Как подобрать трансформатор тока для трехфазного счетчика

Тема: Как выбрать трансформаторы тока для трехфазного счетчика?

Опции темы
  • Версия для печати
  • Отправить по электронной почте…
  • Подписаться на эту тему…
  • Отображение
    • Линейный вид
    • Комбинированный вид
    • Древовидный вид
  • Как выбрать трансформаторы тока для трехфазного счетчика?

    Здравствуйте! Как в данном случае выбрать номинальные первичные токи трансформаторов тока? Каким способом они выбираются подскажите пожалуйста?
    ТТ.jpg

    У вас расчетный ток 121А, значит первичный ток трансформатора тока должен быть выше (150 ближайшее значение). Трансформатор с токами 300/5 возьмите и не забивайте голову.

    Павел, требования к трансформаторам в цепях учёта изложены в ПУЭ.

    1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40% номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке – не менее 5%.

    1.5.19. Нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений.

    Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5% при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков.

    Потери напряжения от трансформаторов напряжения до счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5% номинального напряжения.

    По этим критериям и рассчитывают трансформаторы, которые требуется установить.

    Для правильного расчёта требуется знать минимальную нагрузку. Если расчётный ток 121,07 А, то каков будет минимальный? Допустим для примера, что он составит 30% от расчётного, т.е. 36,3 А.

    Номинальный первичный ток трансформатора должен быть больше, чем расчётный ток. Значит, выбираем ближайший из стандартного ряда – 150.
    Номинальный вторичный ток – 5 А.
    Коэффициент трансформации – 150/5 = 30

    121 2, условие выполняется.

    Ток вторичной обмотки при минимальном токе (36,3А): 36,3/30 = 1,21А
    Минимальный ток вторичной обмотки при минимальном токе (5%): 5 х 0,05 = 0,25А

    Проверяем: 1,21 > 0,25, условие выполняется.

    Следовательно, трансформатор 150/5 соответствует условиям. Класс точности трансформатора должен соответствовать классу точности прибора учёта.

    Далее, необходимо проверить выбранный трансформатор по условиям п. 1.5.19. Это требуется сделать, чтобы соблюсти метрологические требования, а также для того, чтобы правильно выбрать сечение проводников, которыми будут подключаться трансформаторы.

    Для расчёта надо знать вот эти величины:

    I2 Номинальный вторичный ток,А 5
    S2 Номинальная вторичная нагрузка, ВА 5
    Sнп Нижний предел вторичных нагрузок ГОСТ 7746,п.6.4.2, ВА 3,75
    Zсч Сопротивление счетчика электроэнергии, Ом 0,004 (зависит от модели счётчика, в примере условное значение)
    Rк Сопротивление контактов, Ом 0,1
    ρ Уд. электрическое сопротивление меди, Ом∙мм²/м 0,01762
    Lпр Длина проводника, м 10 (условная длина для примера)
    Ксх Коэффициент схемы (для полной звезды=1) 1
    Рсч Потребляемая мощность счетчика электроэнергии, ВА 0,1 (указывает производитель счётчика Меркурий 230 AR 5(7,5), класс точности 0,5S)
    Uном Номинальное фазное напряжение, В 230

    1. Номинальное сопротивление вторичной обмотки ТТ будет равно:
    Zном=S2/(I²2 )
    Zном=5/5/5=0,2 Ом

    2. Максимально допустимое сопротивление проводника будет равно:
    Zдоп.пров.=Zном-Zсч-Rк
    Zдоп.пров=0,2-0,004-0,1=0,096 Ом

    3. Минимально допустимое сечение жилы кабеля будет равно:
    Sпр.min.=ρ∙ (Lпр.∙Ксх)/Zдоп.пров.
    Sпр.min=0,01762 ∙(10 ∙ 1)/0,096=1,84 мм2

    4. Сечение проводника с учетом требования п. 3.4.4 (1, по механической прочности) и табл. 1.3.4 ПУЭ
    Sпр.выбр.=2,5 мм2
    Длительно допустимый ток выбранного проводника 30 А

    5. Сопротивление проводника, выбранной длины (в примере 10 метров)
    Rпр.=(Lпр.∙ρ)/Sпр.выбр.
    Rпр.=(10 ∙ 0,01762)/2,5=0,08 Ом

    6. Расчетная мощность нагрузки будет равна:
    Sрас.=I²2∙(Rпр.+Rcч.+Rк )
    где Rcч.=Zсч
    Sрас.=5 ∙ 5 ∙ (0,08+0,004+0,1)=4,6 ВА

    7. Проверка требования ГОСТ 7746-2001 п.6.4.2
    Sрас.>Sнп
    4,6>3,75 , соответствует требованиям.

    8. Падение напряжения в измерительных цепях счетчика будет равно:
    ∆U1=Lпр∙ρ∙Pсч/(Uном∙Sпр.выбр.)
    ∆U1=10 ∙ 0,01762 ∙ 0,1/(230/2,5)=0,001 В
    ∆U1(%)=0,001 %

    9. Проверка требования ПУЭ п.1.5.19
    ∆U1(%) 0,001% , соответствует требованиям.

    Вот таким образом это делается. Подарите расчёт проектировщику и пусть упражняется.

    Последний раз редактировалось Михаил_Д; 02.11.2018 в 16:30 .

    Павел, есть дополнение. Смотрите п. 7 расчёта, где проводится проверка по ГОСТ 7746-2001. В этом ГОСТ абзац о вторичной нагрузке ТТ звучит так:

    6.4.2. . Для трансформаторов с номинальными вторичными нагрузками 1; 2; 2,5; 3; 5 и 10 В·А нижний предел вторичных нагрузок – 0,8; 1,25; 1,5; 1,75; 3,75 и 3,75 В·А соответственно.

    Этот ГОСТ утратил силу. В данный момент действует ГОСТ 7746-2015. Там указано следующее:

    6.4.2. . Для трансформаторов с классом точности от 0,1 до 1,0 и номинальной нагрузкой не более 30 В·А допускается нижний предел вторичной нагрузки менее 25% номинальной, вплоть до нулевой.

    Эти особенности всегда необходимо иметь в виду. На трансформаторах всегда есть этикетка с информацией, которая в том числе содержит следующее:

    по ГОСТ 7746-2001

    6.13 Маркировка

    п. 6.13.1.
    .
    н) номинальная вторичная нагрузка, В·А;

    о) масса трансформатора, кг*;
    _____________
    * Только для трансформаторов массой от 10 кг и выше, транспортируемых в неразобранном виде.

    п) обозначение стандарта на трансформаторы конкретных типов или обозначение настоящего стандарта;

    р) год выпуска (на трансформаторах, предназначенных для экспорта, не указывают).

    В разделе 6.13 есть и другие требования к маркировке. Таким образом, определить какому стандарту соответствует трансформатор не составляет никакого труда.

    по ГОСТ 7746-2015

    6.13.1 Каждый трансформатор должен иметь табличку (таблички), на которой должны быть указаны:
    .
    – номинальная вторичная нагрузка, В·А;

    – масса трансформатора, кг (только для трансформаторов массой от 10 кг и выше, транспортируемых в неразобранном виде);

    – обозначение документа на трансформаторы конкретных типов или обозначение настоящего стандарта;

    – год выпуска (на трансформаторах, предназначенных для экспорта, не указывают).

    Здесь тоже нет никаких проблем.

    Соответственно, расчёты должны производиться по тем требованиям, которые содержит стандарт на тот тип трансформатора, который выбран и установлен в схему. Иными словами, в расчёте надо учитывать, когда и по какому стандарту был изготовлен трансформатор.

    В примере сделан расчёт по требованиям ГОСТ 7746-2001. По ГОСТ 7746-2015 он будет выглядеть иначе.

    7. Проверка требования ГОСТ 7746-2015 п.6.4.2
    Sрас
    4,6 1,25

    ВО ВСЕХ случаях не допускается превышать верхний предел вторичной нагрузки (в нашем случае 5 ВА). По некоторым расчётам при перегрузке вторичных цепей ТТ недоучёт потреблённой электроэнергии может составлять 5-10%. Вы, думаю, хорошо знаете насколько болезненно относятся к этим вопросам в ЭСО. Если величина недоучёта будет выше, чем та, которая допускается ЭСО (у них есть расчёты допустимых потерь), то возникнут проблемы.

    По ГОСТ 7746-2015 ДОПУСКАЕТСЯ нижний предел (в ГОСТ 7746-2001 он равен 3,75 ВА) менее 25% номинальной нагрузки вплоть до нуля. Обратите внимание на таблицу 8 п. 6.4.2. Погрешности трансформаторов различного класса точности даны при значениях вторичной нагрузки, которые находятся в пределах 25 – 100% номинального значения. В этом диапазоне погрешности ТТ будут находиться в пределах, которые определены для его класса точности.

    Из п. 1.1.17 ПУЭ известно, что означает слово “допускается”.

    1.1.17. Для обозначения обязательности выполнения требований ПУЭ применяются слова «должен», «следует», «необходимо» и производные от них. Слова «как правило» означают, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано. Слово «допускается» означает, что данное решение применяется в виде исключения как вынужденное (вследствие стесненных условий, ограниченных ресурсов необходимого оборудования, материалов и т.п.). Слово «рекомендуется» означает, что данное решение является одним из лучших, но не обязательным. Слово «может» означает, что данное решение является правомерным.

    В п. 1.5.17 тоже применено слово “допускается”, но там же есть и оговорка: по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин. Никаких оснований применять трансформаторы тока с завышенным коэффициентом трансформации в Вашем случае нет.

    В ГОСТ слово “допускается”, на мой взгляд, следует трактовать так: если экспериментально или на основании расчётов для конкретного трансформатора тока (установленного в конкретной цепи) будет доказано, что погрешности в диапазоне 0-25% от номинального значения, останутся в пределах класса точности, то такой ТТ может быть установлен в цепи учёта.

    Можно, конечно, и не забивать себе голову этими выкладками, но тогда есть два равновероятных исхода:

    1. Потребуют переделать.
    2. Потребуют обосновать выбор трансформатора. Обоснований нет, особенно, если учесть всё вышеизложенное относительно слова “допускается”. Итог: переделать.

    Как подобрать трансформатор тока для электросчетчика по нагрузке

    Технические решения современных домов изобилуют приборами, которые создают нагрузку на сеть. Электрические варочные панели, духовки, котлы и бойлеры лидируют в потреблении. Запросы современных индукционных плит доходят до 11000 ВА, а учётная аппаратура не подключается напрямую при 100+ А. Альтернативный выбор — использовать трансформаторы тока (ТТ) для электросчётчиков.

    1. Устройство ТТ
    2. Ключевые параметры измерительных трансформаторов
    3. Оборудование учётного узла

    Устройство ТТ

    Трансформаторы преобразовывают измеряемую величину из большей в меньшую или наоборот. Действуют они с помощью электромагнитной индукции. В основе прибора находится магнитный сердечник, собранный из прямоугольных стальных рамок, а на нём закреплены витки изолированных проводов — обмотки. Входная катушка подключена к источнику и у ТТ представлена всего одним витком. В зависимости от модели трансформатора место первичной обмотки может занимать:

    • намотка на сердечнике;
    • зафиксированная шина с соединительным винтом, которая проходит через корпус;
    • отверстие ступенчатой или прямоугольной формы, чтобы пропустить и закрепить шину при монтаже;
    • круглое окно под жилу кабеля для бесконтактных соединений (бытовые реле со встроенными трансформаторами).

    Отличие измерительных трансформаторов от силовых в том, что ток вторичной цепи остаётся постоянным вне зависимости от сопротивления потребителя — меняется напряжение. У включённого в сеть трансформатора тока нельзя размыкать вторичную обмотку. Она всегда должна быть замкнута на измерительное устройство, при его отсутствии — перемычками накоротко. Если продуцируемый ток исчезнет, напряжение достигнет значения в киловольты. Скачок спровоцирует выход из строя аппаратуры (особенно чувствительны полупроводниковые приборы), повреждение изоляции и возгорание, витковое замыкание, травмирование обслуживающего персонала. В целях безопасности заземление каждой обмотки в одной точке является обязательным.

    Ключевые параметры измерительных трансформаторов

    Принцип действия трансформатора тока

    Номинальное напряжение определяет цепи, в которых трансформатор может функционировать. Существуют две большие группы: до 1кВ и выше. В быту распространены преобразователи класса 0,66 кВ.

    Коэффициент трансформации — отношение номинального первичного и вторичного токов. На входе значения варьируются в зависимости от параметров питающей сети: 1, 2, 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. На выходе оно унифицировано под шкалу измерительных приборов 1, 2, 5. Маркировка с обозначением выглядит как дробь (50/5, 100/5, 200/5 и т. д.).

    Класс точности указывает на максимальную допустимую погрешность в учёте энергии в процентах. Наиболее точные приборы используются в коммерческих целях:

    • 0,2s;
    • 0,5s.

    В измерительных цепях разной направленности:

    • 0,1;
    • 0,2;
    • 0,5;
    • 1;
    • 3.

    Релейная защита: 10Р.

    Если количество обмоток больше одной, для каждой класс точности определяется отдельно. До 1000 В принято соединять простые ТТ последовательно, а выше 1000 В это накладно, поэтому устанавливается один преобразователь с несколькими обмотками. Например, первая может быть на цепь защиты — 10Р, вторая 0,5, третья — 0,5s.

    При несоблюдении номинальной мощности нагрузки, указанной в характеристиках трансформатора (5 ВА, 10 ВА, 15 ВА, 30 ВА и т. д.) класс точности падает относительно заявленного.

    Оборудование учётного узла

    Вводной автоматический выключатель

    Для учётного шкафа узла свыше 100 А определен минимальный комплект оборудования.

    Вводной автоматический выключатель, через который силовая линия заходит во внутреннюю сеть. От его нижней части до трансформаторов доступ для неквалифицированного персонала закрыт по нормам. Простой вариант защиты представлен оргстеклом, зафиксированным опломбированными шпильками.

    Трансформаторы тока. Коэффициент трансформации зависит от мощности, которая выделена пользователю сети. Расчёт производят сотрудники Энергосбыта и предоставляют ТУ (технические условия).

    Однофазный счётчик не предполагает использование преобразователей. В трёхфазных сетях распределение нагрузки может быть неравномерно, поэтому учёт ведётся по каждой фазе отдельно. Выбирать все 3 ТТ необходимо от одного производителя, с одинаковым набором свойств.

    Испытательная коробка переходная

    Колодка клеммная измерительная ККИ (испытательная панель) состоит из 2 секторов. Токовый имеет 7 пар клемм. 1 — заземление. К 6 остальным подходят провода от вторичных обмоток ТТ. Между ними можно установить попарные перемычки для замыкания сети перед отключением учётного устройства. В сектор напряжения заходят кабеля фаз A, B, C и нулевой проводник N. Ползунковые перемычки позволяют размыкать цепь при помощи отвёртки.

    Счётчики могут быть электромеханические (дисковые), электронные (с ЖК дисплеем, дистанционным управлением), комбинированные. Энергосбыт предписывает требования к прибору в ТУ индивидуально. Схема подключения каждой модели находится на крышке или в прилагаемом паспорте.

    Универсальный счётчик имеет 10 клемм, сгруппированных по 3 на каждую фазу, последняя — ноль. Первая, третья клемма — выход с вторичной обмотки трансформатора И1, И2; вторая — фазный провод.

    Производители выпускают похожие счётчики прямого и нет подключения. При подборе нужно внимательно изучить маркировку. На фазном счётчике вместо максимально допустимого значения тока указан коэффициент трансформации (например: 5(7,5), 3X150/5 А)

    Провода используют жёсткие, сечение 2,5+ мм2, формируя кольца для подключения. Возможны мягкие с изолированными наконечниками. В счётчике жила зажимается двумя винтами.

    Патрон с электролампой через клавишный выключатель от конденсата в щитах наружной установки.

    Бокс с окошками под табло учётного прибора и рычаги автоматов.

    Комплектация дополняется защитной автоматикой в соответствии с проектом электросети.

    Чтобы подобрать трансформатор для трёхфазного счётчика, следует составить желаемый план разводки электросети, утвердить его с региональным представителем Энергосбыта и получить технические условия. Выбирать модель следует строго по указанным в документе характеристикам.

    Как подобрать трансформаторы тока для систем учета электроэнергии

    Страница 1 из 2 1 2 >

    Много где читал, что при выборе ТТ по току. Номинал ТТ должен быть больше или равен максимального тока установки.
    Но согласно ГОСТ 7746-2001 п 6.6.2 Наибольшие рабочие первичные токи трансформаторов на номинальные токи до 10000 А должны соответствовать указанным в таблице 10.
    И в таблице указано, что ТТ со значением номинального первичного тока 15, 30, 75, 150, 200, 300, 600, (А) в обязательном порядке должны выдерживать наибольший рабочий первичный ток, равный соответственно, 16, 32, 80, 160, 200, 320, 630, (А). То есть получается максимальный ток установки может быть больше номинала ТТ.
    В моем случае согласно ТУ
    Максимальная нагрузка 165 кВт, Сила тока максимальная 258 А, категория 3
    Можно поставить, возможно 250 но по нему нет информации в ГОСТ 7746-2001 в таблице 10. Есть 200А и 300А. соответственно не понятно какую максимальную нагрузку должен держать 250 согласно ГОСТА
    По расчету согласно п.1.5.17 ПУЭ проходит и 250 и 300 даже 400.
    Соответственно ясно, что только 200 нельзя ставить и ниже.

    Помогите разобраться как правильно согласно нормативов подобрать трансформатор
    какой трансформатор нужно ставить если Сила тока максимальная 258 А ?

    всё что связано с упорядоченным движением заряженных частиц

    1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке – не менее 5 %.

    Спасибо почитал РМ-2559. Но ничего особо ограничивающего там не сказано.
    По первичной обмотке
    Есть расчет I р min / Ктт ≥ I min (0,1 А)
    Но учитывая что минимальный ток достаточна плавающая величина и ее можно уменьшить и увеличить при желании разброс большой.

    По расчету согласно ПУЭ тоже большой разброс получается. может я не так считаю ?

    трансформатор тока выбран правильно, если при
    максимальной нагрузке ток во вторичной обмотке трансформаторов тока будет
    составлять не менее 40% номинального тока счетчика, а при минимальной
    рабочей нагрузке – не менее 5%.
    Проверяем трансформатор тока 400 / 5
    Ток в первичной цепи при максимальной нагрузке 165 кВт
    I мах= Р / 3 U cos f = 258,75128 А
    Ток во вторичной цепи при максимальной нагрузке составляет:
    I2 = I1 / Коэф.трансорм. = 3,234391 A
    40 % I н.сч. = 2 А
    I 2 > 40 % I н.сч.; 3,234391 > 2 условие выполняется

    Минимальная нагрузка составляет Рмин. = 50,0 кВт
    Ток в первичной цепи при минимальной нагрузке 50 кВт
    I мin= Р / 3 U cos f = 78,409479 А
    Ток во вторичной цепи при минимальной нагрузке составляет:
    I2 = I1 / Коэф.трансорм. = 0,9801185 A
    5 % I н.сч. = 0,25 А
    I 2 > 5 % I н.сч. ; 0,980118 > 0,25 условие выполняется

    Проблема в том что электрику в части общего проекта сдавать на экспертизу и потом замечание из-за этого получать не хочется. Заказчик хочет трансформатор побольше поставить 400/5, я не могу четко сказать ему почему 400/5 нельзя ставить, по расчету они проходят.
    Класс точности под Счётчики меркурий 230 – 0,5, номинальный вторичный ток 5. Вопрос только по Номинальному первичному току трансформаторов. Ограничений не найду что 400 нельзя.

    6.2.Коэффициент трансформации трансформаторов тока должен выбираться по расчетному току присоединения. Величина
    расчетного тока присоединения не должна превышать номинальный ток трансформатора тока.
    6.3.Завышение коэффициента трансформации трансформаторов тока недопустимо.
    6.4. В резервируемых схемах, когда ток аварийного режима проходит через один из счетчиков, коэффициент трансформации
    трансформаторов тока должен выбираться потоку аварийного режима с учетом допустимой 20% перегрузки
    трансформаторов тока в аварийном режиме.

    1. ток 258А трансформаторы 250/5 противоречит п. 6.2

    2. по п. 6.3 что является завышение коэффициента трансформации тока ? Я так понимаю минимальный ток вторичной цепи не должен был меньше определенного занчения 0,5 А

    возмем I норм режима 200 А (можно подогнать под любую величину впринципе до 258А) сейчас она точно не понятна
    При 25%-ной нагрузке ток в первичной цепи составляет I1 = (200*25)/100 =50А

    Ток вторичной цепи. при трансах 300/5 КТТ =60 при 400/5 КТТ = 80

    I2 = I1/nt = 50/60 = 0,83 А

    I2 = I1/nt = 50/80 = 0,625 А

    Обе величины больше 0,5

    А теперь допустим I норм режима 50 А. I max 259 А

    трасны 200/5 возмем КТТ = 40

    I1 = (50*25)/100 =12,5 А
    I2 = I1/nt = 12,5/40 = 0,3125 менее 0,5. Получается тогда даже 200 не подходят.

    3. 6.4 не совсем понял это 2 категория имется что ли в ввиду смысл АВР по 3 категории. И на АВР обычно если вторая категория ставяться отдельные два счетчика и трансы. Ну там уже какая схема подключения. Я так понимаю это если вторая категори и АВР один счетчик то на него надо транс с возможностью 20% перегрузки.

    Выбор трансформаторов тока для электросчетчика 0,4кВ

    Учет электроэнергии с потребляемым током более 100А выполняется счетчиками трансформаторного включения, которые подключаются к измеряемой нагрузке через измерительные трансформаторы. Рассмотрим основные характеристики трансформаторов тока.

    1 Номинальное напряжение трансформатора тока.

    В нашем случае измерительный трансформатор должен быть на 0,66кВ.

    2 Класс точности.

    Класс точности измерительных трансформаторов тока определяется назначением электросчетчика. Для коммерческого учета класс точности должен быть 0,5S, для технического учета допускается – 1,0.

    3 Номинальный ток вторичной обмотки.

    4 Номинальный ток первичной обмотки.

    Вот этот параметр для проектировщиков наиболее важен. Сейчас рассмотрим требования по выбору номинального тока первичной обмотки измерительного трансформатора. Номинальный ток первичной обмотки определяет коэффициент трансформации.

    Коэффициент трансформации измерительного трансформатора – отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки.

    Коэффициент трансформации следует выбирать по расчетной нагрузке с учетом работы в аварийном режиме. Согласно ПУЭ допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации:

    1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40 % номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5 %.

    В литературе можно встретить еще требования по выбору трансформаторов тока. Так завышенным по коэффициенту трансформации нужно считать тот трансформатор тока, у которого при 25%-ной расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке будет менее 10% номинального тока счетчика.

    А сейчас вспомним математику и рассмотрим на примере данные требования.

    Пусть электроустановка потребляет ток 140А (минимальная нагрузка 14А). Выберем измерительный трансформатор тока для счетчика.

    Выполним проверку измерительного трансформатора Т-066 200/5. Коэффициент трансформации у него 40.

    140/40=3,5А – ток вторичной обмотки при номинальном токе.

    5*40/100=2А – минимальный ток вторичной обмотки при номинальной нагрузке.

    Как видим 3,5А>2А – требование выполнено.

    14/40=0,35А – ток вторичной обмотки при минимальном токе.

    5*5/100=0,25А – минимальный ток вторичной обмотки при минимальной нагрузке.

    Как видим 0,35А>0,25А – требование выполнено.

    140*25/100 – 35А ток при 25%-ной нагрузке.

    35/40=0,875 – ток во вторичной нагрузке при 25%-ной нагрузке.

    5*10/100=0,5А – минимальный ток вторичной обмотки при 25%-ной нагрузке.

    Как видим 0,875А>0,5А – требование выполнено.

    Вывод: измерительный трансформатор Т-066 200/5 для нагрузки 140А выбран правильно.

    По трансформаторам тока есть еще ГОСТ 7746—2001 (Трансформаторы тока. Общие технические условия), где можно найти классификацию, основные параметры и технические требования.

    При выборе трансформаторов тока можно руководствоваться данными таблицы:

    Выбор трансформаторов тока по нагрузке

    Обращаю ваше внимание, там есть опечатки

    Трансформаторы тока для работы с электросчетчиками

    Современные потребности в электроэнергии настолько высоки, что приборы учета могут не выдерживать силу тока, необходимую для подключенного объекта. Разделение точек потребления на отдельные линии не всегда возможно, да и учитывать потребление энергии разными приборами для одного объекта нецелесообразно: расчет оплаты может быть неточным. Чтобы устранить этот дисбаланс, применяются трансформаторы тока для электросчетчиков.

    Устройства работают по обычному принципу трансформатора: закону электромагнитной индукции.

    • первичная обмотка подключается в рабочую цепь последовательно с основной нагрузкой, не оказывая влияние на параметры питания;
    • при протекании электротока, вокруг первичной обмотки наводится магнитный поток, величина которого пропорциональна силе тока в рабочей цепи;
    • посредством магнитопровода, во вторичной обмотке возникает ЭДС (электродвижущая сила);
    • под воздействием ЭДС в обмотке возникает электроток, который можно измерить на приборе учета со стандартными параметрами подключения.

    Схема типового подключения счетчика с трансформаторами тока изображена на иллюстрации (данный рисунок не является инструкцией по монтажу, может использоваться лишь как учебное пособие).

    1. На контакты «Л1», «Л2» первичной обмотки подключается рабочая силовая линия (ток «I1» протекает через обмотку). Проводник должен выдерживать рабочие параметры линии, и не оказывать большого сопротивления, чтобы не снижать рабочие параметры электроснабжения объекта.
    2. Вторичная обмотка изготавливается с учетом рабочих параметров силовой линии с коэффициентом, достаточным для обеспечения работы счетчика.
    3. Приборы учета и средства контроля (защиты) подключаются к контактам «И1», «И2».
    4. Сила тока вторичной обмотки «I2» собственно является объектом измерения, учета и сигнальным параметром для срабатывания устройств защиты.
    5. Для защиты вторичной обмотки от перенапряжения применяется перемычка «К», шунтирующая цепь при отключении приборов учета (иных измерителей).

    Важное отличие измерительного трансформатора тока от обычного силового

    Независимо от сопротивления потребителя (это может быть подключение к электросчетчику, защитному устройству, и прочему) сила тока остается неизменной и зависит только от нагрузки на первичную обмотку.

    При размыкании вторичной обмотки трансформатора тока во время работы силовой линии, напряжение на контактах достигнет огромного значения (по закону Ома стремится к бесконечности). В результате могут выйти из строя полупроводниковые приборы измерения. Кроме того, есть риск повреждения изоляции обмотки трансформатора, и поражения персонала электротоком. Поэтому, при отключении счетчика от трансформаторов тока, вторичная обмотка обязательно замыкается накоротко с помощью перемычки «К» (на иллюстрации).

    Важно: Для обеспечения безопасности операторов и защиты оборудования, один из контактов вторичной обмотки заземляется («N» на иллюстрации).

    Таким подсоединением уравнивается потенциал вторичной обмотки и земли. Работа с приборами учета и контроля становится безопасной для персонала.

    Конструктивное исполнение прибора оптимизировано для соединения со счетчиками, поэтому случайное использование трансформатора тока в иных целях исключено.

    Можно сказать, что трансформатор тока для счетчика работает по принципу вала отбора мощности на двигателе. Только его использование не несет потери для основной линии электроснабжения.

    Для чего нужны трансформаторы тока

    Для счетчиков энергии и других измерительных приборов, подключение к высоковольтной линии чревато усложнением конструкции (соответственно, стоимость прибора может вырасти в разы). Аналогичная ситуация с иными контрольными приспособлениями и устройствами обеспечения безопасности. Необходимо обеспечить развязку между высоковольтной линией и параметрами, приемлемыми для работы. Исходя из этого, назначение трансформатора тока следующее:

    1. Произведя расчет пропорций рабочих параметров на вторичной обмотке, инженеры получают коэффициент измерений. Вторичка подключается к любым измерительным приборам: амперметрам, ваттметрам, счетчикам электроэнергии, и прочему. Переменный ток малого значения удобен в работе, не представляет опасности для персонала, измеряется обычными приборами без дорогостоящих систем защиты. Учитывая компактность, трансформаторы легко монтируются в типовой распределительный щиток.
    2. Еще одна функция трансформатора тока — обеспечение работы систем управления и защиты. Для вывода информации о состоянии электрических цепей достаточно небольшого уровня сигнала. Гигантские значения напряжения на силовых линиях не позволяют подключить к ним управляющие цепи. Поэтому компоненты релейной защиты и управления соединяются с вторичными обмотками трансформаторов, и работают на линиях в десятки тысяч вольт, как будто это бытовой вводной щиток в квартире. Разумеется, безопасность также на высоте.

    Мы рассмотрим основную задачу прибора: подключение счетчика через трансформаторы тока. Поскольку однофазные системы работают без высоких потенциалов напряжения, трансформаторы тока чаще всего обеспечивают работу трехфазного счетчика.

    Начнем с классификации

    Как и любой электроприбор, подобрать трансформатор можно по параметрам и установочным характеристикам:

    • Назначение: измерительный, управляющие и лабораторные. Нас интересует, как подключить измерительный вариант.
    • Номинальное напряжение первичной обмотки, один из основных параметров: до 1000 В или свыше 1000 В.
    • Конструкция первичной обмотки. Одновитковые, многовитковые, стержневые, шинные, катушечные. От конструкции первички зависит способ монтажа.
    • Способ установки: трансформаторы могут встраиваться в электроустановку, накладываться на силовые шины, монтироваться в распределительные шкафы или трансформаторные подстанции. Кроме того, существуют переносные приборы для организации контроля или временного учета электроэнергии.
    • Тип монтажа: в зависимости от выбранного способа установки и подключения, монтаж может быть проходным или опорным. На иллюстрации проходной тип монтажа.
    • Количество ступеней трансформации. При работе с высоким напряжением, может потребоваться каскадное снижение выходных параметров. При этом можно выбирать, куда подключать измерительные (управляющие) приборы: на один или несколько каскадов трансформации.
    • Тип изоляции между обмотками и сердечником. Как и в обычных трансформаторах: сухая (керамика, бакелит, некоторые виды пластмасс) или мокрая (классическая бумажно-маслянная). Современные компактные трансформаторы заливаются компаундом. Параметр учитывается при выборе температурного режима эксплуатации: высокий нагрев или наружная установка при минусовых температурах.

    Важно: При подключении 3 фазного счетчика через трансформаторы тока, параметры всех приборов должны быть идентичными.

    Разобравшись, как выбрать трансформатор тока по способу установки, научимся производить расчет

    С учетом параметров электрических счетчиков, и значения напряжения на линии, выбираем коэффициент трансформации. Он должен обеспечивать максимальную точность измерения трехфазного счетчика, при соблюдении мер безопасности.

    Согласно требованиям ПУЭ (правил устройства электроустановок), необходимо оставлять запас коэффициента трансформации на превышение допустимой нагрузки. При максимальной нагрузке на линии, ток во вторичной обмотке не должен быть ниже 40 % от номинального тока счетчика. Соответственно при минимальной нагрузке этот показатель составит 5 %.

    Существует целая подборка справочной литературы по этому вопросу, наиболее популярной является типовая таблица:

    Зная расчетные параметры силовой линии и возможного потребления тока, можно рассчитать коэффициент трансформации.

    Перед вводом в эксплуатацию, обычно производится испытательный монтаж на тестовую колодку. Моделируются рабочие условия эксплуатации объекта, при соблюдении мер безопасности испытываются аварийные режимы.

    Важно: Подобные испытания следует проводить только под надзором инженеров по безопасности энергоснабжающей компании.

    После проведения тестовых измерений на дублирующих счетчиках, проводится окончательный расчет коэффициента преобразования. Затем составляется акт переноса показаний на счетчики с учетом параметров трансформатора.

    Если параметры работы устраивают потребителя и поставщика электроэнергии, производится окончательный монтаж трансформаторов и трехфазного счетчика. Типовая электросхема на иллюстрации:

    Пример реального расчета коэффициента трансформации

    Мы знаем, что для обеспечения завышенного коэффициента трансформации, необходимо обеспечить следующее условие:

    • при загрузке силовой (основной) линии на 25 %, во вторичной обмотке сила тока не превысит 10 % от расчетной.

    Условия задачи: расчетный ток в режиме нормальной загрузки оборудования составляет 240 А. Устанавливаем параметры аварийного режима: коэффициент 1.2. Значит, сила тока при перегрузке равна 288 А. Номинальная сила тока счетчика составляет 5 А.

    Важно: Перегрузкой считается сила тока, при которой еще не срабатывает защитное устройство отключения электропитания.

    По рекомендациям энергетиков, или в соответствии со справочными таблицами, выбираем трансформатор тока с коэффициентом трансформации 300/5.

    • Проводим расчет тока первичной обмотки при нагрузке 25 % от номинала. I1=240×25/100. Полученный результат: 60 А.
    • Проводим расчет тока вторичной обмотки при нагрузке 25 % от номинала. I2=60/(300/5). Полученный результат: 1 А.

    Вторичный ток превышает 10 % от номинальной силы тока счетчика: 1 А > 0.5 А. При таких расчетах видно, что трансформатор тока для подключения конкретного счетчика подобран верно.

    Класс точности и погрешность

    Для обеспечения правильности учета показаний потребления электроэнергии, регламентирующими нормативами установлены следующие классы точности для токовых трансформаторов:

    • счетчики коммерческого учета: 0.2;
    • счетчики технического учета: 0.5.

    Условия считаются выполненными, если реальная нагрузка на вторичную обмотку трансформатора не превышает номинально установленную нагрузку для данного класса точности.

    Кроме того, параметры прибора должны обеспечивать токовую и угловую погрешность. Для нормальной работы устройств защиты и точного снятия показаний, токовая погрешность не должна превышать 10 %, а угловая 7°.

    Результат построения векторной диаграммы токов на иллюстрации:

    Iµ=I1+I2, остальные параметры и обозначения взяты из школьного курса физики. Проведя тестовые измерения, можно убедиться в соответствии (не соответствии) собранной схемы требованиям ГОСТ и ПУЭ.

    Видео по теме

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий