Определение трансформатора тока: как работают трансформаторы тока, типы, точность и безопасность

Спросите двух инженеров, что такое трансформатор тока, и вы услышите два ответа, которые звучат по-разному, но означают одно и то же. Один описывает счетчик, который выставляет счет фабрике за энергию. Другой описывает реле, которое отключает автоматический выключатель за несколько миллисекунд. Оба говорят об устройстве, которое воспроизводит ток, текущий в первичной цепи, как уменьшенную, точно масштабированную копию во вторичной цепи, сохраняя при этом две цепи электрически разделенными. В этом разделении и заключается весь смысл: приборы и реле могут работать при безопасном напряжении, в то время как первичный проводник остается под потенциалом системы.

Определение трансформатора тока: что на самом деле означает этот термин

Трансформатор тока, обычно сокращенно называемый ТТ, представляет собой измерительный трансформатор, в котором вторичный ток при нормальных условиях использования существенно пропорционален первичному току и смещен по фазе от него на угол, близкий к нулю для определенного направления подключения. Это формальное определение, используемое в IEC 61869-2 и IEEE C57.13, и оно влечет за собой три практических следствия.

• Соотношение установлено на заводе. CT 400/5 всегда умножается на коэффициент 80, и ничто, связанное со вторичной обмоткой, этого не меняет.
• Вторичный ведет себя как источник тока. Его ток определяется первичным током, а не нагрузкой, приложенной к нему, пока нагрузка остается в пределах номинального предела.
• Две миссии, два проекта. Измерительные сердечники рассчитаны на точность при нормальной нагрузке; Ядра защиты созданы таким образом, чтобы оставаться предсказуемыми, когда ток повреждения превышает номинальное значение в десять или двадцать раз.

Стандартные номиналы вторичной обмотки составляют 1 А и 5 А. Вторичная обмотка на 1 А снижает напряжение нагрузки и потери в проводах, что подходит для длинных кабельных трасс на больших подстанциях, тогда как вторичная обмотка на 5 А обычно используется в промышленных распределительных устройствах, где участки короткие.

Как трансформатор тока создает пропорциональный вторичный ток

ТТ — это магнитная цепь. Первичная обмотка представляет собой либо одну шину, кабель или шину, проходящую через окно сердечника, либо обмотку из нескольких витков вокруг сердечника. Вторичная обмотка представляет собой обмотку из множества витков тонкого медного провода на одном сердечнике. Баланс ампер-витков обеспечивает синхронизацию двух токов: первичный ток, умноженный на первичные витки, равен вторичному току, умноженному на вторичные витки, плюс небольшой ток возбуждения, который намагничивает сердечник.

Возьмите трансформатор тока 400/5 с током 100 А. Вторичный ток равен 100 А, умноженному на 5/400, что составляет 1,25 А. Это число не определяется сердечником; физика делает. На что действительно влияет сердечник, так это на небольшую оставшуюся ошибку, поскольку лучший материал сердечника, большее поперечное сечение и более короткий магнитный путь уменьшают ток возбуждения и, следовательно, уменьшают коэффициент трансформации и фазовую ошибку.

Вторичное напряжение также не фиксировано. Это все, что необходимо для пропускания вторичного тока через подключенную нагрузку, то есть общее сопротивление контрольных кабелей, клемм, амперметров, датчиков и катушек реле. Держите нагрузку в пределах номинальных вольт-ампер и копия останется верной. Превысьте его, иначе неисправность приведет к насыщению сердечника, и вторичный ток перестанет точно отслеживать первичный.

Типы трансформаторов тока, используемых в современных распределительных устройствах

Физическая конструкция зависит от того, где должен находиться CT.

• Первичная обмотка: многовитковая первичная обмотка для малых первичных токов и компактных измерений.
• Стержень или проходной тип: сплошной первичный стержень, который также служит механической опорой, что часто встречается в панелях среднего напряжения.
• Окно, кольцевое или тороидальное: через окно сердечника продевается кабель или шина, что удобно при проведении работ по модернизации.
• Монтаж на втулке: трансформатор тока устанавливается вокруг ввода внутри трансформатора, автоматического выключателя или отсека распределительного устройства, экономя место на панели.
• Разъемный сердечник или зажим: сердечник открывается, чтобы соответствовать существующему проводнику, что полезно для энергоаудита без отключения электроэнергии.
• Баланс жилы или нулевая последовательность: все три фазы проходят через одну жилу, поэтому измеряется только остаточный ток, стандартный стандартный блок для чувствительной защиты от замыканий на землю.

Изоляция разделяет семейство столь же четко: литая эпоксидная смола для внутреннего оборудования среднего напряжения, масло или газ для более высокого напряжения и формованный пластик или воздух для низковольтных панельных приборов. Поскольку трансформатор тока почти всегда оказывается внутри отсека распределительного устройства, размер его окна, расстояние между шинами, путь утечки и расположение клемм обычно выбираются вместе с самой панелью. В нашем руководстве по распределительным устройствам высокого напряжения объясняется, как эти отсеки, шины и блокировки соединяются друг с другом вокруг измерительных трансформаторов.

Бронированное съемное распределительное устройство в металлическом корпусе 24 кВ Данное распределительное устройство представляет собой сборную конструкцию, надежно соединенную высокопрочными болтами и заклепками-гайками. Для обеспечения эксплуатационной безопасности главный выключатель, ручная тележка и... Посмотреть продукт →

Класс точности, нагрузка и другие номинальные значения

Паспортная табличка — это короткий документ, и каждое поле на ней существует, потому что оно меняет размеры.

Еще три ценности заслуживают внимания. Коэффициент ограничения точности показывает, во сколько раз номинальный ток может выдерживать защитное ядро, прежде чем его ошибка превысит установленный предел. Коэффициент безопасности прибора показывает, насколько сильно измерительный сердечник может быть перегружен до потери точности, а низкий коэффициент защищает счетчик. Номинальный непрерывный тепловой ток, обычно в 1,2 раза превышающий номинальный, определяет тепловой потолок, тогда как кратковременный тепловой ток и его продолжительность описывают то, что трансформатор тока может выдержать во время повреждения.

Чем опасна открытая средняя школа

Вторичная обмотка трансформатора тока обычно работает вблизи короткого замыкания с напряжением всего в несколько вольт. Разомкните эту цепь, пока протекает первичный ток, и баланс мгновенно изменится: без вторичных ампер-витков, противодействующих первичной магнитодвижущей силе, весь первичный ток становится током возбуждения. Сердечник сильно насыщается, поток меняется очень быстро, и на открытых выводах появляется резкий всплеск напряжения. Этот пик может достигать киловольт, чего достаточно, чтобы пробить изоляцию, вызвать возникновение дуги и подвергнуть серьезному удару любого, кто находится поблизости, а сердечник и обмотка могут быть разрушены при нагревании.

1. Перед отсоединением любого счетчика, реле или кабеля закоротите вторичную обмотку с помощью перемычки или тестовой клеммной колодки.
2. Используйте тестовые блоки с замыкающими перемычками, обеспечивающими замыкание перед размыканием, чтобы цепь никогда не размыкалась, пока панель находится под напряжением.
3. Заземлите одну точку вторичной цепи, обычно звезду, и только одну точку, чтобы избежать циркулирующих токов.
4. Перед подачей питания проверьте полярность P1, P2 и S1, S2, поскольку изменение полярности нарушает дифференциальную и направленную защиту.

Трансформатор тока против трансформатора напряжения

Оба являются измерительными преобразователями и оба существуют для того, чтобы дать приборам безопасную, масштабированную копию первичной величины. Они ведут себя противоположным образом.

Где используются трансформаторы тока в реальных установках

Трансформаторы тока появляются везде, где необходимо безопасно измерить ток или быстро отреагировать на него.

• Учет доходов, при котором класс точности и нагрузка определяют, является ли счет справедливым.
• Защита от перегрузки по току и замыкания на землю, при которой трансформатор тока должен показывать истинную информацию при токе, во много раз превышающем номинальный.
• Дифференциальные схемы трансформаторов и схемы ограниченного замыкания на землю, которые зависят от согласования характеристик и правильной полярности.
• Защита двигателей, генераторов и фидеров, а также мониторинг качества электроэнергии и энергопотребления для предприятий и центров обработки данных.
• Панели управления и энергетические системы зданий, питание ПЛК, SCADA и входы мониторинга.

В кольцевом главном блоке, комплектной подстанции или компактном распределительном помещении трансформаторы тока интегрируются в распределительное устройство, а не приобретаются как отдельные компоненты, поскольку окно, монтаж и проводка являются частью конструкции панели.

Крытое оборудование сетевого переключателя переменного тока с металлическим закрытым кольцом В этом продукте используется передовая технология композитной изоляции, обеспечивающая устойчивость к ультрафиолетовым лучам, антивозрастные свойства, высокую прочность и электроизоляционные свойства. Посмотреть продукт →

Как выбрать трансформатор тока: практический контрольный список

• Первичный номинал и коэффициент: поддерживайте нормальную нагрузку в пределах от 50 до 100 процентов номинального первичного тока с запасом на перегрузку.
• Вторичный номинал: 1 А для длинных кабелей, 5 А для коротких промышленных участков.
• Класс точности: 0,5 или выше для биллинга, 5П или 10П для защиты.
• Номинальная нагрузка: добавьте катушки реле, катушки счетчика, датчики и сопротивление пилотного кабеля, затем оставьте запас.
• Коэффициент ограничения точности и коэффициент безопасности: достаточно высокий для самой серьезной неисправности и достаточно низкий для защиты счетчика.
• Уровень изоляции, размер окна и монтаж: соответствуют распределительному устройству или трансформатору, на котором будет установлен трансформатор тока.
• Кратковременный тепловой ток: он должен превышать предполагаемый ток короткого замыкания в течение указанного периода времени.
• Окружающая среда: внутри или снаружи, температура окружающей среды, высота над уровнем моря, уровень загрязнения и сейсмические требования.

Большинство ошибок в спецификациях возникает из-за того, что трансформатор тока рассматривается как изолированная деталь. На практике трансформатор тока внутри панели, сама панель и трансформатор, который она защищает, представляют собой одну электрическую систему. Большой трансформатор с литой изоляцией и реле фидера видят одну и ту же неисправность, поэтому измерительные трансформаторы и настройки защиты должны быть скоординированы, а не выбраны отдельно.

Трансформатор сухого типа, отлитый из эпоксидной смолы - от 800 до 25 000 кВА В трансформаторах сухого типа, отлитых из эпоксидной смолы серии SC10-800~2500, для обмоток как высокого, так и низкого напряжения используется усовершенствованный процесс литья смолы под давлением в вакууме. Э... Посмотреть продукт →

Определение трансформатора тока, в конечном счете, является обещанием: точно измерить первичный ток, изолировать людей и приборы на выходе и оставаться предсказуемым в случае возникновения неисправности. Соотношение, класс, нагрузка, размер окна и изоляция — это просто детали, благодаря которым это обещание выполняется в конкретном распределительном щите.

Detong Transformer производит оборудование среднего напряжения, в котором эти обещания выполняются каждый день. В наш ассортимент входят сухие трансформаторы с литой изоляцией, масляные силовые и распределительные трансформаторы, реакторы с железным сердечником, бронированные распределительные устройства, кольцевые силовые агрегаты и сборные подстанции, все они спроектированы для скоординированного использования в одной распределительной системе. Если вы определяете требования к измерительному трансформатору и защите для предстоящего проекта, наши инженеры будут рады помочь собрать все детали в один надежный пакет.