Измерительные трансформаторы

метки: Трансформатор, Напряжение, Измерительный, Картинка, Номинальный, Обмотка, Первичный, Вторичный

можно использовать различные физические явления. В настоящее время ИПТ обычно создаются на основе широко применяемого в электротехнике трансформаторного эффекта — в виде трансформатора.

Трансформатором тока (ТТ), являющимся наиболее широко применяемым ИПТ, называется такой трансформатор, в котором при нормальных условиях работы выходной сигнал является током, практически пропорциональным первичному току и при правиль­ном включении сдвинутым относительно него по фазе на угол, близкий к нулю.

Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь последовательно (в рассечку токопровода), а вторичная замыка­ется на некоторую нагрузку (измерительные приборы и реле), обеспечивая в ней ток, пропорциональный току в первичной обмотке.

В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (земля) на полное рабочее напряжение. Один конец вторичной обмотки обычно заземляется. Поэтому она имеет потенциал, близкий к потенциалу земли.

Трансформаторы тока по назначению разделяются на транс­форматоры тока для измерений и трансформаторы тока для за­щиты. В некоторых случаях эти функции совмещаются в одном ТТ.

Трансформаторы тока для измерений предназначаются для передачи информации измерительным приборам. Они устанавли­ваются в цепях высокого напряжения или в цепях с большим током, т. е. в цепях, в которых невозможно непосредственное включение измерительных приборов. Ко вторичной обмотке ТТ для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ватт­метров, счетчиков и аналогичных приборов. Таким образом, транс­форматор тока для измерений обеспечивает:

1) преобразование переменного тока любого значения в пере­менный, ток, приемлемый для непосредственного измерения с по­мощью стандартных измерительных приборов;

2) изолирование измерительных приборов, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения.

Трансформаторы тока для защиты предназначаются для пе­редачи измерительной информации в устройства защиты и управ­ления. Соответственно этому трансформатор тока для защиты обе­спечивает:

1) преобразование переменного тока любого значения в пере­менный ток, приемлемый для питания устройств релейной за­щиты;

2) изолирование реле, к которым имеет доступ обслуживаю­щий персонал, от цепи высокого напряжения.

Трансформаторы тока в установках высокого напряжения необходимы даже в тех случаях, когда уменьшения тока для измерительных приборов или реле не требуется.

Измерительные трансформаторы напряжения. Измерительные трансформаторы ...

... на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их применение дает возможность пользоваться одними и теми же приборами со стандартными пределами измерения для измерения самых различных напряжений и токов. Измерительный трансформатор тока преобразует измеряемый большой ток в малый, а измерительный трансформатор напряжения – измеряемое высокое напряжение ...

В зависимости от рода тока ИПТ разделяются на ИП переменного и ИП постоянного тока. В работе будут рассматриваться ИПТ переменного тока для уста­новок и сетей с номинальной частотой тока 50 Гц.

По назначению ИПТ разделяются на ИПТ для измерений и ИПТ для защиты. Последние могут предназначаться для работы только в установившихся (статических) режимах либо в установившихся и переходных (динамических) режимах.

В зависимости от вида преобразования ИПТ делятся на преобразователи тока в ток, тока в напряжение (например, транс­реакторы, магнитные трансформаторы тока), тока в неэлектриче­скую величину (например, в световой поток).

При этом по способу представления выходной информации ИПТ подразделяются на аналоговые и дискретные.

Одновитковые ТТ

Встроенный трансформатор тока 1 представляет собой магнитопровод с намотанной на него вторичной обмоткой. Он не имеет, собственной первичной обмотки. Ее роль выполняет токоведущий стержень проходного изолятора. Этот трансформатор тока не имеет изоляционных элементов между первичной и вто­ричной обмотками. Их роль выполняет изоляция проходного изо­лятора.

Рис. 1. Схема трансформатора тока;

• ______ собственная первичная обмотка ТТ;
• токоведущий стержень проходного изолятора (шина)

В шинном трансформаторе тока роль первичной обмотки выполняют одна или несколько шин распределительного устрой­ства, пропускаемые при монтаже сквозь полость проходного изоля­тора. Последний изолирует такую первичную обмотку от вто­ричной.

Многовитковые трансформаторы тока

1.3. Основные параметры и характеристики трансформатора тока.

Основными параметрами и характеристиками трансформатора тока в соответствии с ГОСТ 7746—78 «Трансформаторы тока. Общие технические требования» являются:

1. Номинальное напряжение — действующее значение ли­нейного напряжения, при котором предназначен работать ТТ, указываемое в паспортной таблице трансформатора тока. Для отечественных ТТ принята следующая шкала номинальных на­пряжений, кВ:

0,66; 6; 10; 16; 20; 24; 27; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150

2. Номинальный первичный ток I _{1 H} — указываемый в паспортной таблице ТТ ток, проходящий по первичной обмотке, при котором предусмотрена продолжительная работа ТТ. Для оте­чественных ТТ принята следующая шкала номинальных первичных токов:

1; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 400; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000; 8000; 10000; 12000;

14 000; 16 000; 18 000; 20 000; 25 000; 28 000; 32 000; 35 000; 40 000.

В трансформаторах тока, предназначенных для комплектова­ния турбо- и гидрогенераторов, значения номинального тока свыше 10 000 А могут отличаться от приведенных в данной шкале зна­чений.

Трансформаторы тока, рассчитанные на номинальный первич­ный ток 15; 30; 75; 150; 300; 600; 750; 1200; 1500; 3000 и 6000 А, должны допускать неограниченно длительное время наибольший рабочий первичный ток, равный соответственно 16; 32; 80; 160; 320; 630; 800; 1250; 1600; 3200 и 6300 А. В остальных случаях наибольший первичный ток равен номинальному первичному току.

Трансформатор постоянного тока

... или предельная кратность первичного тока относительно его номинального значения, называется номинальной вторичной нагрузкой ТТ z2H. ном Для отечественных трансформаторов тока установлены следующие значения номинальной вторичной нагрузки S2H.ном ... переменного и ИП постоянного тока. В работе будут рассматриваться ИПТ переменного тока для установок и сетей с номинальной частотой тока 50 Гц. По ...

3. Номинальный вторичный ток I _{2 H} — указываемый в пас­портной таблице ТТ ток, проходящий по вторичной обмотке. Номинальный вторичный ток принимается равным 1 или 5 А, причем ток 1 А допускается только для ТТ с номинальным пер­вичным током до 4000 А. По согласованию с заказчиком допу­скается изготовление ТТ с номинальным вторичным током 2 или 2,5 А.

4. Вторичная нагрузка ТТ z _{2 H} соответствует полному сопро­тивлению его внешней вторичной цепи, выраженному в Омах, с указанием коэффициента мощности. Вторичная нагрузка может также характеризоваться полной мощностью в вольт-амперах, потребляемой ею при данном коэффициенте мощности и номинальном вторичном токе.

Вторичная нагрузка с коэффициентом мощности cos(φ ₂ ) = 0,8, при которой гарантируется установленный класс точности ТТ или предельная кратность первичного тока относительно его номинального значения, называется номинальной вторичной нагрузкой ТТ z_{2 H . ном}

Для отечественных трансформаторов тока установлены следую­щие значения номинальной вторичной нагрузки S _{2 H .ном} выраженной в вольт-амперах, при коэффициенте мощности cos(φ₂ ) = 0,8:

1; 2; 2,5; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75; 90; 100; 120.

Соответствующие значения номинальной вторичной нагрузки (в Омах) определяются выражением:

z _{2H. ном} = S_{2H. ном} / I² _2H

5. Коэффициент трансформации ТТ равен отношению первичного тока ко вторичному току.

В расчетах трансформаторов тока применяются две величины: действительный коэффициент трансформации n и номинальный коэффициент трансформации n _H . Под действительным коэффици­ентом трансформации понимается отношение действительного первичного тока к действительному вторичному току. Под номиналь­ным коэффициентом трансформации n_H понимается отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току.

6. Стойкость ТТ к механическим и тепловым воздействиям характеризуется током электродинамической стойкости и током термической стойкости.

Ток электродинамической стойкости I _д равен наибольшей амп­литуде тока короткого замыкания за все время его протекания, которую ТТ выдерживает без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе. Ток I_д характеризует способность ТТ противостоять механическим (электродинамическим) воздей­ствиям тока короткого замыкания. Электродинамическая стой­кость может характеризоваться также кратностью K_д , представля­ющей собой отношение тока электродинамической стойкости к амплитуде номинального первичного тока. Требования электро­динамической стойкости не распространяются на шинные, встроенные и разъемные ТТ.

Расчёт токов короткого замыкания и выбор трансформаторов тока

... месторасположение ее в сети. 1. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 1.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания Схема замещения исследуемой сети для расчета токов короткого замыкания (КЗ) представлена на рис. 1.1. токов КЗ Расчет Первоначально определим ток короткого замыкания в точке К 1 ...

Термическая стойкость может характеризоваться кратностью K _т тока термической стойкости, представляющей собой отноше­ние тока термической стойкости к действующему значению номи­нального первичного тока.

В соответствии с ГОСТ 7746—78 для отечественных ТТ уста­новлены следующие токи термической стойкости:

а) односекундный I _1Т или двухсекундный I_2т (или кратность их К_{1 T} и K_2Т по отношению к номинальному первичному току) для трансформаторов тока на номинальные напряжения 330 кВ и выше;

б) односекундный I _1Т или трехсекундный; I_3Т (или кратность их K_{1 T} и K_{3 T} по отношению к номинальному первичному току) для трансформаторов тока на номинальные напряжения до 220 кВ включительно.

Между токами электродинамической и термической стойкости должны быть следующие соотношения:

для ТТ на номинальные напряжения 330 кВ и выше

I _Д ≥ 1,8 √2 I_{1 T} или I_Д ≥ 1,8 √2 I_{2 T}

для ТТ на номинальные напряжения до 220 кВ

I _Д ≥ 1,8 √2 I_{1 T} или I_Д ≥ 1,8 √2 I_{3 T}

Температура токоведущих частей ТТ при токе термической стойкости не должна превышать: 200 °С для токоведущих частей из алюминия; 250 °С для токоведущих частей из меди и ее сплавов, соприкасающихся с органической изоляцией или маслом, и 300 °С для токоведущих частей из меди и ее сплавов, не соприкасающихся с органической изоляцией или маслом. При определении указан­ных значений температуры следует исходить из начальных ее зна­чений, соответствующих длительной работе трансформатора тока при номинальном токе.

Значения токов электродинамической и термической стойкости ТТ государственным стандартом не нормируются. Однако они должны соответствовать электродинамической и термической стойкости других аппаратов высокого напряжения, устанавливае­мых в одной цепи с трансформатором тока.

Принципиальная схема одноступенчатого электромагнитного трансформатора тока и его схема замещения приведены на рис. 2. Как видно из схемы, основными элементами трансформатора тока участвующими в преобразо­вании тока, являются пер­вичная 1 и вторичная 2 об­мотки, намотанные на один и тот же магнитопровод 3. Первичная обмотка включа­ется последовательно (в рас­сечку токопровода высокого напряжения 4, т. е. обтекается током линии I _j . Ко вторичной обмотке подключаются измерительные приборы (амперметр, токовая обмотка счетчика) или реле. При ра­боте трансформатора тока вторичная обмотка всегда замкнута на нагрузку.

Рис. 2. Принципиальная схема

трансформатора тока и его схема замещения.

первичной цепью

Задание: расшифровать условное обозначение прибора.

Дано:

Расшифровка:

1. Графические обозначения прибора «круг» по ГОСТу 21.404-85 – обозначает прибор, устанавливаемый вне щита (по месту)

Трансформатор напряжения

... | |тока, | | | | | |ВА | | |см/кв | | | |ВН |НН |0,5 |1,0 |3,0 | | | | |110/?3 |0.1?3;0,|400 |600 |1200 |2,25 |650х450|350 | | |1 | | | | |х1000 | | ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ серии НАМИ Трансформаторы напряжения трехфазные, масляные, ... |1 |800...1200VA | ВТОРИЧНАЯ ПРЕДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ от 2000ВА до 4000ВА. При напряжении от Um=72,5КВ до Um=420КВ также возможно обеспечить более ...

2. Символ Fпо ГОСТу 21.404-85–основное обозначение измеряемой величины — расход.

3. Символ Iпо ГОСТу 21.404-85–отображение информации – показания.

Вывод: Прибор для измерения расхода показывающий, установленный по месту.

Например: дифманометр (ротаметр), показывающий.

Дифманометр — это

1. Трансформаторы тока. Под ред. В.В. Афанасьев и.др. М: Энергия 1989

2. Бачурин Н.И. Трансформаторы тока. М.: Энергия, 1964

3. Вовин В.Н. Трансформаторы тока. М.: Энергия, 1966

4. Кибель В.М. Трансформаторы напряжения. М.: Энергия 1975

5. Грановский В.А. Системная метрология: метрологические системы и метрология систем. — СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 1999

6. ГОСТ 21.404-85 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ «Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах».