Меню

Индуктивное сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока



Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 11

1 Тема от Notepad 2012-11-25 22:20:09 (2012-11-25 22:21:48 отредактировано Notepad)

  • Notepad
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-04-13
  • Сообщений: 74
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Добрый вечер! Подскажите, пожалуйста, чем грозит разные сопротивления вторичных обмоток ТТ? На двух фазах по 0,51 Ом соответственно, а на третей — 0,36 Ома. По нормам говорится про расхождение в 2% от среднего значения, а чем обусловлено? Спасибо!

2 Ответ от lik 2012-11-26 09:59:02

  • lik
  • собеседник
  • Неактивен
  • Откуда: Киев
  • Зарегистрирован: 2011-01-09
  • Сообщений: 2,446
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Судя по всему, Вы делаете проверку нового ТТ, и, естественно, должны быть уверены в его исправности. Честно говоря, норм не помню, н6отакое отличие должно вызывать подозрение. Более достоветное сравнение ТТ — это по ВАХ. Если меньшее акт. сопр. из-за закороченных вуитков, то и ВАХ у этих ТТ будут сильно отличаться (у того, что с меньшим сопрот., ВАХ будет ниже). Тогда надо браковать этот ТТ.
Но бывали случаи, когда при разных акт. сопр. ВАХ почти одиинаковы. Это бывает из-за того, что по какой-то причине намотали обмоткм проводом разного сечения. Что дедать в этом случае? Я считаю, что и в этом случае лучше забраковать отлич. ТТ.
Что другие коллеги скажут?

3 Ответ от Notepad 2012-11-26 20:39:49

  • Notepad
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-04-13
  • Сообщений: 74
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Да, новый ТТ на 110 кВ. На каждой фазе по два ТТ висит, у каждого по три керна (0,5 10Р 10Р), у пяти ТТ обмотка 0,5 имеет сопротивление 0,36 Ом, а две 10Р по 0,52. А на этом все наоборот. Обмотка 0.5 — 0,52 Ома, а 10Р обе по 0,36. ВАХ снимали — все нормально, кривая лежит несущественно выше, чем на других трансформаторах тока, без каких-либо «нехороших точек». Есть подозрения, что и в правду на заводе перепутали провода. Еще раз повторю вопрос, чем данная ситуация может грозить и чем обусловлены нормы на данные измерения? 😎
LIK, спасибо за овтет 🙂

4 Ответ от SVG 2012-11-26 21:05:39

  • SVG
  • SVG
  • guest
  • Неактивен
  • Откуда: Гондурас
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 3,564

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Есть подозрения, что и в правду на заводе перепутали провода.

Запросто. Осталось сравнить ВАХ обмоток 10Р и 0.5 этого ТТ с остальными и всё станет на свои места. Обычно ВАХ обмотки 0,5 идёт чуть ниже, чем у 10Р. Да, и посмотреть паспорта ТТ, сравнить полученные ВАХ с точками намагничивания из паспортов. Мне кажется, что ВАХ 10Р этого ТТ будет очень близка к обмотке 0,5 остальных и наоборот.

5 Ответ от mic61 2012-11-27 02:15:28

  • mic61
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-01-07
  • Сообщений: 72
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Давайте посмотрим числовые данные ВАХ. Укажите тип трансформатора тока и Ктт. Может там отпайки (Ктт) перепутаны? Коэффициенты Вы меряли?

6 Ответ от lik 2012-11-27 09:40:17

  • lik
  • собеседник
  • Неактивен
  • Откуда: Киев
  • Зарегистрирован: 2011-01-09
  • Сообщений: 2,446
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Это прекрасно. Но.

кривая лежит несущественно выше, чем на других трансформаторах тока

А здесь поподробнее. Может, Вы имели в виду не ТТ, а все аобмотки 0,5 по сравнению со всеми обм. 10Р. То есть, ВАХ обм. 0,5 всех сходны, то же с ВАХ обм. 10Р. И ВАХ обм. 0.5 ниже обм. 10Р. Если так, то с ВАХ действительно нормально. Или я неправильн понял. Тогда подробнее — как?
Ну и советы коллег в постах 4,5 учтите. Действительно, есть ли там отпайки? Если есть, то надо еще внимательно проверить, правильно ли садились на нужные вывода ТТ. Ну, и вправду могут быть перепутаны отпайки. А то, что надо Ктт проверять, так для нового ТТ это обязательно.
Если же с отпайками, Ктт и ВАХ все ОК, и только активные сопротивления разняться, значит, на сечения проводов надо грешить. И тогда даже независимо от норм, лучше браковать ТТ с неправильными проводами.

7 Ответ от Notepad 2012-11-27 21:15:11 (2012-11-27 21:17:56 отредактировано Notepad)

  • Notepad
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-04-13
  • Сообщений: 74
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Все поняли правильно. Цифры, к сожалению, остались на работе. Но ВАХ обмоток данного ТТ сходны со всеми другими трансформаторами тока (0,5 с 0,5, 10Р с 10Р соответственно). Ктт мерили — верный. 1000/5. Сопротивление перемеряли и на прямую с выводов обмоток трансформатора — все тоже самое. Отпаек нет. Точка намагничивания совпадает с паспортной.
Тип ТВ 110 IX — 3.
И все же, может кто захочет порассуждать, чем именно грозит данное несоответствие сопротивлений, что оно может за собой повлечь кроме, вероятно, погрешностей разных?)

8 Ответ от Long_Ago 2012-11-27 22:01:11

  • Long_Ago
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-07-30
  • Сообщений: 1,052
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

На двух фазах по 0,51 Ом соответственно, а на третей — 0,36 Ома. . . . что оно может за собой повлечь кроме, вероятно, погрешностей разных?

При токах нагрузки ничем не грозит.
И при токах КЗ, в случае работы до точки перегиба ВАХ тоже.
И при сопротивлении кабеля на порядок превышающий сопротивления обмоток тоже ничего страшного при любых токах КЗ.
А вот если при коротких кабелях, когда две фазы уйдут в насыщение, а одна останется ненасыщенной .

9 Ответ от lik 2012-11-28 10:18:36

  • lik
  • собеседник
  • Неактивен
  • Откуда: Киев
  • Зарегистрирован: 2011-01-09
  • Сообщений: 2,446
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

#8,
Мой коллега-тезка высказал практически те же мысли, что были у меня. И на том же этапе мышления — вопросительные знаки. Я просто не захотел выдавать незавершенную мысль. Но, видимо, не стоит этого опасаться. Вот я понял мысль коллеги, и другие поймут.
А резюме, видимо, такое. Перед тем, как изготавливать ТТ, теоретики продумывали какие-то вещи, практики проводили эксперименты. И результат — конструкция ТТ именно в таком виде, а не в каком другом. И сечение провода подобрали именно такое. И если при изготовлении ошиблись и намотали другим проводом, а не тем, что по техн. х-кам, то не надо даже думать, чем грозит. Нет, конечно думать не запрещено. И если человек все может проанализировать — честь ему и хвала. А если не может, надо просто браковать ТТ с не таким данными, как по тех. х-кам.
Правда, в данном случае вроде в тех. х-ках активное сопротивление обм. ТТ не указано. Но косвенным признаком правильности может служить количество ТТ с данным сопротивлением. И когда у нескольких совпадает, а у одного -нет, значит, этот один неправильный.
А вообще лучше в заводских данных приводить активное сопротивление обм. ТТ. Тут может быть и обратная ситуация.Скажем, схалтурилина заводе, и не сплошным проводом намотали, а где-то есть пайка. Но пайка плохая, и акт. сопр. выше, чем надо. Словом, если в тех. х-ках есть это сопрот., то при его отклонении в любую сторону надо ТТ браковать.

10 Ответ от lik 2012-11-28 11:16:30

  • lik
  • собеседник
  • Неактивен
  • Откуда: Киев
  • Зарегистрирован: 2011-01-09
  • Сообщений: 2,446
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

Еще возникли мысли и воспоминания на этот счет. Когда я в свое время проверял ТТ, то, насколько помню, не нормировалось акт. сопр. обмоток(мы их называли — омики). Так вот, мы тем не менее по какой-то служившейся на основе опыта традиции меряли омики обмоток ТТ и обращали внимание, если у одинаковых ТТ они разнились. И даже отбраковывали те, что выходили из ряда вон.
Я в прошлом посту привел примеры (как и другие коллеги), из-за чего могут быть разные омики и чем это чревато. Но таких случаев разных сопротивлений может быть множество. И это хорошо, когда у наладчиков входит в традицию мерять и обращать внимание на акт. сопр. Но лучше было бы, если бы это входило в нормы проверок, и чтобы завод давал данные по акт. сопр. обмоток. И тогда если сопр. выходит за рамки допустимых отклонений — отбраковывай не задумываясь.

Читайте также:  Расчет силы тока при изменении напряжения

11 Ответ от Notepad 2012-12-23 21:27:26

  • Notepad
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2011-04-13
  • Сообщений: 74
  • Репутация : [ 0 | 0 ]

Re: Сопротивление вторичной обмотки ТТ

В итоге запросили письмо с завода, в котором они указали, что все в порядке и можно использовать эти трансформаторы для работы вместе, которое устроило эксплуатацию. Хотя на том заводе хитрые ребята сидят. Сказали, что нормы по измерению сопротивления написаны для ТТ от 110 кВ, а у них мол даже в руководстве написано, что «Трансформаторы тока относятся к оборудованию на 0,66 кВ и могут быть установлены на ввод любого класса напряжения при соблюдении ряда условий. В обозначении трансформатора указан не его класс напряжения, а класс напряжения высоковольтного ввода, под который он был изначально разработан», и мол не надо эти нормы вообще и применять 😎 .

Источник

Правильный выбор трансформатора тока по ГОСТу

Задача данной статьи дать начальные знания о том, как выбрать трансформатор тока для цепей учета или релейной защиты, а также родить вопросы, самостоятельное решение которых увеличит ваш инженерный навык.

В ходе подбора ТТ я буду ссылаться на два документа. ГОСТ-7746-2015 поможет в выборе стандартных значений токов, мощностей, напряжений, которые можно принимать для выбора ТТ. Данный ГОСТ действует на все электромеханические трансформаторы тока напряжением от 0,66кВ до 750кВ. Не распространяется стандарт на ТТ нулевой последовательности, лабораторные, суммирующие, блокирующие и насыщающие.

Кроме ГОСТа пригодится и ПУЭ, где обозначены требования к трансформаторам тока в цепях учета, даны рекомендации по выбору.

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.

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.

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
Читайте также:  Особенности гашения дуги при переменном токе

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.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Источник

Правильный выбор трансформатора тока по ГОСТу

Задача данной статьи дать начальные знания о том, как выбрать трансформатор тока для цепей учета или релейной защиты, а также родить вопросы, самостоятельное решение которых увеличит ваш инженерный навык.

В ходе подбора ТТ я буду ссылаться на два документа. ГОСТ-7746-2015 поможет в выборе стандартных значений токов, мощностей, напряжений, которые можно принимать для выбора ТТ. Данный ГОСТ действует на все электромеханические трансформаторы тока напряжением от 0,66кВ до 750кВ. Не распространяется стандарт на ТТ нулевой последовательности, лабораторные, суммирующие, блокирующие и насыщающие.

Кроме ГОСТа пригодится и ПУЭ, где обозначены требования к трансформаторам тока в цепях учета, даны рекомендации по выбору.

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.

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:

Читайте также:  Среднее значение тока физический смысл

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.

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.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Источник

Что такое реактивное сопротивление трансформатора?

Мы привыкли считать, что все магнитные потоки в трансформаторе пронизывают обе обмотки и магнитопровод. Если бы существовал идеальный трансформатор, то это действительно так бы и происходило. К сожалению, в реальности часть магнитного потока преодолевает изоляционное пространство, выходит за пределы обмоток и замыкается в них (см. рис. 1). В результате возникает реактивное сопротивление трансформатора. Такое явление ещё называют рассеиванием магнитных потоков.

Рис. 1. Схема, иллюстрирующая рассеивание магнитных потоков

В катушках существуют и другие сопротивления, являющиеся причинами потерь мощности. Таковыми являются: внутреннее сопротивление материалов обмоток, и рассеивания, вызванные индуктивными сопротивлениями. Совокупность рассеиваний магнитных потоков называют внутренним сопротивлением или импедансом трансформатора.

Потери реактивных мощностей

Вспомним, как работает идеальный двухобмоточный трансформатор (см. рис. 2). Когда первичная обмотка окажется под переменным напряжением (например, от электрической сети), возникнет магнитный поток, который пронизывает вторичную катушку индуктивности. Под действием магнитных полей происходит возбуждение вторичных обмоток, в витках которых возникает ЭДС. При подключении активной мощности к прибору во вторичной цепи начинает протекать переменный ток с частотой входного тока.

Устройство трансформатора

Рис. 2. Устройство трансформатора

В идеальном трансформаторе образуется прямо пропорциональная связь между напряжениями в обмотках. Их соотношение определяется соотношением числа витков каждой из катушек. Если U1 и U2 – напряжения в первой и второй обмотке соответственно, а w1 и w2 – количество витков обмоток, то справедлива формула: U1 / U2 = w1 / w2.

Другими словами: напряжение в рабочей обмотке во столько раз больше (меньше), во сколько раз количество мотков второй катушки увеличено (уменьшено) по отношению к числу витков, образующих первичную обмотку.

Величину w1 / w2 = k принято называть коэффициентом трансформации. Заметим, что формула, приведённая выше, применима также для автотрансформаторов.

В реальном трансформаторе часть энергии теряется из-за рассеяния магнитных потоков (см. рис. 1). Зоны, где происходит концентрация потоков рассеяния обозначены пунктирными линиями. На рисунке видно, что индуктивность рассеяния охватывает магнитопровод и выходит за пределы обмоток.

Наличие реактивных сопротивлений в совокупности с активным сопротивлением обмоток приводят к нагреванию конструкции. То есть, при расчётах КПД необходимо учитывать импеданс трансформатора.

Обозначим активное сопротивление обмоток символами R1 и R2 соответственно, а реактивное – буквами X1 и X2. Тогда импеданс первичной обмотки можно записать в виде: Z1= R1+jX1. Для рабочей катушки соответственно будем иметь: Z2= R2+jX2, где j – коэффициент, зависящий от типа сердечника.

Реактивное сопротивление можно представить в виде разницы индукционного и ёмкостного показателя: X = RL – RC. Учитывая, что RL = ωL, а RC = 1/ωC, где ω – частота тока, получаем формулу для вычисления реактивного сопротивления: X = ωL – 1/ωC.

Не прибегая к цепочке преобразований, приведём готовую формулу для расчёта полного сопротивления, то есть, для определения импеданса трансформатора:

Импеданс трансформатора

Суммарное сопротивление трансформатора необходимо знать для определения его КПД. Величины потерь в основном зависят от материала обмоток и конструктивных особенностей трансформаторного железа. Вихревые потоки в монолитных стальных сердечниках значительно больше, чем многосекционных конструкциях магнитопроводов. Поэтому на практике сердечники изготавливаются из тонких пластин трансформаторной стали. С целью повышения удельного сопротивления материала, в железо добавляют кремний, а сами пластины покрывают изоляционным лаком.

Для определения параметров трансформаторов важно найти активное и реактивное сопротивление, провести расчёты потерь холостого хода. Приведённая выше формула не практична для вычисления импеданса по причине сложности измерений величин индукционного и ёмкостного сопротивлений. Поэтому на практике пользуются другими методами для расчёта, основанными на особенностях режимов работы силовых трансформаторов.

Режимы работы

Двухобмоточный трансформатор способен работать в одном из трёх режимов:

  • вхолостую;
  • в режиме нагрузки;
  • в состоянии короткого замыкания.

Для проведения расчётов режимов электрических цепей проводимости заменяют нагрузкой, величина которой равна потерям при работе в режиме холостого хода. Вычисления параметров схемы замещения проводят опытным путём, переводя трансформатор в один из возможных режимов: холостого хода, либо в состояние короткого замыкания. Таким способом можно определить:

  • уровень потерь активной мощности при работе на холостом ходу;
  • величины потерь активной мощности в короткозамкнутом приборе;
  • напряжение короткого замыкания;
  • силу тока холостого хода;
  • активное и реактивное сопротивление в короткозамкнутом трансформаторе.

Параметры режима холостого хода

Для перехода в работу на холостом ходу необходимо убрать отсутствует нагрузку на вторичной обмотке, то есть – разомкнуть электрическую цепь. В разомкнутой катушке напряжение отсутствует. Главной составляющей тока в первичной цепи является ток, возникающий на реактивных сопротивлениях. С помощью измерительных приборов довольно просто найти основные параметры переменного тока намагничивания, используя которые можно вычислить потери мощности, умножив силу тока на подаваемое напряжение.

Схема измерений на холостом ходу показана на рисунке 3. На схеме показаны точки для подключения измерительных приборов.

Схема режима холостого хода

Рис. 3. Схема режима холостого хода

Формула, применяемая для расчётов параметров реактивной проводимости, выглядит так: Вт = Iх%*Sном / 100* Uв ном 2 Умножитель 100 в знаменателе применён потому, что величина тока холостого хода Iх обычно выражается в процентах.

Режим короткого замыкания

Для перевода трансформатора на работу в режиме короткого замыкания закорачивают обмотку низшего напряжения. На вторую катушку подают такое напряжение, при котором в каждой обмотке циркулирует номинальный ток. Поскольку подаваемое напряжение существенно ниже номинальных напряжений, то потери активной мощности в проводимости настолько малы, что ими можно пренебречь.

Таким образом, у нас остаются активные мощности в трансформаторе, которые расходуются на нагрев обмоток: ΔPk = 3* I1ном * Rт. Выразив ток I1 ном через напряжение Uка и сопротивление Rт, умножив выражение на 100, получим формулу для вычисления падения напряжения в зонах активного сопротивления (в процентах):

Падение напряжения в зонах активного сопротивления

Активное сопротивление двухобмоточного силового трансформатора вычисляем по формуле:

Расчет сопротивления Rт

Подставив значение Rт в предыдущую формулу, получим:

Формула расчета падения напряжения итоговая

Вывод: в короткозамкнутом трансформаторе падение напряжения в зоне активного сопротивления (выраженная в %) прямо пропорционально размеру потерь активной мощности.

Формула для вычисления падения напряжения в зонах реактивных сопротивлений имеет вид:

Формула для вычисления падения напряжения в зонах реактивных сопротивлений

Реактивное сопротивление

Величины реактивных сопротивлений в современных трансформаторах гораздо меньше активного. Поэтому можно считать что падение напряжения в зоне реактивного сопротивления Uк рUк, поэтому для практических расчётов можно пользоваться формулой: XT = Uk*Uв ном 2 / 100*Sном

Рассуждения, приведённые выше, справедливы также для многообмоточных, в том числе и для трёхфазных трансформаторов. Однако вычисления проводятся по каждой обмотке в отдельности, а задача сводится к решению систем уравнений.

Знание коэффициентов мощности, сопротивления рассеивания и других параметров магнитных цепей позволяет делать расчёты для определения величин номинальных нагрузок. Это, в свою очередь, обеспечивает работу трансформатора в промежутке номинальных мощностей.

Источник