Устройство и принцип работы трансформатора тока

Содержание

Выбор числа трансформаторов

Однотрансформаторные подстанции используются в двух случаях. Во-первых, для объектов III категории электроснабжения. Во-вторых, для потребителей, имеющих возможность резервирования электроснабжения с помощью АВР (автоматического включения резерва) с другого источника питания.

При питании потребителей I и II категории в аварийном режиме на двухтрансформаторной подстанции после срабатывания АВР целый трансформатор принимает на себя нагрузку неисправного. Поэтому его перегрузочной способности должно хватить на время замены вышедшего из строя трансформатора. В нормальном режиме трансформаторы работают недогруженными, что экономически нецелесообразно. Поэтому при аварийной ситуации некоторые потребители III категории электроснабжения отключают от сети.

Перерыв питания объектов II категории ограничен временем в одни сутки. Для восстановления схемы необходим стратегический складской резерв оборудования необходимого для ликвидации аварии. При этом мощность нового трансформатора должна быть идентична заменяемому. Таким образом, сокращается количество резервного оборудования.

Расчет силового трансформатора

Расчет силового трансформатора напрямую зависит от количества фаз в питающей сети, то есть однофазной или же трехфазной. Прежде всего в силовом трансформаторе основную роль играет его мощность. Упрощенный расчет трансформаторов малой мощности и большой можно выполнить и в домашних условиях. Расчёт потерь неизбежен, как и для любых электромагнитных устройств, здесь же он состоит из двух основных магнитных составляющих:

  1. вихревые токи;
  2. намагничивание.

Описание и принцип действия

Трансформатор тока – электромагнитное преобразовательное устройство, конструктивно, состоящее из:

  • цельный магнитопровод;
  • две обмотки, обязательно изолированные между собой и от земли (первичная и вторичная);
  • пластиковый запаянный неразборный корпус;
  • контактные клеммы для подключения прибора для измерений;
  • крепежные элементы для монтажа прибора;
  • табличка на корпусе, бумажный паспорт.

Трансформатор тока

Обмотки преобразователя делятся между собой на первичную и вторичную, включаются в энергетическую цепь строго по определенным правилам.

Первичная обмотка подключается к электрической цепи последовательно (рассекая токопровод). Вторичная обмотка замкнута на определенную нагрузку измерительных элементов, релейной аппаратуры и автоматики. Она пропускает через себя величину тока, которая пропорциональна токовому значению первичной обмотки.

Принцип действия любого из них основан на законе электромагнитной индукции, действующий в равной степени в электрических и магнитных полях электрических машин и механизмов.

Его суть – преобразование величины тока, протекающего через силовую цепь энергетической установки, к которой подключается первичная обмотка трансформатора тока с определенным количеством витков, во вторичное пониженное значение тока, соблюдая при этом пропорциональность значения.

Эта пропорциональная величина электротока на выходных клеммах вторичной обмотки трансформатора необходима для нормальной работы измерительной, релейной аппаратуры, приборов учета электроэнергии в системах силовых энергетических установках до и выше 1000 вольт.

Прослеживается прямая зависимость номинальной работы всех измерительных систем, приборов контроля и управления от правильного выбора трансформаторов тока.

Электронные приборы учета

Данные счетчики достаточно дорогостоящи, однако цена оправдывает качество. Эти устройства имеют высокий класс точности, что сводит погрешности показаний к минимуму. У данных устройств есть функция многотарифности. Принцип действия такого счетчика основан на том, что он трансформирует сигнал в цифровой код, который затем расшифровывается микроконтроллером. Затем данные выводятся на дисплей. Такие счетчики имеют возможность вести учет в нескольких направлениях, они намного компактнее и занимают меньше места. К отрицательным качествам следует отнести гиперчувствительность к скачкам напряжения, а также такие счетчики непригодны для ремонта.

Классификация

Семейство трансформаторов токаклассифицируют по нескольким признакам.

  1. По назначению:
    • защитные;
    • линейки измерительных трансформаторов тока;
    • промежуточные (используются для выравнивания токов в системах дифференциальных защит);
    • лабораторные.
  2. По способу монтажа:
    • наружные (см. рис. 8), применяются в ОРУ;
    • внутренние (размещаются в ЗРУ);
    • встраиваемые;
    • накладные (часто совмещаются с проходными изоляторами);
    • переносные.

Пример наружного использования ТТРис. 8. Пример наружного использования ТТ

  • Классификация по типу первичной обмотки:
    • многовитковые, к которым принадлежат катушечные конструкции, и трансформаторы, с обмотками в виде петель;
    • одновитковые;
    • шинные.
  • По величине номинальных напряжений:
    • До 1 кВ;
    • Свыше 1 кВ.

Трансформаторы тока можно классифицировать и по другим признакам, например, по типу изоляции или по количеству ступеней трансформации.

Пример выбора трансформатора тока для установки расчетных счетчиков

Нужно выбрать трансформаторы тока для отходящей линии, питающей трансформатор ТМ-2500/6. Расчетный ток в нормальном режиме составляет – 240,8А, в аварийном режиме, когда трансформатор будет перегружен на 1,2, ток составит – 289А.

Выбираем ТТ с коэффициентом трансформации 300/5.

1. Рассчитываем первичный ток при 25%-ной нагрузке:

2. Рассчитываем вторичный ток при 25%-ной нагрузке:

Как видим, трансформаторы тока выбраны правильно, так как выполняется условие:

I2 > 10%*Iн.счетчика, т. е. 1 > 0,5.

Рекомендую при выборе трансформаторов тока к расчетным счетчикам использовать таблицы II.4 – II.5.

Таблица II.5 Технические данные трансформаторов тока

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Таблица II.4 Выбор трансформаторов тока

Максимальная расчетная мощность, кВА Напряжение
380 В 10,5 кВ
Нагрузка, А Коэффициент трансформации, А Нагрузка, А Коэффициент трансформации, А
10 16 20/5
15 23 30/5
20 30 30/5
25 38 40/5
30 46 50/5
35 53 50/5 (75/5)
40 61 75/5
50 77 75/5 (100/5)
60 91 100/5
70 106 100/5 (150/5)
80 122 150/5
90 137 150/5
100 152 150/5 6 10/5
125 190 200/5
150 228 300/5
160 242 300/5 9 10/5
180 10 10/5 (15/5)
200 304 300/5
240 365 400/5 13 15/5
250 14 15/5
300 456 600/5
320 487 600/5 19 20/5
400 609 600/5 23 30/5
560 853 1000/5 32 40/5
630 960 1000/5 36 40/5
750 1140 1500/5 43 50/5
1000 1520 1500/5 58 75/5

Учитывая необходимость подключения трансформаторов тока для питания измерительных приборов и реле, для которых нужны различные классы точности, высоковольтные трансформаторы тока выполняются с двумя вторичными обмотками.

1. Справочник по расчету электрических сетей. И.Ф. Шаповалов. 1974г.

Общие требования

Схемы подключения счетчиков через трансформаторы можно разделить на две группы: полукосвенного и косвенного включения.

При схеме полукосвенного включения, счетчик включается в сеть только через трансформаторы тока (ТТ). Такая схема, как правило, применяется для средних и крупных предприятий которые питаются от сети 0,4кВ и имеют присоединенную нагрузку свыше 100 Ампер.

При схеме косвенного включения, счетчик включается в сеть через трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН). Такие схемы применяются, как правило, для крупных предприятий имеющих на своем балансе трансформаторные подстанции и другое высоковольтное оборудование которое питается от сети выше 1кВ.

Читать также: Как установить цифровой приемник к телевизору

Счетчик трансформаторного включения имеет 10 либо 11 выводов:

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Как видно на картинке выше выводы №1, 3, 4, 6, 7 и 9 используются для подключения токовых цепей (от трансформаторов тока), а выводы №2, 5, и 8 — для подключения цепей напряжения (от трансформаторов напряжения — при косвенной схеме включения либо напрямую от сети — при полукосвенном включении). 10 вывод, как и 11 (при его наличии), служит для подключения нулевого проводника к счетчику.

В соответствии с п. 1.5.16. ПУЭ класс точности трансформаторов тока и напряжения для присоединения расчетных счетчиков электроэнергии должен быть не более 0,5.

Кроме того в соответствии с п.1.5.23. ПУЭ цепи учета (цепи от трансформаторов до счетчика) следует выводить на самостоятельные сборки зажимов или секции в общем ряду зажимов. При отсутствии сборок с зажимами необходимо устанавливать испытательные блоки. При этом токовые цепи должны выполняться сечением не менее 2,5 мм 2 по меди и не менее 4 мм 2 по алюминию (п.3.4.4 ПУЭ), а сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения (п. 1.5.19. ПУЭ). (Как правило цепи напряжения выполняются тем же сечением, что и токовые цепи)

Как было написано выше цепи учета необходимо выводить на сборки зажимов или испытательные блоки, так что же представляет из себя испытательный блок?

Испытательный блок или испытательная коробка представляет из себя сборку зажимов предназначенных для подключения электросчетчика и обеспечивающих возможность удобного и безопасного проведения работ со счетчиком:

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

ВАЖНО! Винты для закорачивания первых выводов токовых цепей обязательно должны быть вкручены при семипроводной схеме подключения и выкручены при десятипроводной схеме.

Перемычки для закорачивания токовых цепей должны быть замкнуты только на время монтажа и проведения других работ со счетчиком, в рабочем положении перемычки должны быть разомкнуты!

Подключения счетчика через трансформаторы тока

Как уже было написано выше при напряжении сети 0,4 кВ (380 Вольт) и нагрузках свыше 100 Ампер применяются схемы полукосвенного включения счетчика, при которой цепи напряжения подключаются к счетчику напрямую, а токовые цепи подключаются через трансформаторы тока:

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Существуют следующие схемы подключения счетчиков через трансформаторы: десятипроводные, семипроводные и с совмещенными цепями (может использоваться только при полукосвенном включении). Разберем каждую из схем в отдельности:

2.1 Десятипроводная схема

Принципиальная десятипроводная схема подключения счетчика через трансформаторы тока:

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Фактически десятипроводная схема будет иметь следующий вид:

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Преимущества десятипроводной схемы:

  1. Удобство проведения работ со счетчиком. Отсутствует необходимость отключения электроустановки при замене электросчетчика, а так же при выполнении с ним других работ.
  2. Безопасность. Токовые цепи заземлены, что исключает возможность появления на выводах вторичных цепей опасного потенциала. Испытательная коробка позволяет безопасно отключить цепи напряжения.
  3. Высокая надежность. Учет по каждой фазе собирается независимо друг от друга. В случае нарушения цепей учета по одной из фаз работа учета на других фазах не нарушается.

Недостатки десятипроводной схемы:

  1. Большой расход проводника, для сборки вторичных цепей учета.

2.2 Семипроводная схема

Принципиальная семипроводная схема подключения электросчетчика через трансформаторы тока:

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Фактически семипроводная схема будет иметь следующий вид:

Преимущества семипроводной схемы:

  1. Удобство проведения работ со счетчиком. Отсутствует необходимость отключения электроустановки при замене электросчетчика, а так же при выполнении с ним других работ.
  2. Безопасность. Токовые цепи заземлены, что исключает возможность появления на выводах вторичных цепей опасного потенциала. Испытательная коробка позволяет безопасно отключить цепи напряжения.
  3. Экономия проводника, для сборки вторичных цепей учета за счет объединения вторичных токовых цепей.

Недостатки семипроводной схемы:

  1. Низкая надежность. В случае нарушения совмещенной токовой цепи электроэнергия не учитывается ни по одной из фаз.

2.3 Схема с совмещенными цепями

Принципиальная схема подключения электросчетчика через трансформаторы тока с совмещенными цепями.

При данной схеме цепи напряжения объединяются с токовыми цепями путем установки перемычек на трансформаторах от контакта Л1 к контакту Л2.

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Фактически схема с совмещенными цепями будет иметь следующий вид:

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Схема с совмещенными цепями не соответствует требованиям действующих правил и в настоящее время не применяется, однако она все еще встречается в старых электроустановках.

Подключение счетчика через трансформаторы тока и напряжения

В случае необходимости организации учета электрической энергии в сети выше 1000 Вольт применяется схема косвенного включения счетчика при которой токовые цепи подключаются к счетчику через трансформаторы тока, а цепи напряжения подключаются через трансформаторы напряжения:

Трансформатор тока для счетчика трехфазного

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Классификация в зависимости от коэффициента трансформации ↑

Еще один немаловажный момент при выборе нужного трансформатора — это коэффициент трансформации тока (Кт).

По количеству коэффициентов трансформаторы тока можно определять как:

  • Одноступенчатые, имеющие всего один коэффициент трансформации.
  • Многоступенчатые, имеющие два и более Кт. Еще их называют каскадными. Большее число Кт получается в результате изменения количества витков в обмотках, а также при наличии вариативности, то есть нескольких вторичных обмоток.

3. Определение напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока

Сопротивление нагрузки трансформатора тока для измерительных приборов и релейной защиты по условию допустимого напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока должно быть таким, чтобы при любом возможном виде короткого замыкания в месте установки трансформаторов тока измерения или защиты и любом возможном первичном токе трансформатора тока напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока установившемся режиме не превышало 1000 В.

Это условие считается выполненным, если при любом виде к.з.

Допустимое напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока

где:

  • I1- наибольший возможный первичный ток при к.з.;
  • nт – номинальный коэффициент трансформации трансформатора тока;
  • Zн – фактическое сопротивление вторичной нагрузки трансформатора тока с учетом сопротивления принятого провода (жилы кабеля)

Если в результате расчета оказалось, что при Zн напряжение больше 1000 В, то следует перейти на большее сечение соединительных проводов (жил кабеля) до 10 мм2 включительно.

Если при S=10 мм2 напряжение окажется больше 1000 В, то следует перейти на больший коэффициент трансформации и расчет для определения Zн должен быть повторен.

Расшифровка маркировки

Расшифровка маркировки трансформаторов токаРасшифровка маркировки трансформаторов тока

Выбора трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой секции сборных шин. Их выбирают по форме исполнения, конструкции и схеме соединения обмоток, номинальному напряжению, классу точности и вторичной нагрузке.

Условия выбора трансформаторов напряжения

  • конструкция, схема соединения;
  • соблюдение условия Uc.ном = U1ном (где Uc.ном— номинальное напряжение сети, к которой присоединяется трансформатор напряжения, кВ;
  • U1.ном— номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ);
  • класс точности;
  • соблюдение условия S2 рас <S2 ном (где S2 рас— расчетная мощность, потребляемая вторичной цепью, В * A);
  • S2 ном— номинальная мощность вторичной цепи трансформатора напряжения, обеспечивающая его работу в заданном классе точности, В*А).

Для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, в качестве U необходимо взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме неполного открытого треугольника — удвоенную мощность одного трансформатора. В выбранном классе точности, если нагрузка (вторичная) превышает номинальную мощность, часть приборов подключают к дополнительно установленному трансформатору напряжения. Вторичная нагрузка ТН — это мощность приборов и реле, подключенных к ТН.

Для упрощения расчетов расчетную нагрузку можно не разделять по фазам, тогда

Выбор трансформаторов тока и трансформаторов напряжения: формулы, расчет, схемы

При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывается, так как оно мало. Однако ПУЭ требует оценить потерю напряжения, которая в проводах от трансформаторов к счетчикам не должна превышать 0,5 %, а в проводах к щитовым измерительным приборам — 3 %. Сечение провода, выбранное по механической прочности, как правило, отвечает требованиям потерь напряжения.

Выбор типа трансформатора напряжения определяется его назначением. Если от ТН получают питание расчетные счетчики, то целесообразно использовать на напряжениях 6, 10, 35 кВ два однофазных трансформатора типа НОМ или НОЛ, соединенных по схеме открытого неполного треугольника.

Два однофазных ТН обладают большей мощностью, чем один трехфазный, а по стоимости на напряжения 6 и 10 кВ они примерно равноценны. Если одновременно с измерением необходимо производить контроль изоляции в сетях 6—10 кВ, то устанавливают трехфазные трехобмоточные пятистержневые трансформаторы напряжения серии НТМИ или группу из трех однофазных трансформаторов серии ЗНОМ или ЗНОУТ, если мощность НТМИ недостаточна.

При использовании трех однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, нейтральная точка обмотки высокого напряжения ТН должна быть заземлена для правильной работы приборов контроля состояния изоляции

Для напряжения 110 кВ и выше применяют каскадные трансформаторы НКФ.

Токовые характеристики ТТ

Величина тока во вторичной цепи трансформаторного прибора зависит от коэффициента преобразования (Ктр), который может принимать стандартные значения из следующего ряда:

  • В пределах от 20/5 до 50/5;
  • В границах от 70/5 до 100/5;
  • А также в диапазоне от 200/5 до 500/5.

Обратите внимание! В этом списке приведены лишь наиболее употребительные значения Ктр для электросчётчиков (полный перечень приводится на рисунке ниже).

lazy_placeholder.gif

Из приведённой таблицы видно, что если мы выберем определённое значение тока во вторичной цепи (5 Ампер, например), то этот же параметр в первичной цепи трансформатора для счетчика может быть заметно больше (кратность составит от 4-х до 100 раз).

5.2 Расчет параметров защит трансформатора Т1

Для защиты силовых трансформаторов от повреждений и ненормальных режимов работы применяются следующие типы защит: продольная дифференциальная защита, газовая защита, токовая отсечка без выдержки времени, защита от сверхтоков внешних коротких замыканий, от перегрузки и некоторые другие типы защит.

Продольная дифференциальная защита на силовых трансформаторах устанавливается в следующих случаях: на одиночно работающих трансформаторах мощностью 6300 кВА и выше; на параллельно работающих трансформаторах мощностью 4000 кВА и выше; на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не обеспечивает необходимой чувствительности при КЗ на выводах низкого напряжения а МТЗ имеет выдержку времени более 0.5 с. По типу применяемых реле дифференциальные защиты можно разделить на три группы: с токовыми реле РТ-40, РТМ (дифференциальная отсечка); с реле РНТ; с реле с торможением (ДЗТ).

В данной курсовой работе произведем расчет дифференциальной защиты трансформатора Т1 с реле РНТ-565.

Определим токи в плечах защиты, которые соответствуют номинальной мощности Т1:

Первичный ток срабатывания защиты выбирается по двум условиям:

1. По условию отстройки от максимального тока небаланса при внешних КЗ:

где  =0,1максимальная погрешность ТТ;

Uполовина регулировочного диапазона изменения напряжения при регулировании коэффициента трансформации в относительных единицах, принимаем 0.16. 

2. По условию отстройки от бросков тока намагничивания:

,

где Iн  ток соответствующий номинальной мощности трансформатора.

С учётом РПН Iн  рассчитывается по формуле:

.

Первичный ток срабатывания примем больший из рассчитаных по условиям 1 и 2:

;

Выбираем  максимальный из двух токов: Iсз = 1793.7 А.

За основную сторону принимаем сторону НН трансформатора Т1.

Ток срабатывания реле: 

.

Число витков рабочей обмотки реле РНТ-565 для основной стороны:

,

где Fcр  намагничивающая сила срабатывания реле, равная 100 ампервиткам. 

.

Выбираем ближайшее меньшее целое число витков Wосн = 11 вит.

Определяем фактическое значение Iср, соответствующее выбранному числу витков Wосн.

.

Расчетное число витков с неосновной стороны рассчитаем по формуле:

.

Принимаем ближайшее целое значение витков Wнеосн = 12 вит. 

Вычислим дополнительный ток небаланса Iнб дополн, который обусловлен неравенством расчётного и выбранного числа витков:

Определим суммарный ток небаланса и рассчитаем значения Iсз и Iср.

.

9,42 А  9,09 А,неверно.

Будем увеличивать  ток срабатывания до тех пор, пока указанное выше условие не окажется верным. Приведем результаты расчета для последней итерации.

Ток срабатывания реле:

Число витков рабочей обмотки основной стороны:

 

Принимаем Wосн = 10 вит.

Фактическое значение Iср:

Число витков с неосновной стороны:

Принимаем Wнеосн = 11 вит. 

Дополнительный ток небаланса:

Суммарный ток небаланса , Iсз и Iср.

.

9,72 А  10 Аверно. Значит, полученные параметры реле РНТ-565 принимаем за конечные, и они соответствуют несрабатыванию реле при максимальном токе небаланса.

Определим коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ на стороне низшего напряжения:

,

где Iр мин  минимальный ток в реле, который рассчитывается по формуле:

;

.

Чувствительность дифференциальной защиты на базе реле РНТ-565 достаточна: 2.28>2.0. 

В учебных целях необходимо провести расчет дифференциальной защиты с торможением, например, на основе реле ДЗТ-11.

Тормозная обмотка подключается к ТТ, подключенному к НН силового трансформатора.

Наличие тормозной обмотки позволяет нам выбирать ток срабатывания только по одному условиюброску тока намагничивания:

Ток срабатывания реле:

Число витков рабочей обмотки реле ДЗТ-11 для основной стороны:

Выбираем ближайшее меньшее целое число витков Wосн = 11 вит.

Определяем фактическое значение Iср, соответствующее выбранному числу витков Wосн:

.

Расчетное число витков с неосновной стороны рассчитаем по формуле:

.

Принимаем ближайшее целое значение витков W2 =12 вит.

Вычислим дополнительный ток небаланса Iнб дополн, который обусловлен неравенством расчётного и выбранного числа витков:

Суммарный ток небаланса:

Коэффициент чувствительности:

, что больше минимально допустимого 2.0.

Число витков рабочей обмотки принимается по следующей формуле:

,

где Kн коэффициент надежности, учитывающий ошибку реле и необходимый запас, принимается равным 1,5.

Iнб ток небаланса;

Wосн число витков рабочей обмотки на стороне, где размещена тормозная обмотка;

 tg αтангенс угла между вектором магнитного потока рабочей и тормозной обмоток, для реле ДЗТ-11 принимается равным 0,75-0,85.

.

Принимаем .  

Рассчитаем параметры защиты от сверхтоков внешних междуфазных КЗ. В качестве такой защиты примем МТЗ.

Защита от сверхтоков внешних междуфазных КЗ предназначена для отключения трансформаторов при внешних КЗ в случае отказа защит присоединений или сборных шин. Она является также резервной защитой от внутренних повреждений в трансформаторах. Защита включается на трансформаторы тока со стороны источника питания.

;

,

где Iнагр макс  максимальный ток нагрузки. Рассчитывается как суммарная нагрузка в максимальном режиме, подключенная к трансформатору:

Ксз  коэффициент самозапуска двигателей нагрузки, принимаем Ксз=4 нагрузка с высоким содержанием электродвигателей (выбрали из диапазона 3..6, предложенного в [2, стр. 197])

;

.

Определяем коэффициент чувствительности для случаев дальнего и ближнего резервирования: 

,

где  минимальный ток в реле (при двухфазном КЗ), который рассчитывается по формуле:

;

.

, что больше 1,5;

, что больше 1,2.

Т.о., коэффициенты чувствительности находятся в допустимых пределах. 

Выберем время срабатывания МТЗ:

tсз = tсз МТЗ Л4 + t = 1,6+0,5 = 2,1 с;

Выберем типы реле для защиты:

   РТ-40/10; ЭВ-112.

Рассчитаем параметры защиты от перегрузок.

Защита от перегрузки выполняется с помощью МТЗ, включённой на ток одной фазы. На необслуживаемых подстанциях действует на разгрузку или отключение трансформатора.

На двухобмоточных трансформаторах с односторонним питанием предусматривается один комплект защиты, устанавливаемый со стороны питания.

Ток срабатывания защиты от перегрузок:

,

где Котскоэффициент отстройки, равен 1.05[2, стр.566]. 

. 

,

.

Выберем время срабатывания защиты:

tсз = tсз МТЗ Т1 + t = 2.1 + 0,5 = 2,6 с.

Выберем типы реле для защиты:

РТ-40/6; ЭВ-122

Газовая защита предназначена для защиты силовых трансформаторов с масляным заполнением, снабженных расширителями, от всех видов внутренних повреждений, сопровождающихся выделением газа, ускоренным перетеканием масла из бака в расширитель, а также от утечки масла из бака трансформатора.

Измерительным органом газовой защиты является газовое реле. Газовое реле представляет собой металлический сосуд с двумя поплавками (элементами), который врезается в наклонный трубопровод, связывающий бак трансформатора с расширителем. При нормальной работе трансформатора газовое реле заполнено трансформаторным маслом, поплавки находятся в поднятом положении и связанные с ними электрические контактыразомкнуты. При незначительном повреждении в трансформаторе (например, витковое замыкание) под воздействием местного нагрева из масла выделяются газы, которые поднимаются вверх, к крышке бака, а затем скапливаются в верхней части газового реле, вытесняя из него масло. При этом верхний из двух поплавков (элементов) опускается вместе с уровнем масла, что вызывает замыкание его контакта, действующего на предупредительный сигнал. При серьезном повреждении внутри трансформатора происходит бурное газообразование, и под воздействием выделившихся газов масло быстро вытесняется из бака в расширитель. Поток масла проходит через газовое реле и заставляет сработать нижний поплавок (элемент), который дает команду на отключение поврежденного трансформатора. Этот элемент срабатывает также и в том случае, если в баке трансформатора сильно понизился уровень масла (например, при повреждении бака и утечке масла).

Газовая защита является очень чувствительной и весьма часто позволяет обнаружить повреждение в трансформаторе в самой начальной стадии. При серьезных повреждениях трансформатора газовая защита действует достаточно быстро: 0,1,2 с (при скорости потока масла не менее чем на 25% выше уставки). Благодаря этим достоинствам газовая защита обязательно устанавливается на всех трансформаторах мощностью 6,3 МВА и более. Допускается установка газовой защиты и на трансформаторах от 1 до 4 МВА. На трансформаторах с РПН дополнительно предусматривается отдельная газовая защита устройства РПН.


Приложение 1

Принципиальная схема релейной защиты линии Л4

Продолжение


Приложение 2

Принципиальная схема релейной защиты понижающего трансформатора

Т1


Продолжение

ce  Q1


Продолжение


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Шабад М.А.. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей.Л.: Энергоатомиздат, 1985.

2 Чернобровов Н. В., Семенов., В. А.. Релейная защита энергетических систем.М: Энергоатомиздат, 1998.

3 Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине  «Релейная защита» для студентов специальности 1-53 01 04 «Автоматизация и управление энергетическими процессами». Романюк Ф. А., Тишечкин А.А., Бобко Н.Н., Глинский Е. В. и др .Мн:БНТУ, 2007.

4 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П.. Электрическая часть электростанций станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат , 1989.

5 Лабораторные работы по дисциплине «Релейная защита» для студентов энергетических специальностей.  Бобко Н.Н., Глинский Е. В.,  Новаш В.И.,.Мн.: БГПА, 2000.

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>

10092. Курсовая Изучение анализа финансовой устойчивости и анализ типов, коэффициентов финансовой устойчивости и кредитоспособности предприятия ООО «Снежный барс» 56.84 KB
  В рыночных условиях залогом выживаемости и основой стабильного положения предприятия служит его финансовая устойчивость. Она отражает состояние финансовых ресурсов предприятия при котором есть возможность свободно маневрировать денежными средствами эффективно их использовать обеспечивая бесперебойный процесс производства и реализации продукции учитывать затраты по его расширению и обновлению.
2389. Лекция УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ 438.75 KB
  К основным видам повреждений трансформаторов относятся: − междуфазные замыкания внутри кожуха трансформатора и на его наружных выводах; − замыкания в обмотках между витками одной фазы витковые замыкания; − замыкания на землю обмоток или их наружных выводов; − пожар стали магнитопровода. при малом числе замкнутых витков ток в поврежденной фазе со стороны питания может быть даже меньше номинального тока а напряжение на выводах трансформатора изменится незначительно. Защитой от внутренних повреждений трансформатора с образованием…
623. Доклад Физиологическое воздействие электрического тока на организм человека и его последствия. Сопротивление организма человека прохождению электрического тока 10.95 KB
  Сопротивление организма человека прохождению электрического тока. Проходя через тело ток действует двояко: вопервых встречая сопротивление тканей он превращается в тепло которое тем больше чем больше сопротивление. Наиболее велико сопротивление кожи вследствие чего возникают её ожоги от незначительных местных изменений до тяжёлых ожогов вплоть до обугливания отдельных участков тела; вовторых ток приводит мышцы в частности дыхательные и сердечные в состояние длительного сокращения что может вызвать остановку…
16969. Научная статья Влияние структурной трансформации экономики на региональную систему расселения 11.38 KB
  Влияние структурной трансформации экономики на региональную систему расселения Структурная перестройка экономики российских регионов стала причиной трансформации региональных систем расселения привела к изменению демографической ситуации обусловила пространственную неоднородность экономического роста. Это делает актуальным поиск решения проблемы связанной с оптимальными вариантами преобразования территориальной структуры экономики обеспечивающей устойчивое социально-экономическое развитие региона а также снижение негативных…
14291. Курсовая Сезонные графики коэффициентов аварийности на существующей дороге 374.72 KB
  Способы оценки безопасности дорожного движения. Реализация мероприятий по повышению безопасности дорожного движения. Способы оценки безопасности дорожного движения Существуют следующие методы оценки безопасности дорожного движения: метод экспертных оценок не учитывающий изменение интенсивности; метод коэффициента происшествий; метод коэффициента безопасности; метод конфликтных ситуаций; метод итоговых коэффициентов аварийности.
12093. Доклад Способ генетической трансформации кабачка штаммами Agrobacterium hizogenes, как основа получения композитных растений 17.47 KB
  Наиболее вирулентные для кабачка штаммы агробактерий доставляют целевую ТДНК в геном растения в результате чего в базальной части растения образуется каллус из которого развиваются трансгенные корни. В итоге получаются композитные растения кабачка с нетрансгенной надземной частью и трансгенными корнями. Композитные растения являются уникальной моделью позволяющей получать целое растение с ненарушенными регуляторными связями между побегом и корневой системой несущей заданные исследователем свойства и при этом не прибегать к регенерации…
17983. Дипломная АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЗМА ТРАНСФОРМАЦИИ СБЕРЕЖЕНИЙ НАСЕЛЕНИЯ В БАНКОВСКИЕ КРЕДИТЫ НА ПРИМЕРЕ АКБ «МОСКОВСКИЙ БАНК РЕКОНСТРУКЦИИ И РАЗВИТИЯ» 1.53 MB
  Оценить эффективность механизма трансформации сбережений населения в банковские кредиты; определить пути активизации привлечения сбережений населения в финансово-кредитную сферу; рассмотреть банковские вклады, как альтернативу в трансформации сбережений населения в инвестиции.
12716. Курсовая Методы оценки финансового состояния на основе аналитических коэффициентов на примере ОАО Россельхозбанк 101.33 KB
  Главное направление Россельхозбанка состоит в продвижении государственной аграрной политики. Кредиты Россельхозбанка пользуются заслуженной популярностью у населения так как банк придерживается в своей работе серьезных принципов позволяющих ему успешно работать в сфере финансов. Кредитнобанковская система имеет жизненно важное значение для экономики страны она служит объектом тщательного надзора и регулирования как со стороны Центрального банка так и со стороны высших органов государственной власти и управления. Одна из основных…
21216. Курсовая Анализ финансового состояния предприятия с использованием финансовых коэффициентов (на примере компании ОАО «Сибнефтемаш») 4.89 MB
  Коэффициенты ликвидности и платежеспособности организации.3 Анализ ликвидности и платежеспособности организации. Анализ и оценка финансовой устойчивости организации. Анализ и оценка деловой активности организации коэффициент оборачиваемости.
8862. Лекция ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТИПОВ ОБУЧЕНИЯ 275.84 KB
  Каждый из этих типов имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Однако есть явные сторонники и того, и другого типа обучения. Нередко они абсолютизируют достоинства ими предпочитаемого обучения и не в полной мере учитывают его недостатки. Как показывает практика, наилучшие результаты можно достичь лишь при оптимальном сочетании различных типов обучения

Понятие о коэффициенте трансформации

Для произведения рационального контроля электроэнергии на крупных объектах используется специальное оборудование, снижающее мощность на выходах электросчетчика. Данные устройства не соединены напрямую с электросетью здания, что обозначает невозможность прямого включения высоковольтного напряжения к общей электросети. Отсюда следует, чтобы минимизировать возникновение неисправностей надо уменьшать мощность с помощью трансформаторного оборудования. В таком случае электросчетчики зафиксируют нагрузку, сниженную в десятки раз. Полученные таким образом результаты и будут КТ, а, чтобы определить настоящий расход электричества, следует умножить показания электросчетчика на используемый расчетный коэффициент.

Назначение трансформаторов ТТ

Подключаем трансформатор тока

Понижающий трансформатор используется в электроэнергетике и необходим в ряде случаев.

Трансформатор тока (ТТ) соответствующего номинала устанавливается в электроцепи для обеспечения стабильной и безопасной работы защитных устройств и реле. Для обеспечения питания электронных компонентов. Для обеспечения учета потребления электроэнергии. Большинство типов счетчиков не рассчитаны на прямое включение в сеть. Понижать первичный параметр сети до безопасного для прибора учета значения – основное назначение трансформатора тока. Устанавливают их в сети номинальным напряжением от 0,66 до 750 кВ. Силовой трансформатор подключается последовательно своей первичной обмоткой в цепь, через которую проходит ток нагрузки. Измерительный трансформатор тока преобразует измеряемую величину таким образом, чтобы ее значение могло быть отображено на счетном механизме или табло. Зная коэффициент трансформации, определишь истинное значение нагрузки.

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.

Видео для понимания процесса

Обратите внимание на интересные видео из Сети:

Разные виды трансформаторов и их коэффициенты

Хотя конструктивно преобразователи мало чем отличаются друг от друга, назначение их достаточно обширно. Существуют следующие виды трансформаторов, кроме рассмотренных:

  • силовой;
  • автотрансформатор;
  • импульсный;
  • сварочный;
  • разделительный;
  • согласующий;
  • пик-трансформатор;
  • сдвоенный дроссель;
  • трансфлюксор;
  • вращающийся;
  • воздушный и масляный;
  • трехфазный.

Особенностью автотрансформатора является отсутствие гальванической развязки, первичная и вторичная обмотка выполнены одним проводом, причем вторичная является частью первичной. Импульсный масштабирует короткие импульсные сигналы прямоугольной формы. Сварочный работает в режиме короткого замыкания. Разделительные используются там, где нужна особая безопасность по электротехнике: влажные помещения, помещения с большим количеством изделий из металла и подобное. Их k в основном равен 1.

Что такое коэффициент трансформации трансформатора?

Пик-трансформатор преобразует синусоидальное напряжение в импульсное. Сдвоенный дроссель — это две сдвоенные катушки, но по своим конструктивным особенностям относится к трансформаторам. Трансфлюксор содержит сердечник из магнитопровода, обладающего большой величиной остаточной намагниченности, что позволяет использовать его в качестве памяти. Вращающийся передает сигналы на вращающиеся объекты.

Воздушные и масляные трансформаторы отличаются способом охлаждения. Масляные применяются для масштабирования большой мощности. Трехфазные используются в трехфазной цепи.

Более подробную информацию можно узнать о коэффициенте трансформации трансформатора тока в таблице.

Почти у всех перечисленных приборов есть сердечник для передачи магнитного потока. Поток появляется благодаря движению электронов в каждом из витков обмотки, и силы токов не должны быть равны нулю. Коэффициент трансформации тока зависит и от вида сердечника:

  • стержневой;
  • броневой.

В броневом сердечнике магнитные поля оказывают большее влияние на масштабирование.

Используемая литература

  1. ГОСТ 7746-2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия».
  2. Правила устройства электроустановок, 7-е изд.
  3. IEС 60044-1 «INTERNATIONAL STANDARD. Instrument transformers — Part 1: Current transformers»
  4. М. Зихерман «Стандарты по измерительным трансформаторам. Новые требования».
  5. Легостов В.В., Легостов В.В. «Измерительные трансформаторы тока», ИЗМЕРЕНИЕ.RU № 12 2’06
  6. Афанасьев В.В. «Высоковольтные ТТ».
  7. ГОСТ Р 52736-2007 «Методы расчета термического и динамического действия тока короткого замыкания».

Серяков Андрей Александрович, главный инженер проекта Управления технического сопровождения ООО «Инженерный

СХЕМНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ

РИС. 1

. СХЕМА УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЖИЛЫХ ДОМАХ ДО 9 ЭТАЖЕЙ ВКЛЮЧИТЕЛЬНО

РИС. 2

. СХЕМА УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЖИЛЫХ ДОМАХ 10 ЭТАЖЕЙ И ВЫШЕ

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. В общежитиях до 10 этажей схема выполняется без АВР.

РИС. 3.

СХЕМА УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ОБЩЕЖИТИЯХ

РИС. 4.

СХЕМА УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ С НЕСКОЛЬКИМИ ПОТРЕБИТЕЛЯМИ

РИС. 5

. СХЕМА УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ ПРИ ВСТРОЕННОЙ ТП

РИС. 6. С

ХЕМА УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЖИЛЫХ ДОМАХ ДО 9 ЭТАЖЕЙ ВКЛЮЧИТЕЛЬНО С УСТАНОВКОЙ СЧЕТЧИКОВ КОНТРОЛЬНОГО УЧЕТА НА ЛИНИЯХ ПИТАНИЯ КВАРТИР

РИС. 7.

СХЕМА УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЖИЛЫХ ДОМАХ 10 ЭТАЖЕЙ И ВЫШЕ С УСТАНОВКОЙ СЧЕТЧИКОВ КОНТРОЛЬНОГО УЧЕТА НА ЛИНИЯХ ПИТАНИЯ КВАРТИР

Для чего нужны устройства

При организации бесперебойной работы любой промышленной организации активно задействуются трансформаторы тока нулевой последовательности. Посредством данных приборов удается проводить без каких-либо помех сварочные работы. Это обусловлено тем, что трансформаторы способны нормализовать мощность тока в сети, благодаря чему не происходит скачков напряжения. Соответственно владельцы промышленных объектов могут не переживать по поводу сохранности дорогостоящего оборудования, так как даже при работе сварочных агрегатов не будет происходить замыканий и больших перепадов в электрической сети.

Многие владельцы городских квартир и загородных домов не однократно сталкивались со скачками напряжения, из-за которых выходила из строя бытовая техника. Чтобы защитить свое имущество от повреждений, собственники таких объектов недвижимости используют трансформаторы тока, которые для каждого жилища выбирается по мощности.

При организации бесперебойной работы любой промышленной организации активно задействуются трансформаторы тока нулевой последовательности.

Установка счетчика с трансформаторами тока

Источники: http://electricalschool.info/main/uchet/862-kak-vybrat-transformatory-toka-dlja.html, http://remontyes.ru/5044-vybiraem-transformatory-toka-dlya-elektroschetchika-04kv.html, http://electric-220.ru/news/skhema_podkljuchenija_trekhfaznogo_schetchika_cherez_transformatory_toka/2016-08-20-1041

Расчет трансформатора тока по мощности

Токовый трансформатор ставится на 3 жилы провода, но модели с классом точности 0,5S, где одно кольцо идет на одну фазу, можно подключать к одножильному кабелю. Перед установкой прибора производится его расчет.

Пример расчета на 10 кВ

Модели на 10 кВ подходят для коммерческого учета энергии. Для вычислений можно использовать онлайн-программу – калькулятор. После ввода данных в поля и нажатия кнопки расчета появится нужная информация.

Если программы нет, рассчитать параметры устройства можно самостоятельно. Понадобится перевести трехсекундный ток термической стойкости в односекундный. Для этого используется формула I3с=I1с/1,732.

Сложность применения данного аппарата – минимальный, около 10 А, силовой ток цепи.

Трансформаторы тока, устанавливаемые на производстве или в жилом многоквартирном доме, самостоятельно не рассчитываются. Понадобится обратиться в компанию энергоснабжения для получения ТУ с моделью узла учета и типом устройства, номиналом автоматов. Это исключает сложности самостоятельных вычислений.

https://

Использованная литература

  • В.В. Афанасьев «Трансформаторы тока»  1989
  • И С. Таев  «Основы теории электрических аппаратов»  1987
  • Вавин В. Н. «Трансформаторы тока» 1966
  • Кацман М. М. «Электрические машины и трансформаторы»  1971

Возможные неисправности

Указанные устройства чаще всего выходят из строя в результате повреждения изоляции, вызванного перегревом, непредусмотренным механическим воздействием или ошибкой при сборке.

Чтобы проверить состояние прибора, измеряют сопротивление межвитковой изоляции. Если она меньше установленного значения, оборудование нуждается в замене или ремонте.

Также для диагностики используются специальные приборы – тепловизоры, позволяющие проверить состояние всей действующей схемы. Наиболее сложные диагностические процедуры производятся в лабораторных условиях. Своевременная диагностика позволяет исключить аварийные ситуации и обеспечить нормальную работу устройств.

Что собой представляет прибор?

Трансформатор тока представляет собой прибор, предназначение которого заключается в получении во вторичной обмотке переменного тока. В настоящее время в специализированных торговых точках можно приобрести устройства, обладающие разной номинальной мощностью (кВА).

Внимание! Если ставится задача снизить проходные токи напряжения, то следует задействовать трансформаторы, которые обладают разным классом точности. С их помощью собственникам объектов недвижимости удастся осуществлять контроль за электрической энергией в линии передач, применяя при этом стандартный амперметр.

Советы и рекомендации по выбору

Основная рекомендация по подбору трансформаторов тока состоит в тщательном и полном использовании всех параметров и критериев выбора преобразователей тока по классификации и номинальным значениям оборудования в равной степени без легкомысленного отношения к любому из них.

Выбор трансформаторов тока в зависимости от их назначения в обязательном порядке должен соответствовать всем нормативным документам и стандартам ГОСТ, действующим в текущий момент их выбора.

При использовании автоматизированных программ расчета номиналов последовательных трансформаторов, перепроверка полученных значений несколькими подобными сервисами не станет лишним для подтверждения правильности полученных данных.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...