Вимірювальні трансформатори струму і напруги конструкції, технічні характеристики

Вимірювальні трансформатори струму і напруги створені для зменшення первинних струмів і напруг до значень, більш комфортних для підключення вимірювальних пристроїв, реле захисту, пристроїв автоматики. Застосування вимірювальних трансформаторів забезпечує безпеку працюючих, тому що ланцюга вищої і нижчої напруги розбиті, також дозволяє уніфікувати конструкцію пристроїв і реле.

Технічні властивості трансформаторів струму

Номінальний первинний і вторинний струм трансформаторів струму

Трансформатори струму характеризуються номінальним первинним струмом Iном1 (стандартна шкала номінальних первинних струмів містить значення від 1 до 40000 А) і номінальним вторинним струмом Iном2, який прийнятий рівним 5 або 1 А. Ставлення номінального первинного до номінального вторинного струму являє собою коефіцієнт трансформації КТА = Iном1 / Iном2

Струмова похибка трансформаторів струму

Трансформатори струму характеризуються струмового похибкою ΔI = (I2K-I1) * 100 / I1 (у відсотках) і кутовий похибкою (в хвилинах). Залежно від струмового похибки вимірювальні трансформатори струму розбиті на 5 класів точності: 0,2 0,5- 1 3 10. Найменування класу точності відповідає граничної струмового похибки трансформатора струму при первинному струмі, рівному 1-1,2 номінального. Для лабораторних вимірювань передбачені трансформатори струму класу точності 0,2, для приєднань лічильників електроенергії -
трансформатори струму класу 0,5, для приєднання щитових вимірювальних пристроїв -класів 1 і 3.

Навантаження трансформаторів струму

Навантаження трансформатора струму - це повне опір зовнішньої ланцюга Z2, виражене в Омасі. Опору r2 і х2 є опір пристроїв, проводів і контактів. Навантаження трансформатора можна
також характеризувати уявній потужністю S2 В * А. Під номінальним навантаженням трансформатора струму Z2ном розуміють навантаження, при якій похибки не виходять за межі, встановлені для трансформаторів даного класу точності. Значення Z2ном дається в каталогах.

Електродинамічна стійкість трансформаторів струму

Електродинамічну стійкість трансформаторів струму характеризують номінальним струмом динамічної стійкості Iм.дін. або відношенням kдін = Теплова стійкість визначається номінальним струмом теплової стійкості Iт або відношенням kт = I т / I1ном і допустимим часом діяння струму теплової стійкості tт.

Конструкції трансформаторів струму

По конструкції розрізняють трансформатори струму котушкові, одновиткового (типу Тополь), багатовиткові з литою ізоляцією (типу ТПЛ і ТЛМ). Трансформатор типу ТЛМ призначений для КРУ і конструктивно поєднаний з одним із штепсельних роз`ємів первинної ланцюга осередки.

Для величезних струмів використовують трансформатори типу ТШЛ і ТПШЛ, у яких роль первинної обмотки робить шина. Електродинамічна стійкість таких трансформаторів струму визначається стійкістю шини.

Для ОРУ випускають трансформатори типу ТФН в фарфоровому корпусі з паперово-масляною ізоляцією і каскадного типу ТРН. Для релейного захисту є особливі конструкції. На висновках масляних бакових вимикачів і силових трансформаторів напругою 35 кВ і вище встановлюються інтегровані трансформатори струму. Похибка їх за інших рівних умов більше, ніж в окремо стоять трансформаторів.

Технічні властивості вимірювальних трансформаторів
напруги

Номінальні первинне і вторинне напруга вимірювальних
трансформаторів напруги

Трансформатори напруги характеризуються номінальними значеннями первинної напруги, вторинного напруги (зазвичай 100 В або 100 /), коефіцієнта трансформації К = U1ном / U2ном. Залежно від похибки розрізняють наступні класи точності трансформаторів напруги: 0,2-0,5- 1: 3.

Навантаження трансформаторів напруги

Вторинне навантаження трансформатора напруги-це потужність зовнішньої вторинної ланцюга.
Під номінальною вторинною навантаженням розуміють найбільше навантаження, при якій похибка не виходить за допустимі межі, встановлені для трансформаторів даного класу точності.

Конструкції трансформаторів напруги

В установках напругою до 18 кВ використовуються трифазні і однофазних трансформатори, при більш високих напругах - тільки однофазовий. При напрузі до 20 кВ є величезна кількість типів трансформаторів напруги: сухі (НІС), масляні (НОМ, ЗНОМ. НТМИ, НТМК), з литою ізоляцією (ЗНОЛ). Слід відрізняти однофазовий двохобмотувальні трансформатори НОМ від однофазних триобмоткових трансформаторів ЗНОМ. Трансформатори типів ЗНОМ-15, -20 -24 і ЗНОЛ-06 встановлюються в комплектних струмопроводах потужних генераторів. В установках напругою 110 кВ і вище використовують трансформатори напруги каскадного типу НКФ і ємнісні подільники напруги НДЕ.

Схеми включення трансформаторів напруги

Залежно від призначення можуть застосовуватися різні схеми включення трансформаторів напруги. Два однофазних трансформатора напруги, з`єднані в неповний трикутник, дозволяють визначати два лінійних напруги. Доцільна така схема для підключення лічильників і ватметрів. Для вимірювання лінійних і фазних напруг можуть бути застосовані три однофазних трансформатора (ЗНОМ, ЗНОЛ), з`єднані за схемою «зірка - зірка», або трифазний типу НТМИ. Так само з`єднуються в трифазну групу однофазних трьохобмотувальні трансформатори типу ЗНОМ і НКФ.

Приєднання розрахункових лічильників до трифазних трансформаторів напруги не рекомендується, тому що вони мають, зазвичай, несиметричну магнітну систему і збільшену похибка. Для цієї мети краще встановлювати групу з 2-ух однофазних трансформаторів з`єднаних в неповний трикутник.

Трансформатори напруги вибирають за умовами Uуст ≤U1ном, S2≤ S2ном в намічуваному класі точності. За S2ном приймають потужність всіх 3-х фаз однофазних трансформаторів напруги, з`єднаних за схемою зірки, і подвоєну потужність однофазового трансформатора, включеного по, схемою неповного трикутника.