.
          2. Раскулов Р.Ф. О превышении мощности вторичной нагрузки для трансформаторов тока классов точности 0,2S и 0,5S // Электрические станции. – 2003. – № 8. – С. 59–62.
          3. Сопьяник В.Х. Расчет и анализ переходных и установившихся процессов в трансформаторах тока и токовых цепях РЗ // Электрические станции. – 2004. – № 2. – С.48–52.

          © ЗАО «Новости Электротехники»
          Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
          При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

          Расчет трансформатора

          Многие электронные и радиотехнические устройства получают питание от нескольких источников постоянного напряжения. Они относятся к так называемым вторичным источникам питания. В качестве первичных источников выступают сети переменного тока, напряжением 127 и 220 вольт, с частотой 50 Гц. Для обеспечения аппаратуры постоянным напряжением, вначале требуется выполнить повышение или понижение сетевого напряжения до необходимого значения. Чтобы получить требуемые параметры, необходимо произвести расчет трансформатора, который выполняет функцию посредника между электрическими сетями и приборам, работающими при постоянном напряжении.

          Расчет силового трансформатора

          Для точного расчета трансформатора требуются довольно сложные вычисления. Тем не менее, существуют упрощенные варианты формул, используемые радиолюбителями при создании силовых трансформаторов с заданными параметрами.

          В начале нужно заранее рассчитать величину силы тока и напряжения для каждой обмотки. С этой целью на первом этапе определяется мощность каждой повышающей или понижающей вторичной обмотки. Расчет выполняется с помощью формул: P2 = I2xU2; P3 = I3xU3;P4 = I4xU4, и так далее. Здесь P2, P3, P4 являются мощностями, которые выдают обмотки трансформатора, I2, I3, I4 – сила тока, возникающая в каждой обмотке, а U2, U3, U4 – напряжение в соответствующих обмотках.

          Определить общую мощность трансформатора (Р) необходимо отдельные мощности обмоток сложить и полученную сумму умножить на коэффициент потерь трансформатора 1,25. В виде формулы это выглядит как: Р = 1,25 (Р2 + Р3 + Р4 + …).

          Исходя из полученной мощности, выполняется расчет сечения сердечника Q (в см2). Для этого необходимо извлечь квадратный корень из общей мощности и полученное значение умножить на 1,2: . С помощью сечения сердечника необходимо определить количество витков n , соответствующее 1 вольту напряжения: n = 50/Q.
          Расчет трансформатора
          На следующем этапе определяется количество витков для каждой обмотки. Вначале рассчитывается первичная сетевая обмотка, в которой количество витков с учетом потерь напряжения составит: n1 = 0,97 xn xU1. Вторичные обмотки рассчитываются по следующим формулам: n2 = 1,03 x n x U2; n3 = 1,03 x n x U3;n4 = 1,03 x n x U4;…

          Любая обмотка трансформатора имеет следующий диаметр проводов:
          где I – сила тока, проходящего через обмотку в амперах, d – диаметр медного провода в мм. Определить силу тока в первичной (сетевой) обмотке можно по формуле: I1 = P/U1. Здесь используется общая мощность трансформатора.

          Далее выбираются пластины для сердечника с соответствующими типоразмерами. В связи с этим, вычисляется площадь, необходимая для размещения всей обмотки в окне сердечника. Необходимо воспользоваться формулой: Sм = 4 x (d1 2 n1 + d2 2 n2 +d3 2 n3 + d4 2 n4 + …), в которой d1, d2, d3 и d4 – диаметр провода в мм, n1, n2, n3 и n4 – количество витков в обмотках. В этой формуле берется в расчет толщина изоляции проводников, их неравномерная намотка, место расположения каркаса в окне сердечника.

          Полученная площадь Sм позволяет выбрать типоразмер пластины таким образом, чтобы обмотка свободно размещалась в ее окне. Не рекомендуется выбирать окно, размеры которого больше, чем это необходимо, поскольку это снижает нормальную работоспособность трансформатора.

          Заключительным этапом расчетов будет определение толщины набора сердечника (b), осуществляемое по следующей формуле: b = (100 xQ)/a, в которой «а» – ширина средней части пластины. После выполненных расчетов можно выбирать сердечник с необходимыми параметрами.

          Как рассчитать мощность трансформатора

          Чаще всего необходимость расчета мощности трансформатора возникает при работе со сварочной аппаратурой, особенно когда технические характеристики заранее неизвестны.

          Мощность трансформатора тесно связана с силой тока и напряжением, при которых аппаратура будет нормально функционировать. Самым простым вариантом расчета мощности будет умножение значения напряжения на величину силы тока, потребляемого устройством. Однако на практике не все так просто, прежде всего из-за различия в типах устройств и применяемых в них сердечников. В качестве примера рекомендуется рассматривать Ш-образные сердечники, получившие наиболее широкое распространение, благодаря своей доступности и сравнительно невысокой стоимости.

          Для расчета мощности трансформатора понадобятся параметры его обмотки. Эти вычисления проводятся по такой же методике, которая рассматривалась ранее. Наиболее простым вариантом считается практическое измерение обмотки трансформатора. Показания нужно снимать аккуратно и максимально точно. После получения всех необходимых данных можно приступать к расчету мощности.

          Ранее, для определения площади сердечника применялась формула: S=1,3*√Pтр. Теперь же, зная площадь сечения магнитопровода, эту формулу можно преобразовать в другой вариант: Ртр = (S/1,3)/2. В обеих формулах число 1,3 является коэффициентом с усредненным значением.

          Расчёт трансформатора по сечению сердечника

          Конструкция трансформатора зависят от формы магнитопровода. Они бывают стержневыми, броневыми и тороидальными. В стержневых трансформаторах обмотки наматываются на стержни сердечника. В броневых – магнитопроводом только частично обхватываются обмотки. В тороидальных конструкциях выполняется равномерное распределение обмоток по магнитопроводу.

          Для изготовления стержневых и броневых сердечников используются отдельные тонкие пластины из трансформаторной стали, изолированные между собой. Тороидальные магнитопроводы представляют собой намотанные рулоны из ленты, для изготовления которых также используется трансформаторная сталь.

          Важнейшим параметром каждого сердечника считается площадь поперечного сечения, оказывающая большое влияние на мощность трансформатора. КПД стержневых трансформаторов значительно превышает такие же показатели у броневых устройств. Их обмотки лучше охлаждаются, оказывая влияние на допустимую плотность тока. Поэтому в качестве примера для расчетов рекомендуется рассматривать именно эту конструкцию.

          В зависимости от параметров сердечника, определяется значение габаритной мощности трансформатора. Она должна превышать электрическую, поскольку возможности сердечника связаны именно с габаритной мощностью. Эта взаимная связь отражается и в расчетной формуле: Sо хSс = 100 хРг /(2,22 * Вс х j х f х kох kc). Здесь Sо и Sс являются соответственно площадями окна и поперечного сечения сердечника, Рг – значение габаритной мощности, Вс – показатель магнитной индукции в сердечнике, j – плотность тока в проводниках обмоток, f – частота переменного тока, kо и kc – коэффициенты заполнения окна и сердечника.

          Как определить число витков обмотки трансформатора не разматывая катушку

          При отсутствии данных о конкретной модели трансформатора, количество витков в обмотках определяется при помощи одной из функций мультиметра.

          Мультиметр следует перевести в режим омметра. Затем определяются выводы всех имеющихся обмоток. Если между магнитопроводом и катушкой имеется зазор, то сверху всех обмоток наматывается дополнительная обмотка из тонкого провода. От количества витков будет зависеть точность результатов измерений.

          Один щуп прибора подключается к концу основной обмотки, а другой щуп – к дополнительной обмотке. По очереди выполняются измерения всех обмоток. Та из них, у которой наибольшее сопротивление, считается первичной. Полученные данные позволяют выполнить расчет трансформатора и вместе с другими параметрами выбрать наиболее оптимальную конструкцию для конкретной электрической цепи.

          голоса
          Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector