ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА

Название: ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА

Автор: В. В. Афанасьев, H. М. Адоньев

Формат: djvu

Страниц: 416

Издатель: Энергоатомиздат

Описание

Приведена методика расчета и проектирования высоковольтных трансформаторов тока. Рассмотрены вопросы погрешностей трансформа­торов при нормальных условиях работы и при переходных режимах. Изложены различные методы компенсации погрешностей и рассмотрены конструкции трансформаторов. Уделено внимание перспективам развития трансформаторов тока. Даны примеры расчета. Первое издание вышло в 1980 г., второе издание переработано и дополнено, в частности материалом о современных измерительных преобразователях тока.

Назначение измерительных преобразователей и трансформа­торов тока. Под измерительным преобразователем тока (ИПТ) будем понимать устройство, предназначенное для преобразования первичного тока в такой выходной сигнал, информативные пара­метры которого функционально связаны с информативными пара­метрами первичного тока. Для создания ИПТ можно использовать различные физические явления. В настоящее время ИПТ обычно создаются на основе широко применяемого в электротехнике трансформаторного эффекта — в виде трансформатора.

Трансформатором тока, 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 TT для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ватт­метров, счетчиков и аналогичных приборов. Таким образом, транс­форматор тока для измерений обеспечивает:

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

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:

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

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.

Классификация ИПТ и ТТ. В зависимости от рода тока, ИПТ разделяются на ИП переменного и ИП постоянного тока. В даль­нейшем 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.

Целесообразно разделять ИПТ в зависимости от уровня напря­жения, определяющего конструкцию, а иногда и принцип дейст­вия ИПТ. С учетом применяемых в СССР номинальных напря­жений различают ИПТ низкого (номинальное напряжение до 1000 В) и высокого напряжения (1—1150 кВ и выше).

Все трансформаторы тока — и для измерений, и для защиты — можно классифицировать по следующим основным признакам.

По роду установки: трансформаторы тока для работы на от­крытом воздухе (категория размещения 1 по ГОСТ 15150—69); для работы в закрытых помещениях (по ГОСТ 15150—69); для встраивания в полости электрооборудования (категория в соот­ветствии с табл. 1-1); для специальных установок (в шахтах, на судах, электровозах и т. д.).

По способу установки: проходные трансформаторы тока, пред­назначенные для использования в качестве ввода и устанавливае­мые в проемах стен, потолков или в металлических конструкциях; опорные, предназначенные для установки на опорной плоскости; встраиваемые, т. е. предназначенные для установки в полости электрооборудования.

По числу коэффициентов трансформации: с одним коэффици­ентом трансформации; с несколькими коэффициентами трансфор­мации, получаемыми изменением числа витков первичной или вторичной обмотки, или обеих обмоток, или применением не­скольких вторичных обмоток с различным числом витков, соот­ветствующим различному номинальному вторичному току.

По числу ступеней трансформации: одноступенчатые; кас­кадные (многоступенчатые), т. е. с несколькими ступенями транс­формации тока.

По выполнению первичной обмотки: одновитковые; многовитковые.

Одновитковые TT (рис.) имеют две разновидности: без собственной первичной обмотки; с собственной первичной обмоткой. Одновитковые TT, не имеющие собственной первичной обмотки, выполняются встроенными, шинными или разъемными.

Встроенный трансформатор тока 1 (рис.) 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.

Схема трансформатора тока