Подключение и монтаж трансформатороа тока

Назначение и конструктивные особенности

В свою очередь трансформатор тока представляет собой устройство, работающее на принципе электромагнитной индукции и применяемое для измерения тока в высоковольтных цепях, а также для организации систем защиты электрооборудования. Т

о есть для измерения тока в цепях с опасно высоким напряжением, например 6 кВ, нельзя просто мерить амперметром, это очень опасно как для персонала, так и для самого прибора.

Поэтому основной задачей трансформаторов тока является разделение высоковольтных токоведущих частей и безопасное как для персонала, так и для оборудования преобразование энергии. Трансформаторы тока (ТТ) широко используются в релейной защите на подстанциях и распределительных устройствах. Поэтому к их точности и подключению предъявляются высокие требования.

Часто его первичная обмотка представляет собой какую-либо токопроводящую шину или сердечник кабеля, вторичная обмотка выполняется одинарной или групповой, с несколькими проводами для защиты, управления и измерительных цепей. Измерительные элементы также подключаются через трансформаторы тока — счетчики тока.

Это означает, что трансформаторы тока можно разделить на четыре основные группы по назначению:

1. измерение;
2. защитный;
3. средняя;
4. лаборатория.

Одним из видов портативных устройств являются измерительные клещи. Они могут очень легко измерять токи в цепях до 1 кВ. Правда диапазон измерения тока у них тоже очень маленький, им будет проблематично мерить нагрузки в 1000 Ампер.

Конструкция и устройство трансформатора тока

Итак, если говорить о конструкции трансформатора тока, то следует начать с внешнего вида.

В первую очередь обратим внимание на шину, сердечник и диэлектрический корпус, точнее на его наличие. Кому-то это покажется странным, но без этого в конструкции трансформатора не обойтись. При этом этот корпус может отличаться по форме: он может быть представлен и в цилиндрической форме, и в прямоугольной, и в квадратной.

В центре корпуса имеется небольшой зазор, служащий для закрытия проводов, выполняющих роль первичной обмотки.

Раз уж мы заговорили об обмотке, то нельзя не упомянуть о внутреннем устройстве трансформатора и двух типах обмоток (см рисунок).

Соединение обмоток реле и трансформаторов тока

Принцип работы трансформатора тока существенно не отличается от аналогичных характеристик стандартного блока питания. Особенностью первичной обмотки трансформатора является последовательное включение в измеряемую электрическую цепь. Кроме всего прочего, обязательно происходит короткое замыкание на вторичную обмотку разных блоков, включенных друг за другом.

В полную звезду

В условиях нормального симметричного уровня протекания тока трансформатор устанавливается на все фазы. При этом вторичная обмотка трансформатора и реле объединены в звезду, а их нулевая точка соединена с «нулевым» сердечником, а выводы обмоток соединены.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

Таким образом, трехфазное короткое замыкание характеризуется протеканием тока в обратном кабеле в условиях двух реле. При двухфазном коротком замыкании отмечают протекание тока в одном или в паре реле одновременно, по фазному замыканию.

Любые короткие замыкания, кроме «земли», сопровождаются током в нулевом проводе до геометрической суммы тока в реле, примерно «О».

В неполную звезду

Особенность двухфазной двухрелейной схемы подключения с образованием неполной звезды. К достоинствам такой схемы можно отнести реакцию на любой вид короткого замыкания, кроме фазы на землю, а также вероятность использования этой схемы для междуфазной защиты.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Таким образом, в условиях разных видов КЗ значения тока в реле, как и уровень его чувствительности, будут разными.

Недостатком частичного соединения звездой является слишком низкий коэффициент чувствительности по сравнению с полным соединением звездой.

Проверка трансформатора на работоспособность необходима при подозрении на неисправность. Как проверить трансформатор мультиметром — инструкцию вы найдете в статье.

Подсоединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

Значения тока в реле отображаются только при наличии однофазного и двухфазного короткого замыкания на «землю».

Этот вариант широко используется в защите от замыканий на землю».

В условиях нагрузки с трехфазным и двухфазным КЗ индикаторы IN=0.

Однако при наличии неисправности на трансформаторах тока наблюдается проявление дисбаланса или Inb в реле.

Подсоединение трансформаторов тока

В процессе выполнения последовательного соединения вторичной обмотки при параллельном соединении это позволяет снизить коэффициент трансформации и повысить уровень тока во вторичной цепи. Первичные обмотки подключаются исключительно последовательно, а вторичные в любом положении.

Как установить трансформатор тока

Подключить магнитный пускатель

По типу и способу установки они делятся на:

1. Контрольно-пропускные пункты;
2. Поддержка пользователей;
3. Встраивается в электрооборудование;
4. Для электроустановок до 1 кВ и выше;
5. Для наружной установки в ОРУ (ОРУ);
6. Для внутренней установки в ЗРУ (ЗРУ).

Часто в схемах с маломощными двигателями и трансформаторами на напряжение 1 кВ и ниже установка трансформатора тока не требуется. Это всевозможные понижающие трансформаторы освещения, компрессоры, вентиляторы, системы отопления. Вообще трансформаторы тока редко устанавливаются в быту, разве что на трансформаторах, питающих целые районы или группы домов.

Трансформатор тока подключение

Рассмотрим несколько вариантов подключения трансформаторов тока в цепи трехфазного напряжения.

Эта схема, где три трансформатора тока соединены в звезду, широко применяется для защиты цепей от однофазных и многофазных коротких замыканий. Если в цепях протекает ток ниже того, на который рассчитаны реле КА1-КА3, то это называется нормальным режимом работы и ни одна из защит не сработает. Ток, проходящий через реле К0, считается геометрической суммой токов всех трех фаз.

При увеличении тока в одной из фаз ток будет возрастать и в цепи защитного трансформатора сработает одно или несколько реле КА1-КА3, в зависимости от того, где увеличивается ток. Это не обязательно произойдет при коротком замыкании, хотя, если нагрузка на контролируемое оборудование выше номинальной, оно сработает.

Это спасает дорогостоящее электрооборудование от нештатной работы. В случае замыкания на землю ток также возникает в цепи реле К0 и, таким образом, отключает электроустановку.

Цепь с трансформаторами применяют для защиты от междуфазных замыканий для организации цепей с глухозаземленной нейтралью. Неполная схема звезды чаще всего используется для слаботочных источников и потребителей, когда имеется несколько видов различных защит.

Этот тип соединения в треугольник с одной стороны и в звезду с другой применяется в электроустановках для дифференциальной защиты.

Подключение трансформаторов тока таким способом обеспечивает защиту от междуфазных замыканий и перегрузок по току в каждой из фаз, но при этом не происходит срабатывания при замыкании на землю. Поэтому подключается так в исключительных, очень редких случаях.

Монтаж трансформатора тока

Металлоискатель Терминатор 3

Прежде чем осуществлять непосредственный монтаж самого трансформатора тока, необходимо его ревизию и проверку сопротивления изоляции. Если оно низкое, т.е менее 1 кОм на 1 Вольт, то предварительно его тщательно просушить тепловентилятором или другим феном.

Сопротивление изоляции следует проверять каждые полчаса. При осмотре также проверяют комплектность устройства, крепеж, состояние диэлектрических фарфоровых деталей и корпуса. Нужно увидеть:

• блок вторичных выводов цепей защиты и управления;
• наличие их обозначений, маркировки;
• пройти мимо стола;
• состояние резьбы на болтовых соединениях проводов;
• наличие гаек и шайб.

Перед тем, как приступить к непосредственному монтажу трансформатора тока, конечно же, все начинается с отключения высоковольтной установки, проверки отсутствия напряжения на токоведущих частях и установки переносного заземления. Все это является наиболее важными мерами предосторожности для персонала, выполняющего установку.

Затем на месте установки делается разметка, а при необходимости выполняется сверление в местах крепления к конструкции. Если в помещении сыро, стоит принять меры по предотвращению образования коррозии (установка осушителей и покраска контактных соединений).

Запрещается устанавливать трансформатор и устанавливать его таким образом, чтобы их крышки находились вплотную друг к другу. Расстояние должно быть не менее 100 мм.

Желательно, по возможности, чтобы шильдики были видны за ограждениями.

Главное правило подключения любого трансформатора тока — запретить его включение в цепь без нагрузки на вторичную обмотку. Если нет возможности подключить прибор, их необходимо соединить вместе, чтобы на нем не возникало большого напряжения, что почти всегда приводит к выходу из строя измерительного прибора.

Подключение амперметров через трансформаторы тока

Введение в спрос и условия использования

Амперметры применяют для измерения силы тока как непосредственно путем включения прибора в цепь, так и с помощью трансформаторов тока. На рисунке показана наиболее распространенная схема подключения. Первая цифра — «а» для однофазной цепи, «б» — для трехфазных цепей напряжения.

Схема 1

Так вот эта система состоит сразу из трех трансформаторов тока, которые обобщаются и закрепляются в звезду. Обычно эту схему используют в качестве схемы защиты от короткого замыкания (будь то многофазное или однофазное короткое замыкание).

В случае, если ток, протекающий по цепи, ниже установленного уровня реле (ка 1-ка 3), режим работы будет считаться нормальным и схема защиты от короткого замыкания не сработает.

Схема №1

Стоит сказать, что ток, протекающий в цепи от реле ка 0, обычно воспринимается как геометрическая сумма тока (сумма всех 3-х фаз).(ка 1-ка 3)).
Для выключения трансформатора в этой схеме и схеме нужно просто заземлить ток.

Схема 2

Вторая схема подключения трансформатора тока в цепь имеет сходные характеристики с первой. Однако есть существенные отличия, которые нельзя не учитывать. Итак, это конструкция, включающая в себя несколько трансформаторов тока, как правило, используемых для защиты цепи от межфазного короткого замыкания (важное примечание — электрическая цепь имеет заземление нейтрали).

Схема №2

Эта система начнет работать при прохождении тока через реле (опять же ка 1-ка 3) и наличии не самых мощных элементов (потребитель и источник).

Схема 3

Пришло время поговорить о схеме номер три, которая не имеет серьезных отличий от предыдущих. Это разновидность соединения в виде треугольника, при котором нормальный режим работы осуществляется за счет проникновения тока в реле.

Схема №3

Как правило, эту конструкцию применяют в электроустановках для проведения реле (реле — средства дифференциальные, отличающиеся избирательностью и быстротой действия).

Схема 4

И, наконец, последний — четвертый тип аранжировки.

Схема №4

Это сооружение считается достаточно практичным и универсальным. Это связано с тем, что процесс подключения трансформатора тока в таком виде не только позволяет защитить электрическую цепь от однофазных/межфазных замыканий, но и может увеличить ток в необходимых реле.

Отключение также происходит заземлением.

Монтаж силовых трансформаторов

Монтаж силового трансформатора должен производиться специально обученными бригадами под руководством высококвалифицированного электротехнического персонала. Они должны иметь достаточный опыт производства данных работ в строгом соответствии с ТТМ 16.800.723–80. Масляные трансформаторы, используемые в электроэнергетических установках, могут отгружаться изготовителем при соблюдении следующих условий:

1. Полностью заправлен маслом и собран;
2. Частично разобранный, с герметичным баком, куда под крышкой заливают масло;
3. Частично разобранный без масла, бак заполнен инертным газом;

Все работы по установке трансформаторов выполняются в четко регламентированной последовательности

1. Разгрузка электрооборудования после прибытия с завода-изготовителя;
2. Транспорт к месту установки;
3. Подготовительные монтажные работы;
4. Проверить состояние всех обмоток и переключателей;
5. Установка на заранее изготовленный прочный фундамент;
6. Монтаж системы охлаждения и заливка масла, подключение вентиляторов;
7. Осмотр на отсутствие утечек нефтепродуктов;
8. Испытание трансформатора и выборочное включение проводят сразу без нагрузки в течение суток.

В то же время лучше и безопаснее устанавливать трансформаторы при дневном свете.

Основная схема подключения измерительного трансформатора тока

Постепенно подошли к основной схеме подключения измерительного трансформатора тока.

На рисунках 1 и 2 трансформатор имеет обозначение «ТА» с индексами и представлен в схемах с двухфазной и трехфазной обмотками. Стоит уточнить, что трансформаторы имеют форму полной звезды и неполной, включаются в изолированную, а главное нейтральную сеть.

Дополнительно добавим, что конструкция соединения этого «ТА» используется для защиты от коротких замыканий, а также регулирования баланса между фазами.

Принцип работы трансформатора тока

Принцип работы трансформатора тока основан на принципах электромагнитной индукции, которая действует в электрическом/магнитном поле. Более подробная информация представлена ​​на рисунке:

Он преобразует начальное значение векторного тока, протекающего в электрической цепи, во вторичное значение (важно учитывать фактор пропорционального подобия между модулем и углом передачи тока).

Первичная обмотка прибора, имеющая определенное количество витков (W1), пропускает через себя ток (I1). Ток в свою очередь преодолевает определенное сопротивление (Z1).

Рядом с этой катушкой происходит процесс формирования магнитного потока (F1), регулируемого с помощью перпендикулярно расположенных магнитопроводов (важное замечание — именно такое расположение может обеспечить минимальные потери при преобразовании электричества).

После пересечения перпендикулярных витков (W2) обмотки, (Ф1) — магнитный поток образует силу электрического движения (Е2). Эта сила индуцирует ток (I2) в обмотке (вторичной). Но I2, который подключен к выходной нагрузке (Zn), преодолевает Z2 — сопротивление, способствуя образованию меньшего напряжения на концах электрической цепи.

Величина К 1 — коэффициент трансформации — определяется выражением: I1/I2 (отношение между первым вектором и вторым). Значение этого отношения рассчитывается в первых построениях конструкции агрегата.

Различия между реальными характеристиками модели и расчетным результатом объясняются важным аспектом метрологии, которым является тип класса точности прибора.

Важно — на практике ток во вторичной обмотке непостоянен, этим и определяется величина К1. Например, соотношение 10000/50 означает следующее: при прохождении электрического тока через площадь первичной обмотки одна единица килоампер площади вторичной обмотки равна величине пятидесяти килоампер.

Таким образом, коэффициент трансформации напрямую влияет на продолжительность использования трансформатора тока. Не забываем о магнитном потоке (F2), который способствует уменьшению значения I2 в магнитопроводе вторичной обмотки.

При эксплуатации трансформатора тока нельзя забывать о возникновении нежелательных проблем, одной из которых является разрушительная способность пробоя изоляции (из-за высокого потенциала).

Поскольку магнитопровод трансформатора тока имеет в своей конструкции металлический компонент, он обладает отличными свойствами проводимости, которые помогают ему соединять первичную и вторичную обмотки.

Несмотря на то, что обмотки изолированы, все же существует риск травмирования и повреждения оператора трансформатора этим электроприбором.

Для минимизации риска необходимо использовать заземление любого вывода устройства (для предотвращения короткого замыкания из-за высокого потенциала). Кроме того, необходимо сказать о возможном обрыве вторичной обмотки цепи из-за перенапряжения устройства.

Когда мы говорим о принципах работы трансформатора тока, скажем, что к основному назначению следует отнести решение эксплуатационных задач электрических систем, потому что наша промышленность выпускает большое разнообразие электроустановок, которые не всегда имеют 100-процентный коэффициент полезного действия.

А трансформатор способен повысить этот КПД за счет усовершенствования схем и конструкции.

Читайте также: Подключение стиральной машины к электросети своими руками

Идеальный трансформатор тока: уравнение

Идеальный трансформатор тока представляет собой электромагнитное устройство, способное предотвратить потери энергии при скачках напряжения и при рассеянии в обмотках.

Таким образом, уравнение для такого трансформатора будет выглядеть так:

Где:

• U2/U1 — отношение напряжения на конце вторичной обмотки к напряжению первичной;
• N2/N1 — отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки;
• I1/I2 — отношение тока первичной цепи к току вторичной;
• n — коэффициент трансформации.

Виды трансформаторов тока

В современном мире существует большой выбор типов трансформаторов, которые можно классифицировать сразу по нескольким признакам.

По месту установки

Начнем с типов трансформаторов, которые классифицируются по месту установки:

1. Специальные (используются в транспортных средствах и производственных помещениях);
2. Встроенные (устанавливаются в конструкции других электроприборов);
3. Внутренние (используются на предприятиях закрытого комплекса);
4. Открытый (устанавливается на открытом воздухе);
5. Портативный (универсальный, может устанавливаться как на открытом воздухе, так и в закрытых лабораториях).

По способу установки

Продолжим с типами трансформаторов, которые классифицируются по способу установки:

1. Поддержка (одноступенчатые и многоступенчатые устройства);
2. Проходные (образуют металлический стеллаж и устанавливаются на производственных участках).

По типу витков

Пришла очередь и к типам тех трансформаторов, которые классифицируются по типу трансформатора:

1. С круглым (имеет форму бруска и используется на производственных предприятиях);
2. С множеством витков (имеют форму петли и устанавливаются в многофазных системах и сооружениях);
3. Без первичной обмотки (имеют форму шин и используются для контроля фаз в электрической сети).

Достоинства трансформатора тока

Трансформаторы тока имеют большое количество преимуществ, о которых следует рассказать. Вот наиболее важные из них:

1. Возможность регулирования электрического тока в цепи;
2. Простая изоляция (гарантия безопасности при эксплуатации);
3. Точность действий и простота использования устройства;
4. Большой охват и интервал измерения электрического тока;
5. Не самые большие габариты (в зависимости от типа);
6. Не основная масса (в зависимости от вида);
7. Отключение первичного контура;
8. Отключение вторичного контура;
9. Практически полная независимость от внешней температуры;
10. Способность выдерживать процесс перенапряжения;
11. Возможность быстрого восстановления после короткого замыкания;
12. Способность передавать даже электрический импульс.

Применение трансформатора тока

Главной особенностью трансформатора является его способность преобразовывать ток из одной величины в другую. Это может объяснить его широкое использование в современном обществе.

Трансформатор тока используется в электрических сетях для передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальным риском короткого замыкания или перенапряжения.

Это устройство также используется в источниках электрического тока.

Кроме того, «ТТ» способен обеспечить некоторый контакт с землей и благодаря заземляющему эффекту защитить окружающих от избыточного тока.

Если говорить о быту, то трансформатор тока используется в радиоэлектронике, в сварочных аппаратах и ​​другой электротехнике.

Где приобрести трансформатор тока?

Как вы уже поняли из ранее прочитанного материала, трансформатор тока – очень популярное устройство. Его широкое применение обусловлено в первую очередь качественными характеристиками, позволяющими устройству выполнять различные электрические «задачи”.

Итак, любому из нас может понадобиться силовой трансформатор. На случай, если вас это тоже коснется, советую купить это электромагнитное устройство (или аналог) на Алиэкспресс (клик). Там, как всегда, хороший и богатый выбор, а также выгодные цены на товары.

А вот и старое, но познавательное видео вашему вниманию:

Параллельное подключение трансформаторов

Их параллельная работа необходима для обеспечения большей мощности потребителей, снабжаемых ими энергией. Для организации и параллельного соединения силовых трансформаторов необходимо учитывать пять основных правил и условий:

1. Группы звеньев обмотки одинаковые;
2. Коэффициенты трансформации для всех инверторов, подключенных параллельно, одинаковы. Допустима разница в пределах ±0,5%;
3. Надлежащее поэтапное выполнение;
4. Напряжение короткого замыкания всех трансформаторов должно быть одинаковым или отличаться не более чем на 10%;
5. Соотношение мощностей не должно отличаться более чем в три раза.

Перед подключением трансформатора к такой параллельной работе необходимо убедиться, что все эти пункты соблюдены.

Если трансформатор подключить наоборот

Трансформатор – это уникальное устройство, которое может работать как в одну сторону, так и в другую. То есть как повышающий трансформатор может стать понижающим, и наоборот. Например, если он рассчитан на подключение к первичной обмотке с напряжением 6 кВ, а на вторичной должно появиться 0,4 кВ, то он может работать и в другую сторону.

Если на вторичную обмотку подать 0,4 кВ, то на первичной обмотке появится 6 кВ. Эта особенность может быть очень опасной при проведении профилактического и своевременного ремонта данного оборудования. Обязательно выключите их как на низкой, так и на высокой стороне. Это правило необходимо помнить при подготовке заданий.

Как подключить понижающий трансформатор

Чаще всего установка трансформатора необходима для понижения напряжения. Поэтому как правильно подключить трансформатор для такой понижающей цели — вопрос, который можно услышать очень часто. При подключении данного устройства самое главное правильно его выбрать по:

• Значение входного напряжения, то есть подаваемого на первичку;
• Величина выходного напряжения на клеммах может быть несколько, в зависимости от конструкции;
• Мощность, которая уже зависит от мощности потребителя.

Подключение диодного моста к трансформатору можно осуществить, если есть необходимость добиться постоянного напряжения. Вот схемы подключения диодного моста в однофазную, либо в трехфазную сеть.

Симметрирующий трансформатор

Если понижающий трансформатор нагружен неравномерно, возникнет перекос фаз, что негативно влияет на механизм. Следствием такой работы и потребления электроэнергии потребителями будет увеличение потребляемой мощности, а со временем выход из строя и преждевременное разрушение изоляции.

Безопасность потребителей еды будет под угрозой. Чтобы этого не произошло, необходимо балансировать фазы с помощью симметрирующих трансформаторов.

Как видно из схемы, здесь имеется дополнительная обмотка, которая должна выдерживать номинальный ток одной из фаз. Включается в разрыв нулевого проводника, что приводит к хорошим результатам, то есть к симметричной генерации равных токов в нагрузке.