Трансформаторы тока для электросчетчиков: обзор конструкций и схем подключения простыми словами для начинающего электрика

Монтаж трансформатора тока

Перед тем как выполнить непосредственно сам монтаж трансформатора тока необходимо провести его ревизию и проверку сопротивления изоляции. Если она низкая то есть менее 1 кОм на 1 Вольт, то для начала хорошенько просушите его с помощью тепловентилятора или другой тепловой пушки. Сопротивление изоляции стоит при этом проверять каждые полчаса. Во время ревизии также проверяют комплектность устройства, элементов крепежа, состояние фарфоровых диэлектрических частей и корпуса. Осмотреть нужно:

• колодку вторичных выводов для цепей защиты и контроля;
• наличие их обозначений, маркировку;
• паспортную таблицу;
• состояние резьбы на болтовых соединениях выводов;
• наличие гаек и шайб.

Перед тем как непосредственно начать монтаж трансформатора тока, конечно же, всё начинается с отключения высоковольтной установки, проверки отсутствия напряжения на токоведущих частях, а также установки переносных заземлений. Всё это является основными мерами безопасности персонала, производящего монтаж. Затем производится разметка в месте установки, и если необходимо то выполняются сверлильные работы в местах крепления конструкции. Если в помещении сыро, то стоит принять меры, препятствующие образованию коррозии (установка сушек и покраска контактных соединений). Запрещается установка трансформатора и монтаж, таким образом, чтобы их корпуса находились вплотную к друг, к другу. Расстояние должно быть не менее 100 мм.

Желательно если есть возможность то таблички с маркировкой должны быть видны из-за ограждений.

Главное правило подключения любого трансформатора тока, это запрет включения его в цепь без нагрузки на вторичной обмотке. Если нет возможности подключить прибор, то их необходимо соединить между собой, чтобы не возникло большое напряжение на ней, которое почти всегда приводит к выходу из строя измерительного устройства.

Схемы подключения

Схема подключения счетчика через трансформаторы тока Меркурий 230 предусматривает несколько способов его включения, отличающихся коммутацией линейных проводников: полукосвенное подключение; прямое включение; косвенный способ.

Полукосвенное включение

Полукосвенным называется вид подсоединения, при котором для снятия показаний применяется только один преобразователь – трансформатор тока, изготавливаемый в виде отдельного модуля. Это прибор позволяет понизить значение токовой составляющей, непосредственно воздействующей на исполнительный узел электросчетчика. С его помощью удается расширить диапазон мощностей, подлежащих учету в действующих электрических сетях. Кроме того, их применение гарантирует нормальное функционирование подключенного к ним оборудования.

Прямое подключение

В простейшей схеме подключения счетчиков Меркурий 230 используется принцип прямого подсоединения его рабочих обмоток в разрыв фазных питающих проводов. Подключать таким способом электрические счетчики допускается лишь при условии, что ток, протекающий в контролируемых цепях, не превышает значения 60-ти Ампер. Это ограничение касается каждой из фаз, подлежащих обязательному учету.

Используется этот способ крайне редко, поскольку при трехфазном питании пусковые токи в электродвигателях, например, достигают нередко сотен Ампер.

Косвенное включение

При косвенном соединении электрический счетчик включается в контролируемую цепь по нескольким схемам, разработанным специально для данного способа. Одна из них – подсоединение посредством десяти отдельных проводящих жил. С ее помощью удается реализовать раздельный учет тока и напряжения, что повышает эффективность и безопасность работы прибора во всех режимах. Недостатком этого способа считается большое количество коммутационных элементов, снижающих надежность выполнения счетчиком своих функций.

К данной категории относится схема, позволяющая подключить счетчик к трехфазной трехпроводной сети посредством 2-х трансформаторов тока и 2-х преобразователей напряжения. При ее применении удается несколько сократить число необходимых коммутаций и повысить надежность и безопасность эксплуатации учетного оборудования.

Монтаж силовых трансформаторов

Установка силового трансформатора должна выполняться специально обученными бригадами под руководством высококвалифицированных электротехнического персонала. Они должны иметь достаточный опыт по производству этих работ в чётком соответствии с ТТМ 16.800.723–80. Масляные трансформаторы, применяемые в силовых электроустановках, отправлять завод изготовитель может в следующих состояниях:

1. С залитым полностью маслом и собранные;
2. Частично разобранные, с герметичным баком, в котором масло залито ниже крышки;
3. Демонтированные частично без масла, бак заполнен инертным газом;

Все работы по монтажу трансформаторов выполняются в чёткой регламентированной последовательности

1. Разгрузка электрооборудования после прибытия с завода изготовителя;
2. Транспортировка к месту установки;
3. Подготовительные монтажные работы;
4. Проверка состояния всех обмоток и переключателей;
5. Установка на выполненный заранее крепкий фундамент;
6. Монтаж охлаждающей системы и заливка масла, подключение вентиляторов обдува;
7. Осмотр на отсутствие течи масляной продукции;
8. Испытание трансформатора и пробное включение выполняется сразу без нагрузки в течение суток.

При этом монтаж трансформаторов лучше и безопаснее производить в светлое время суток.

Как правильно выбрать ТТ для релейной защиты

Чтобы правильно выбрать трансформаторы тока для различных блоков релейной защиты и автоматики, стоит обратить внимание на несколько важных параметров их выбора:

• Максимальное и номинальное значение напряжения в первичной обмотке трансформатора;
• Номинальное значение тока в первичной обмотке;
• Класс точности.

Последний параметр – для различных видов трансформаторов имеет различные значения, а для блоков релейной защиты и автоматики имеет приоритетное значение в связи с тем, что от него зависит точность выходного сигнала, другими словами, качество питания всего блока защиты и автоматики. Для более точной работы систем защиты и автоматики в распределительных сетях применяется использование трансформаторов с повышенным классом точности – 10 (Р). Подробное рассмотрение такого понятия, как класс точности в статье публикуется ниже.

Сложность поверочных работ

Для проведения метрологических испытаний необходимо пользоваться услугами компаний, которые предусматривают в своем штате наличие квалифицированных метрологов и аккредитованные измерительные лаборатории. Данная необходимость серьезно усложняет процедуру поверки и делает ее дорогостоящей – оборудование стоит денег, а работникам необходимо платить зарплату.

Как правило, трансформаторы тока эксплуатируются при высокой интенсивности, кроме того – достаточно много установлено оборудования старого образца. В результате поверочных испытаний может возникнуть ситуации, что один их параметров не укладывается в норму. А это означает, что трансформатор тока подлежит замене.

Нетрудно подсчитать, что логичнее обойтись без процедуры поверки: замена трансформаторов тока на новые и стоимость работ по монтажу окажутся меньше, если проводить весь комплекс мероприятий.

Расчет стоимости поверки в лаборатории

Отличие этого варианта поверки в том, что поверяемое оборудование Вам необходимо самостоятельно демонтировать, отвезти для поверки в лабораторию, потом забрать и установить на место.

Тогда для рассматриваемого нами объекта мы получим (на примере тарифов того же ФБУ, занимающегося метрологией):

1. Демонтаж трансформаторов тока в ВРУ силами Заказчика. Кто бы ни выполнял эти работы, Подрядчик либо персонал из штата, они в любом случае имеют свою стоимость. Пускай это будет 500 руб./шт., в итоге — 3000 рублей.
2. Доставка трансформаторов до места поверки (в лабораторию). Здесь считаем стоимость такси (пусть будет 700 рублей) и стоимость рабочего времени специалиста предприятия, который должен отвезти трансформаторы в лабораторию и оформить их передачу в поверку — пусть будет еще 1500 рублей, в итоге — 2200 рублей.
3. Стоимость поверки трансформаторов составит 540 руб./шт. плюс НДС 18%, в итоге — 637,20 руб./шт.
4. Наценка за срочность (25% от тарифа на поверку в течение 5 рабочих дней) — 135 руб./шт. плюс НДС 18%, в итоге — 159,30 руб./шт. Если нужно сделать поверку быстрее, то по рассматриваемому Прейскуранту срочная поверка в течение 3 рабочих дней добавляет 50% к тарифу, а поверка в течение 1 рабочего дня — 100%.
5. Доставка поверенных трансформаторов из лаборатории до места эксплуатации. По аналогии с п. 2 — 2200 рублей.
6. Монтаж поверенных трансформаторов на место эксплуатации. По аналогии с п. 1 — 3000 рублей.

Таким образом суммарная стоимость поверки трансформаторов в лаборатории составит:

3000 руб. + 2200 руб. + (637,20 руб. + 159,30 руб.)*6 + 2200 руб. + 3000 руб. = 15179,00 рублей.

Поскольку межповерочный интервал рассматриваемых трансформаторов тока составляет 4 года, то в 12-летней перспективе за поверку придется заплатить еще 2 раза, таким образом за 12 лет стоимость содержания старых трансформаторов для Заказчика составит 45 537,00 рублей!

Почему ТТ не может работать в режиме холостого хода

В отличие от обычного электротрансформатора для трансформатора тока является нормальным режим короткого замыкания. При размыкании выводов вторичной обмотки в ТТ происходят процессы, которые могут привести к аварийной ситуации.

Увеличение магнитного потока

В электротрансформаторе переменный ток I¹, протекающий по первичной обмотке, создает магнитный поток F¹ в магнитопроводе. Этот поток наводит напряжение во вторичной обмотке.

В свою очередь, ток I², протекающий по вторичной обмотке, создает магнитный поток F². Эти потоки находятся в противофазе и в значительной степени нейтрализуют друг друга – увеличение I² и F² приводит к росту I¹ и F¹, что ограничивает результирующий магнитный поток F.

Особенностью ТТ является то, что ток в первичной обмотке I¹ не зависит от нагрузки I² и магнитный поток F¹ остается неизменным, что при размыкании выводов и отсутствии I² приводит к росту F и перегреву магнитопровода.

Повышение напряжения на выводах

В режиме ХХ происходит рост напряжения на выводах вторичной обмотки. Это связано с тем, что трансформатор передает не просто ток или напряжение. Аппарат передает с одной катушки на вторую мощность P=I¹*U¹=I²*U².

В обычных аппаратах при уменьшении I² уменьшается также I¹ и передаваемая мощность Р. В отличие от них в ТТ I¹, U¹ и Р не зависят от I². Поэтому при уменьшении I², протекающего через вторичную обмотку, напряжение начинает расти и достигает максимума в режиме ХХ.

Справка! Измерить увеличение напряжения можно обычным вольтметром, но его ограничивает ток, протекающий через прибор. Для более качественного измерения необходим электростатический вольтметр.

В чем разница между трансформаторами тока и напряжения

Если рассматривать вопрос, чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения, то это алгоритм действия, назначение и компоновка, но иногда внешне приборы могут быть схожими.

Наличие в ЭУ слабо и среднемощных ТТ обезопасит работы — элемент разделяет цепи высоких/низких мощностей, упрощает измерители, реле.

Устройства, например, способны осуществлять понижение с тысяч ампер до 5 А, 1 А.