Номинальный ток трансформатора: Расчет основных электрических величин и главной изоляции обмоток трансформатора

Содержание

Расчет основных электрических величин и главной изоляции обмоток трансформатора

Расчет трансформатора начинается с определения основных электрических величин: мощности на одну фазу и стержень; номинальных токов на стороне ВН и НН; фазных токов и напряжений.

¨ Мощность одной фазы трансформатора, кВ*А,

=  ,
где S – мощность трансформатора; m – число фаз.

¨ Мощность на одном стержне, кВ*А,

S` =  ,
где C– число активных (несущих обмотки) стержней.
Обычно для 3-фазных трансформаторов число фаз равно числу стержней.

¨ Номинальный (линейный) ток, А,

на стороне НН I1 = ;
на стороне ВН I2 = ,
где S – мощность трансформатора, кВ*А; U1и U2 – соответствующие значения напряжений обмоток, кВ.
Для однофазного трансформатора номинальный ток, А, определяется по формуле
I = .
При определении токов мощность подставляется в киловатт-амперах (кВ*А), а напряжение в киловольтах (кВ).

¨ Фазные токи, А, трехфазных трансформаторов

при соединении в звезду или зигзаг:
Iф = Iл;
при соединении обмотки в треугольник
Iф = ,
где IЛ – номинальный линейный ток трансформатора.
Схема соединения и группа обмоток обычно задается.


¨ Фазные напряжения, В, трансформатора

при соединении обмотки в звезду или зигзаг:
=,
при соединении обмотки в треугольник:
Uф = Uл,
где Uл – номинальное линейное напряжение соответствующих обмоток.

¨ Испытательное напряжение трансформатора

Необходимо для определения основных изоляционных промежутков, между обмотками и другими токоведущими деталями.

Это напряжение, при котором проводится испытание трансформатора, а именно электрическая прочность изоляции.
Испытательное напряжение для каждой обмотки трансформатора определяется по табл. 1 или 2 в зависимости от класса напряжения соответствующей обмотки.

Таблица 1

Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц) для масляных силовых трансформаторов (ГОСТ 1516.1-76)
          


Класс
напряжения, кВ

3

6

10

15

20

35

110

150

220

330

500

Наибольшее
рабочее
напряжение, кВ

3,6

7,2

12,0

17,5

24

40,5

126

172

252

363

525

Испытательное
напряжение Uисп, кВ

18

25

35

45

55

85

200

230

325

460

630

Примечание. Обмотки масляных и сухих трансформаторов с рабочим напряжением до 1 кВ имеет Uисп = 5 кВ.

Таблица  2

Испытательные напряжения промышленной частоты (50 Гц) для сухих силовых трансформаторов (ГОСТ 1516.1-76)

Класс напряжения, кВ

До 1,0

3

6

10

15

Испытательное напряжение, кВ

3

10

16

24

37

Таким образом, испытательные напряжения обмоток являются критерием определения всех изоляционных промежутков в силовом трансформаторе.
Ниже приводятся основные таблицы, по которым определяются изоляционные промежутки главной изоляции, геометрические размеры охлаждающих каналов (табл. 3, 4). В табл. 5 – нормальная витковая изоляция проводов различных марок.

Таблица 3

Главная изоляция. Минимальные изолированные
расстояния обмоток НН с учетом конструктивных требований
(для масляных трансформаторов)

   


Мощность трансформатора S, кВ*А

Uисп для
НН, кВ

НН от ярма
L01, кВ

НН от стержня, мм

d01

aц1

a01

Lц1

25–250

400–630*
1000–2500
630–1600
2500–6300
630 и выше
630 и выше
Все мощности

5

5*
5
18; 25 и 35
18; 25 и 35
45
55
85

15

 

Принимается равным найденному по испытательному напряжению обмотки ВН

Картон 2×0,5

То же

4
4
4
5
5
6


6
6
8
10
13
19

4

5
15
15
17,5
20
23
30


18
25
25
30
45
70

* Для винтовой обмотки с испытательным напряжением Uисп = 5кВ размеры взять из следующей строки для мощностей 1000–2500 кВ*А.

Таблица  4

Главная изоляция. Минимальные изолированные расстояния
обмоток ВН (НН) с учетом конструктивных требований

Мощность трансформатора S, кВ*А

Uисп для ВН (НН), кВ

ВН от ярма, мм

Между ВН (СН) и НН, мм

Выступ цилиндра Lц2, мм

Между ВН (СН) и НН, мм

L02

a12

d12

a22

d22

25–100
160–630
1000–6300
630 и выше
630 и выше
160–630
1000–6300
10000 и выше

18; 25 и 35
18; 25 и 35
18; 25 и 35
45
55
85 (прим. 1)
85 (прим. 1)
85

20
30
50
50
50
75
75
80




2
2
2
2
3

9
9
20
20
20
27

27
30

2,5
3
4
4
5
5
5
6

10
15
20
20
30
50
50
50

8
10
18
18
20
20
30
30




2
3
3
3
3

Примечания: 1. Для цилиндрических обмоток минимальное изоляционное расстояние a12 = 27 мм, электростатический экран с изоляцией – 3 мм. 2. При наличии прессующих колец расстояние от верхнего ярма  L”o  принимать увеличенным против данных табл. 4. для трансформаторов 1000–6300 кВ*А на 45 мм; для двухобмоточных трансформаторов 10000–63000 кВ*А на 60 мм и для трехобмоточных трансформаторов этих мощностей на 100 мм. Расстояние от нижнего ярма L’o  и в этих случаях принимать по табл. 4.


Таблица  5
Выбор нормальной витковой изоляции

Испытательное напряжение обмотки, кВ

Марка
провода

Толщина изоляции на две стороны, мм

Название

5–24

ПСД, АПСД,               ПСДК и АПСДК

Круглый провод 0,29–0,38
(0,30 и 0,40), прямоугольный
провод 0,27–0,48 (0,30 и 0,50)

Для сухих пожаробезопасных трансформаторов

5–85

ПЭЛБО, ПБ                          и АПБ

 

Круглый провод 0,17–0,21 (0,27–0,31) 0,30 (0,40)

Для масляных и сухих  трансформаторов

ПБ и АПБ

Прямоугольный провод 0,45(0,50)

200

ПБ и АПБ

 

1,20(1,35)

Для масляных   трансформаторов

325

ПБ

 

1,35(1,50)

Для обычных обмоток

325

ПБУ

 

2,00(2,20)

Для переплетенных обмоток

Примечание. В скобках указаны расчетные размеры с учетом допусков.

Межвитковая изоляция цилиндрических многослойных обмоток и многослойных катушечных обмотках приведены соответственно в табл. 6. и 7.

 

Таблица 6
Нормальная междуслойная изоляция
в многослойных цилиндрических обмотках

Суммарное рабочее напряжение двух слоев обмотки, В

Число слоев кабельной бумаги на толщину листов, мм

Выступ междуслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону), мм

До 1000
От 1001 до 2000
От 2001 до 3000
От 3001 до 3500
От 3501 до 4000
От 4001 до 4500
От 4501 до 5000
От 5001 до 5500

2 × 0,12
3 × 0,12
4 × 0,12
5 × 0,12
6 × 0,12
7 × 0,12
8 × 0,12
9 × 0,12

10
16
16
16
22
22
22
22

 
Примечание. Данные таблицы приведены для трансформаторов мощностью до 630 кВ*А включительно.
При мощности от 1000 кВ*А  и выше междуслойную изоляцию следует принимать по таблице, но не менее 4×0,12 мм, выступ изоляции – не менее 20 мм.
Таблица 7
Нормальная междуслойная изоляция
в многослойных цилиндрических катушках обмотки

Рабочее напряжение двух слоев обмотки, В

Толщина
изоляции, мм

Материал изоляции

До 150
От 151 до 200
От 201 до 300

2×0,05
1×0,2
2×0,2 или 1×0,5

Телефонная бумага
Кабельная бумага или электроизоляционный картон

Геометрические размеры каналов в обмотках для различных отводов от регулировочных витков  приведены в табл. 8.

Таблица  8
Минимальные размеры канала  hкр в месте расположения
регулировочных  витков обмотки ВН

Класс напряжения ВН, кВ

Схема
регулирования

Изоляция в месте разрыва

Размер
канала, мм

Способ изоляции

По
рис. 1

6

10

 

35

 

110

а
б
а
б
а
б
в и г
а
а
а
г

Масляный канал

То же
» »
» »
Угловые и простые шайбы
То же

Масляный канал

То же
Угловые и простые шайбы
То же

Масляный канал с барьером из шайб

а

а
а
а
б
в
а
а
б
в
г

8
12
10
18
6
18
12
25
20
25
30
(в том числе шайба 5 мм)

Примечания: 1. В многослойной цилиндрической обмотке с регулированием в
последнем слое разрыв не выполняется. 2. Минимальный выступ шайбы за габарит обмотки а = 6 мм.  Ширина обмотки шайбы b = 6–8 мм. 4. Толщина угловой шайбы 0,5–1 мм.

 

Конструкция изоляции в листе разрыва обмотки ВН показана на рис. 1.
Главная изоляция обмоток сухих силовых трансформаторов должна выбираться в соответствии с табл. 9. и 10.

 


Рис. 1. Конструкция изоляции в месте разрыва обмотки ВН

Таблица 9

 Изоляция обмоток ВН сухих трансформаторов, мм

Uисп для ВН, кВ

ВН от ярма L01

Между ВН и НН

Между ВН и ВН

a01

d12

Lц2

a22

d22

3
10
16
24

15
20
45
80

10
15
22
40

Картон 2×0,5 мм

10
10
25
45


2
3
3

2,5
4
5

10
25
40

Примечание. Размер каналов a01 и a12 является минимальными с точки зрения изоляции обмоток. Эти размеры должны быть также проверены по условиям отвода тепла по табл. 13.

Таблица 10

Изоляция обмоток НН сухих трансформаторов, мм

Uисп для НН, кВ

НН от ярма L01

НН от стержня

 

a01

d01

Lц1

3
10
16
24

15
30
55
90

10
14
27
40

Картон 2×0,5

2,5
5
6

15
30
40

Примечания. 1. См. примечание к табл. 9. 2. Для винтовой обмотки при Uисп для НН 3 Кв ставить цилиндр d01 = 2,5–5 мм и принимать a01 не менее 20 мм.

Для иллюстрации основных изоляционных промежутков представлены рис. 2, 3, и 4.

Рис. 2. Главная изоляция обмотки ВН для испытательных напряжений от 5 до 85 кВ. Штриховыми линиями показаны возможные пути разряда, определяющие размеры lц

Причем главная изоляция для трансформаторов с обмоткой ВН на 110 кВ (испытательное напряжение 200 кВ) выбирается по рис. 3.
Главная изоляция сухих трансформаторов поясняется рис. 4.
Для определения минимальных допустимых изоляционных промежутков между отводами от обмоток к проходящим изоляторам соответственно от заземленных частей трансформаторов и обмотками представлены в табл. 11 и 12.
Для пояснения величин, приведенных в табл. 11, 12, представлен рис. 5.
Для цилиндрических обмоток из круглого или прямоугольного провода очень часто требуется выбирать продольные (осевые) охлаждающие каналы. Размеры таких каналов выбираются согласно табл. 13. и 14 соответственно для масляных и сухих  трансформаторов.

 


Рис. 3. Главная изоляция обмотки класса напряжения 110 кВ с вводом на верхнем конце обмотки (испытательное напряжение 200 кВ)


Рис. 4. Главная изоляция обмоток сухих трансформаторов

Таблица 11

Минимальные допустимые изоляционные расстояния
от отводов до заземленных частей

Испытательное напряжение отвода, кВ

Толщина изоляции
на одну сторону, мм

Диаметр стержня, мм

Расстояние от гладкой стенки бака или собственной обмотки, мм

Расстояние от заземленной части острой формы, мм

s

s

До 25

0
0
2

<6
>6

15
12
10

10
10
10

25
22
20

15
12
10

5
5
5

20
17
15

35

0
0
2

<6
>6

23
18
10

10
10
10

33
28
20

20
17
12

5
5
5

25
22
17

45

0
0
2

<6
>6

32
27
15

10
10
10

42
37
25

28
25
18

5
5
5

33
30
23

55

0
0
2

<6
>6

40
35
22

10
10
10

50
45
32

33
32
25

5
5
5

38
37
30

85

2
4
6



40
30
25

10
10
10

50
40
32

45
37
35

5
5
5

50
42
40

100

5

40

10

50

45

10

55

200

20
20

12
12

75
75

20
20

95
95

160
105

10
10

170*
115**

*  Заземленная часть не изолирована.
** Заземленная часть изолирована щитом из электроизоляцонного картона толщиной 3 мм.
Таблица 12

Минимальные допустимые изоляционные расстояния
от отводов до обмотки

 

Испытательное
напряжение, кВ

Толщина  изо-ляции на одну сторону, мм

Изоляционное расстояние отвода sи, мм

Суммарный
допуск sк, мм

Минимальное расчетное расстояние s, мм

до вход-
ных
катушек

до основных катушек

до входных катушек

до основных катушек

обмотки

отвода

До 25

35

55

85

200

 

200

До 25

До 35

До 35

До 35

До 100

 

200

Нет
2
Нет
2
Нет
2
Нет
2
3
6
8
20









205
150
125
80

15
10
23
10
40
20
80
40
230
170
140
90

10
10
10
10
10
10
10
10
20
20
20
15









225
170
145
95

25
20
33
20
50
30
90
50
250
190
160
105

Рис. 5. Отвод между обмоткой и стенкой бака

 

Таблица 13

Минимальная ширина охлаждающих каналов в обмотках, см.
Масляные трансформаторы

Вертикальные каналы

Горизонтальные
каналы

Длина
канала, см

Обмотка-обмотка

Обмотка-цилиндр

Обмотка-стержень

Длина канала, см

Обмотка-обмотка

До 30

0,4–0,5

0,4

0,4–0,5

до 4,0

0,4

30–50

0,5–0,6

0,5

0,5–0,6

4–6,0

0,5

50–100

0,6–0,8

0,5–0,6

0,6–0,8

6–7,0

0,6

100–150

0,8–1,0

0,6–0,8

0,8–1,0

7–8,0

0,7

Таблица 14

 

Сухие трансформаторы, вертикальные каналы. Выбор ширины
канала по допустимому превышению температуры и плотности
теплового потока на поверхности обмотки q, Вт/м2

Класс
изоляции

Допустимое превышение температуры, С°

Плотность теплового потока, Вт/м2,
при ширине канала

0,7 см

1,0 см

1,5 см

А

60

160

300

380

Е-В

75–80

230

450

550

F

100

300

600

720

H

125

380

800

950

Горизонтальные охлаждающие каналы для сухих трансформаторов в зависимости от класса изоляции и плотности теплового потока принимаются по табл. 15.
Горизонтальные охлаждающие каналы в масляных трансформаторах  в пределах от 4 до 15 мм.


Таблица 15

Сухие трансформаторы, горизонтальные каналы. Выбор ширины
канала по допустимому превышению температуры и плотности
теплового потока на поверхности обмотки q, Вт/м2

Класс
изоляции

Допустимое
превышение температуры, С°

Плотность теплового потока, Вт/м2,
при ширине канала

0,8 см

1,2 см

1,6 см

А

60

280

380

450

Е–В

75–80

320

420

540

F

100

420

540

720

H

125

580

720

1000

Выбор трансформаторов тока

Измерительные трансформаторы тока 6-10 кВ используются в реклоузерах (ПСС), пунктах коммерческого учета (ПКУ), камерах КСО — везде, где требуется учет электроэнергии или контроль тока для защиты линии от перегрузки.

Одним из основных параметров трансформатора тока (ТТ) является коэффициент трансформации, который чаще всего имеет обозначение 10/5, 30/5, 150/5 или аналогичное. Попробуем разобраться, что это означает, и как правильно выбрать коэффициент трансформации трансформатора тока.

Важно! Трансформатор тока по природе является повышающим, поэтому его вторичная обмотка должна быть всегда замкнута накоротко через амперметр или просто перемычкой. Иначе он сгорит или ударит кого-нибудь током.

Зачем нужны трансформаторы тока

Электрики, знакомые с электрооборудованием ~220 В могут заметить, что квартирные счетчики электроэнергии подключаются непосредственно к линии без использования трансформаторов тока. Однако уже в трехфазных сетях трансформаторное подключение встречается чаще, чем прямое включение. В цепях же ПКУ и распределительных устройств 6-10 кВ все измерительные устройства подключаются через трансформаторы тока.

Трансформатор тока предназначен для уменьшения величины измеряемого тока и приведения его к стандартному диапазону. Как правило, ток преобразуется к стандартному значенияю 5 А (реже — 1 А или 10 А).

Еще одним назначением трансформаторов тока является создание гальванической развязки между измеряемой и измерительной цепями.

Как выбрать трансформатор тока

Максимальный рабочий ток первичной обмотки трансформатора определяется мощностью силового трансформатора на понижающей подстанции.

Например, если мощность подстанции 250 кВА, то при номинальном напряжении линии 10 кВ ток не будет превышать 15 А. Значит коэффициент трансформации трансформаторов тока должен быть не менее 3 или, как это часто обозначают, 15/5. Использование трансформаторов тока меньшего номинала может привести к тому, что ток во вторичной обмотке будет значительно превышать заданное значение 5 А, что может привести к существенному снижению точности измерений или даже выходу из строй счетчика электроэнергии.

Таким образом, минимальное значение коэффициента трансформации ТТ ограничивается номинальным током линии.

А существуют ли ограничения на коэффициент трансформации с другой стороны? Можно ли использовать, например, вместо трансформаторов 15/5 трансформаторы 100/5? Да, такие ограничения существуют.

Если использовать трансформаторы тока с непропорционально большим номиналом, то результатом будет слишком малый ток во вторичной обмотке трансформатора, который счетчик электроэнергии не сможет измерять с необходимой точностью.

Чтобы не производить каждый раз громоздкие математические вычисления, был выработан ряд правил по выбору коэффициента трансформации ТТ. Эти правила зафиксированы в настольной книге каждого энергетика — в «Правилах устройсва электроустановок» (ПУЭ).

Правила устройства электроустановок допускают использование трансформаторов тока с коэффициентом трансформации выше номинального. Однако такие трансформаторы ПУЭ называют «трансформаторами с завышенным коэффициентом трансформации» и ограничивают их использование следующим образом.

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 %.

Поскольку упомянутое в ПУЭ понятие минимальной рабочей нагрузки является не очень понятным, то используют и другое правило:

Завышенным по коэффициенту трансформации нужно считается трансформатор тока, у которого при 25% расчетной присоединяемой нагрузке (в нормальном режиме) ток во вторичной обмотке менее 10% номинального тока счетчика.

Таким образом, максимально возможное значение коэффициента трансформации применяемых трансформаторов тока ограничивается чувствительностью счетчиков электроэнергии.

Расчет минимального и максимального значения коэффициента трансформации

Для расчета номинала трансфоррматора тока необходимо знать диапазон рабочих токов в первичной обмотке трансформатора.

Минимальный коэффициент трансформации ТТ рассчитывается, исходя измаксимального рабочего тока в линии. Максимальный рабочий ток можно вычислить, исходя из общей мощности потребителей электроэнергии, находящихся в одной сети. Но производить эти вычисления нет необходимости, так как все расчеты уже были проделаны ранее при проектировании трансформаторной подстанции. Как правило, номинал силового трансформатора выбран таким, чтобы регулярная нагрузка не превышала номинальную мощность трансформатора, а кратковременная пиковая нагрузка превышала мощность трансформатора не более, чем на 40%.

Нужно различать полную мощность (измеряется в кВА) и полезную мощность (измеряется в кВт). Полная мощность связана с полезной через коэффициент мощности, характеризующий реактивные потери в сети. Больше информации по теме можно получить на другой странице нашего сайта.

Поделив потребляемую мощность на номинальное напряжение сети и уменьшив полученное значение на корень из 3, получим максимальный рабочий ток. Отношение максимального рабочего тока к номинальному току счетчика электроэнергии и даст искомый минимальный коэффициент трансформации.

Например, для подстанции мощностью 250 кВА при номинальном напряжении сети 10 кВ максимальный рабочий ток составит около 15 А. Поскольку кратковременный максимальный рабочий ток может достигать 20 А, то минимальный номинал трансформатора тока лучше взять с небольшим запасом — 20/5.

Максимальный коэффициент трансфортмации ТТ определим, умножив минимальный коэффициент трансформации на отношение уровеня рабочего тока (в процентах от максимального) к уровеню тока во вторичной обмотке трансформатора (также в процентах от максимального).

Например, минимальный коэффициент трансформации — 15/5, расчетный уровень рабочего тока — 25% от максимального, ток во вторичной обмотке трансформатора — 10% от номинального тока счетчика. Тогда искомый минимальный номинал ТТ — 15/5 * 25/10, то есть 7,5 или в традиционной записи 37,5/5. Но, поскольку ТТ с таким номиналом не выпускаются, то нужно взять ближайшее значение — 30/5.

Требования, предъявляемые нормативными документами к выбору коэффициента трансформации измерительных трансформаторов тока, оставляют очень мало места для маневра, позволяя выбрать трансформатор только из двух-трех близких номналов

Номинальные параметры трансформаторов — Студопедия

Номинальным называется режим работы трансформатора, для которого он предназначен заводом-изготовителем. Условиями, определяющими номинальный режим работы, являются:

— номинальная мощность, , кВА, МВА;

— номинальное напряжение, , кВ;

— номинальный ток, , А;

— номинальные условия охлаждающей среды;

— напряжение короткого замыкания, ;

— ток холостого хода, ;

— потери холостого хода, ;

— потери короткого замыкания, .

Номинальной мощностью трансформатора называется указанное в паспорте значение полной мощности, на которую трансформатор может быть нагружен непрерывно в номинальных условиях установки и охлаждающей среды при номинальной частоте и напряжении. Если обмотки трансформатора имеют разные мощности, то за номинальную принимают наибольшую (обычно ВН). За номинальную мощность АТ принимается номинальная мощность сторон, имеющих автотрансформаторную связь. Ее называют «проходной» мощностью.

Номинальное напряжение обмоток — это напряжение первичной и вторичных обмоток при холостом ходе (линейные — для 3-хфазных или — для однофазных трансформаторов Номинальным коэффициентом трансформации для 2-х обмоточных трансформаторов называют


.

Для 3-хобмоточных трансформаторов определяют коэффициент трансформации каждой пары обмоток.

Номинальными токами обмоток трансформатора называют токи, определяемые по их номинальным мощностям и номинальным напряжениям. Под номинальной нагрузкой понимают нагрузку, равную номинальному току.

Напряжение короткого замыкания ( ) — это напряжение в процентах от номинального, при подведении которого к одной из обмоток трансформатора в замкнутой накоротко другой обмотке ток равен номинальному. Оно характеризует полное сопротивление обмоток трансформатора. Для 3-х обмоточных трансформаторов и АТ приводится для каждой пары обмоток (при разомкнутой третьей).

Ток холостого хода характеризует активные и реактивные потери в стали и выражается в процентах от номинального тока трансформатора.

Потери холостого хода и короткого замыкания определяют экономичность работы трансформатора. Они характеризуют потери в стали (на вихревые токи и гистерезис) и потери в обмотках при протекании по ним токов нагрузки.

Как рассчитать ток плавкой вставки для трансформатора по стороне ВН

В электрических сетях нередко возникают аварийные ситуации, которые могут вывести из строя дорогостоящее оборудование, одним из элементов которого является трансформатор. Для того чтобы защитить трансформатор от повреждения необходимо установить защиту от сверхтоков.

Высоковольтный предохранитель – один из вариантов защиты силового трансформатора от повреждения. Он осуществляет разрыв электрической цепи (разрушение плавкой вставки) при превышении тока выше допустимого значения (номинала предохранителя).

Высоковольтный предохранитель защитит обмотку трансформатора только в том случае, если он был правильно выбран по току. Рассмотрим, как рассчитать ток для плавкой вставки для трансформатора по стороне высокого напряжения (ВН).

При выборе предохранителя в первую очередь нужно учитывать класс напряжения: номинальное напряжение предохранителя должно быть равно классу напряжения электрической сети. Установка высоковольтного предохранителя на номинальное напряжение ниже напряжения питающей сети приведет к пробою или перекрытию изоляции, что в свою очередь приведет к междуфазному короткому замыканию. Также запрещается устанавливать предохранители на напряжение ниже номинального для предохранителя – это может привести к возникновению перенапряжений при коротком замыкании.

Выбор плавкой вставки по номинальному току отключения

Номинальный ток отключения (срабатывания) предохранителя должен быть не меньше максимального значения тока короткого замыкания для точки электрической сети, где будет установлен предохранитель. Для силового трансформатора это ток трехфазного замыкания на выводах обмотки высокого напряжения – места установки плавких предохранителей.

При расчете тока короткого замыкания учитывается наиболее тяжелый режим, с минимальным сопротивлением до места предполагаемого повреждения.

Токи короткого замыкания рассчитывают индивидуально с учетом всей схемы питающей электросети.

Предохранители для защиты трансформатора по стороне ВН выпускают на номинальный ток отключения (предельно отключаемый ток) в диапазоне 2,5-40 кА.

Если нет данных о величине токов короткого замыкания на участке электросети, то рекомендуется выбирать максимальное значение номинального тока отключения для плавкой вставки.

Выбор номинального тока плавкой вставки предохранителя

Высоковольтный предохранитель защищает обмотку высокого напряжения силового трансформатора не только от коротких замыканий, но и от перегрузки, поэтому при выборе плавкой вставки необходимо учитывать и номинальный рабочий ток.

При выборе номинального тока плавкой вставки нужно учитывать несколько факторов. Во-первых, силовой трансформатор в процессе работы может подвергаться кратковременным перегрузкам.

Во-вторых, при включении трансформатора возникают броски тока намагничивания, которые превышают номинальный ток первичной обмотки.

Также нужно обеспечить селективность работы с защитой, установленной на стороне низкого напряжения (НН) и на отходящих линиях потребителей. То есть в первую очередь должны срабатывать автоматические выключатели (предохранители) на стороне низкого напряжения отходящих линий, которые идут непосредственно на нагрузку к потребителям.

Если эта защита по той или иной причине не срабатывает, то должен сработать автомат (предохранитель) ввода стороны НН силового трансформатора. Предохранители на стороне ВН в данном случае — это резервирующая защита, которая должна срабатывать в случае перегрузки обмотки низкого напряжения и отказе защит со стороны НН.

Исходя из вышеперечисленных требований, плавкая вставка выбирается по двухкратному номинальному току обмотки высокого напряжения.

Таким образом, высоковольтные предохранители, установленные на стороне ВН, защищают от повреждений участок электрической цепи до ввода трансформатора, а также от внутренних повреждений самого силового трансформатора. А предохранители (автоматические выключатели) со стороны НН силового трансформатора защищают сам трансформатор от перегрузок выше допустимого предела, а также от коротких замыканий в сети низкого напряжения.

Номинальный ток обмоток силового трансформатора указывается в его паспортных данных.

Как рассчитать ток для плавкой вставки, если известна только номинальная мощность силового трансформатора?

Если известен тип трансформатора, то самый простой способ — найти ток, воспользовавшись справочными данными по силовым трансформаторам одного из производителей, так как все трансформаторы выпускают, как правило, по стандартному ряду номинальных мощностей и соответственно со схожими характеристиками.

Либо можно воспользоваться нижеприведенной таблицей рекомендуемых значений номинальных токов плавких вставок предохранителей для трехфазных силовых трансформаторов 6/0,4 и 10/0,4 кВ:

Предохранители для защиты трансформатора напряжения по стороне ВН

Трансформаторы напряжения 110 кВ и выше защищают только по стороне низкого напряжения автоматами или предохранителями. Для трансформаторов напряжения 6, 10 и 35 кВ расчет тока для плавкой вставки не производится.

Предохранитель для защиты трансформатора напряжения по стороне ВН выбирается только по классу напряжения. Для каждого класса напряжения выпускают специальные предохранители типа ПКН (ПН) – 6, 10, 35 (в зависимости от класса напряжения), они применяются исключительно для защиты трансформаторов напряжения.

Силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кв области применения разных схем соединения обмоток

Отсутствие у изготовителей и заказчиков определенного представления принципиальных отличий свойств силовых трансформаторов с малой мощностью и разными схемами соединения обмоток ведет к их неправильному использованию. При этом некорректный выбор схемы соединения обмоток ухудшает технические показатели электрических установок и понижает качество электроэнергии, а также приводит к возникновению серьезных аварий.

Это отмечают проектировщики из Нижнего Новгорода Алевтина Ивановна Федоровская и Владимир Семенович Фишман. Они в своем материале делают акцент на разнице в реакции трансформаторов на несимметричные токи, которые содержат составляющую нулевой последовательности.

Схемы соединения обмоток и свойства трансформаторов

В соответствии с ГОСТ 11677-85 [1] силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ мощностью от 25 до 250 кВА могут изготавливать с такими схемами соединения обмоток:
  • «звезда/звезда» – Y/Yн;
  • «треугольник–звезда» – D/Yн;
  • «звезда–зигзаг» – Y/Zн.
Ключевое отличие технических характеристик трансформаторов с разными схемами соединений обмоток — различная реакция на несимметричные токи, которые содержат составляющую нулевой последовательности. В основном это однофазные сквозные короткие замыкания и рабочие режимы с неравномерной загрузкой фаз.

Известно, что силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ имеют трехстержневой стальной сердечник, с расположенными там первичной и вторичной обмотки фазы А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах циркулируют в сердечнике трансформатора и не выходят за его пределы.

Что происходит во время нарушения симметрии с преимуществом нагрузки одной фазы на стороне 0,4 кВ? Подобные режимы работы исследуются с применением теории симметричных составляющих [2]. По ней каждый несимметричный режим работы трехфазной сети представлен как геометрическая сумма 3 симметричных составляющих тока и напряжения: составляющие прямой, нулевой и обратной последовательностей.

Максимальная однофазная несимметрия достигается в режиме однофазного короткого замыкания на стороне 0,4 кВ трансформатора со схемой соединения обмоток D/Yн.

Картина токов симметричных составляющих в обмотках в таком режиме показана на рис. 1. В неповрежденных фазах на стороне 0,4 кВ геометрическая сумма трех симметричных составляющих тока приравнена нулю (не учитываем рабочую нагрузку фаз). В поврежденной фазе она достигает максимума и равняется току ОКЗ. Определяется она по формуле:

где Uл – линейное напряжение;

R1, R0, X1, Х0 – соответственно активные и реактивные сопротивления прямой и нулевой последовательности.

Сопротивления прямой последовательности

Сопротивления прямой последовательности R1 и X1 трансформаторов с разными схемами соединения обмоток определяются теми же формулами и имеют несущественные различия:


В каталогах видно, что известные величины в этих формулах Ркз и Uк почти не зависят от схем соединения обмоток трансформатора, а значит, не влияют на сопротивление прямой последовательности. Сопротивления же нулевой последовательности трансформаторов с различными схемами соединения обмоток имеют принципиальные отличия.

Сопротивления нулевой последовательностивекторов токов и магнитных потоков в трансформаторе со схемой соединения обмоток D/Yн (рис. 2). 

В таких трансформаторах токи прямой, обратной и нулевой последовательностей текут и в первичной, и во вторичной обмотках. В то время как токи нулевой последовательности в первичной обмотке замыкаются внутри нее, не выходя при этом в сеть. Намагничивающие силы или ампер-витки, которые создают токи нулевой последовательности первичных и вторичных обмоток, имеют встречное направление и практически полностью компенсируют друг друга, обуславливая тем самым небольшую величину реактивных сопротивлений трансформатора. А сопротивления прямой и нулевой последовательностей приблизительно равны: R1 = R0; Х1 = Х0
В трансформаторах со схемой соединения обмоток Y/Zн в аналогичном режиме ОКЗ токи нулевой последовательности протекают лишь по вторичной обмотке трансформатора, однако магнитного потока нулевой последовательности они не создают, что объясняется особенностью схемы Zн – «зигзаг». 
Эта особенность состоит в том, что на каждом стержне трансформатора расположено по одной вторичной полуобмотке двух разных фаз (рис. 3). В режиме ОКЗ намагничивающие силы, создаваемые токами нулевой последовательности в этих полуобмотках, направлены встречно и друг друга взаимно компенсируют. При этом токи нулевой последовательности в первичной обмотке отсутствуют. В таких трансформаторах сопротивления нулевой последовательности оказываются меньше сопротивлений прямой последовательности: R0 < R1; Х0 < Х1.

Рис. 1. Токи симметричных составляющих в обмотках трансформатора в режиме однофазного короткого замыкания

IA21, IA22, IA20, IB21, IB22, IB20, IC21, IC22, IC20 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей вторичной обмотки;
IA11, IA12, IA10, IB11, IB12, IB10, IC11, IC12, IC10 – токи фаз А, В, С прямой, обратной и нулевой последовательностей первичной обмотки.

Рис. 2. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток D/Yн

Рис. 3. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Zн 

 

Из формулы (1) следует, что это обеспечивает большую величину тока ОКЗ у трансформаторов со схемами Y/Zн по сравнению с трансформаторами со схемами D/Yн. 

Альтернативой трансформаторам со схемой Y/Z являются трансформаторы ТМГсу со схемой Y/Yn-0 со специальной встроенной симметрирующей обмоткой (СУ). Устройство было разработано кафедрой электроснабжения сельского хозяйства БАТУ, УП МЭТЗ им. В.И. Козлова и Минскэнерго, и теперь является неотъемлемой частью трансформатора со схемой У/Ун.

Симметрирующее устройство представляет собой отдельную обмотку, уложенную в виде бандажа поверх обмоток высшего напряжения трансформатора со схемой соединения обмоток У/Ун. Обмотка симметрирующего устройства рассчитана на длительное по ней протекание номинального тока трансформатора, т.е. на полную номинальную однофазную нагрузку.

Обмотка симметрирующего устройства включена в рассечку нулевого провода трансформатора из расчета того, что при несимметричной нагрузке и появлении тока в нулевом проводе трансформатора, а также связанного с ним потока нулевой последовательности, поток, создаваемый симметрирующим устройством равный по величине и направленный в противоположном направлении, компенсирует действие потока нулевой последовательности, предотвращая этим самым перекос фазных напряжений.

Схема подсоединения обмотки симметрирующего устройства (СУ) к обмоткам НН: 

 

Трансформаторы с СУ улучшают работу защиты, повышают безопасность электрической сети. В них резко снижено разрушающее воздействие на обмотки токов при однофазных коротких замыканиях.

СУ значительно улучшает синусоидальность напряжения при наличии в сети нелинейных нагрузок, что крайне важно при питании многих чувствительных приборов, например, эвм, автоматики, телевизоров.

Трансформаторы ТМГ с симметрирующим устройством ТМГсу.

Теперь обратимся к трансформаторам со схемой соединения обмоток Y/Yн. Как известно, в обмотках, соединенных в звезду без выведенной нулевой точки, токи нулевой последовательности протекать не могут. Поэтому в режиме ОКЗ токи этой последовательности протекают только во вторичной обмотке трансформатора. 

Совпадающие по фазе магнитные потоки нулевой последовательности, создаваемые токами вторичной обмотки, выходят за пределы магнитного сердечника и замыкаются через металлический кожух трансформатора (рис. 4). Это определяет значительно большую величину сопротивлений нулевой последовательности таких трансформаторов: R0 >> R1; X0 >> X1.

Рис. 4. Направления токов и магнитных потоков нулевой последовательности в трансформаторе со схемой соединения обмоток Y/Yн

Следует отметить, что в отличие от сопротивлений прямой последовательности трансформаторов, которые можно рассчитать, сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн расчету не поддаются. Их можно определить только экспериментально. Величина этих сопротивлений во многом зависит от конструкции кожуха трансформатора, от величины зазоров между сердечником и кожухом и т.п. 

Схема замера сопротивлений нулевой последовательности приведена в ГОСТ 3484.1-88 [3]. К сожалению, в этом документе указано, что такие замеры предприятия-производители проводят по просьбе заказчиков. Вероятно, в последние годы таких просьб от заказчиков не поступает, а изготовители эти замеры самостоятельно не производят, считая, что в них нет необходимости. В результате проектировщики при выполнении расчетов пользуются старыми справочными данными. Однако использовать устаревшую информацию надо чрезвычайно осторожно, ведь конструкции современных силовых трансформаторов, в частности кожухов, а также материалы, из которых они изготовлены, существенно изменились. 

Кроме того, имеющиеся на сегодня данные по сопротивлениям нулевой последовательности трансформаторов крайне скудны и противоречивы. Так, согласно замерам УП МЭТЗ им. В.И. Козлова, выполненным много лет назад, реактивные сопротивления нулевой последовательности трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн превышают сопротивления прямой последовательности в среднем в 10 раз. В то же время в ГОСТ 3484.1-88 имеется фраза о том, что эти сопротивления могут отличаться на два порядка. И этим сегодня противоречия не исчерпываются[4].

Почему необходимо знать реальные значения сопротивлений?

Реальные значения сопротивлений нулевой последовательности знать необходимо, поскольку они определяют величину тока ОКЗ. Чем больше эти сопротивления, тем меньше ток ОКЗ, соответственно труднее осуществить защиту трансформатора. 
В нормальных режимах работы большие сопротивления нулевой последовательности при неравномерной загрузке фаз трансформатора на стороне 0,4 кВ приводят к ухудшению качества электроэнергии у потребителя. 
Так, если принять R1 = R0, X1 = X0, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток D/Yн, то получим:

Таким образом, при этих условиях ток ОКЗ на выводах 0,4 кВ трансформатора будет равен току трехфазного КЗ.
Однако, если R0>>R1 и X0>>X1, что характерно для трансформаторов со схемами соединения обмоток Y/Yн, то величина тока ОКЗ оказывается значительно меньше тока трехфазного КЗ, то есть Iокз3фкз. Какие при этом могут возникнуть трудности с защитой, особенно если она выполнена со стороны обмотки ВН предохранителями 6(10) кВ, можно показать на конкретном примере.
На рис. 5 изображена схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ питания собственных нужд (ТСН) ПС 110/35/6 кВ. На ПС с переменным оперативным током такие трансформаторы устанавливаются на ОРУ и подключаются к воздушному вводу, идущему от силового трансформатора к вводной ячейке ЗРУ-6(10) кВ. Защита трансформатора, включая кабель 0,4 кВ до щита 0,4 кВ, выполняется предохранителями 6 кВ. Токи КЗ в конце защищаемой предохранителями зоны – при вводе на щит 0,4 кВ приведены в табл. 1. Как из нее видно, минимальное значение тока КЗ через предохранители 6 кВ имеет место при однофазном замыкании на стороне 0,4 кВ.

Таблица 1. Токи короткого замыкания в конце защищаемой предохранителями зоны за трансформатором 100 кВА, 6/0,4 кВ, D/Yн при вводе на щит 0,4 кВ

Рис. 5. Схема подключения трансформатора 100 кВА, 6/0,4 кВ для питания собственных нужд ПС 110/35/6 кВ

Согласно существующим рекомендациям по условиям отстройки от броска тока намагничивания трансформатора мощностью 100 кВА номинальный ток предохранителей принимается равным Iн. пр = (2 ÷ 3) Iн.тр. В данном случае Iн.пр 2 ·10 А 20. Принимаем Iн.пр = 20 А.

Минимальный отключаемый ток предохранителем типа ПКТ-6 кВ, 20 А согласно каталожным данным составляет Iмин.откл.пр = 240 А, что значительно больше токов КЗ, приведенных в табл. 1.
Таким образом, защита предохранителями типа ПКТ 6 кВ оказывается нечувствительной. Более того, при протекании тока КЗ ниже минимально отключаемого, предохранитель не только не защищает оборудование, но и разрушается сам, вызывая аварию.
В качестве защитного аппарата можно рассмотреть возможность использования предохранителей зарубежных фирм, например марки Merlin Gerin. Номинальный ток предохранителя специалисты компании рекомендуют выбирать из условия Iпр. 0,1с 12 Iном.тр.Пользуясь времятоковой зависимостью, приведенной в [5], определяем, что этому условию удовлетворяет предохранитель Fusarc c номинальным током 20 А, минимальный ток отключения которого равен 55 А. Казалось бы, этот предохранитель надежно защищает электрооборудование, т.к. минимально отключаемый им ток меньше минимального тока КЗ: 62 А 55 А. Однако время отключения данным предохранителем тока КЗ, равного 62 А, составляет 7 с. При таком длительном времени необходимо учитывать эффект спада тока, вызванный увеличением активного сопротивления кабеля вследствие его нагрева [6]. В результате спада тока его значение приближается к минимальному току отключения предохранителя –55 А, что делает защиту ненадежной.
Улучшить надежность защиты можно путем применения силового трансформатора 6/0,4 кВ со схемой соединения обмоток Y/Zн. В этом случае минимальный ток короткого замыкания через предохранители увеличивается до 80 А, а время его отключения предохранителем сокращается до 0,6 с и защита становится достаточно надежной.
Если же в рассмотренном примере будет применен трансформатор со схемой соединения обмоток Y/Yн, то минимальный ток КЗ через предохранители составит лишь 22 А. Очевидно, что защитить электрооборудование предохранителями 6 кВ при таком токе невозможно. Недостатки трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Yн проявляются и в нормальных режимах работы при неравномерной загрузке фаз. Потери напряжения в более загруженной фазе могут резко возрасти по сравнению с менее за-груженными фазами, особенно при большой загрузке трансформатора и низком cos j нагрузки.
Однако означает ли всё вышесказанное, что трансформаторы со схемой соединения обмоток Y/Yн не должны изготавливаться вообще? Представляется, что это не так. Не всегда большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора является недостатком. Например, при применении трансформаторов более 1000 кВА может возникнуть проблема устойчивости однофазной коммутационной аппаратуры 0,4 кВ к току ОКЗ. В этом случае большая величина сопротивления нулевой последовательности трансформатора со схемой Y/Yн поможет решить эту проблему.
Что же касается защиты таких трансформаторов, то она решается с помощью релейной защиты и выключателя 6(10) кВ, а с низкой стороны – с помощью вводного автомата.

Выводы

Для трансформаторов малой мощности (от 25 до 250 кВА), защищаемых предохранителями со стороны ВН, безусловное преимущество имеет схема соединения обмоток Y/Zн. Несколько меньший эффект дает схема D/Yн. Схему Y/Yн для таких трансформаторов применять не следует.
Схема соединения обмоток трансформаторов Y/Yн может применяться в сравнительно редких случаях для более мощных трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного КЗ с целью повышения устойчивости коммутационной аппаратуры.
Предприятиям-изготовителям силовых трансформаторов следует в обязательном порядке производить замеры их сопротивлений нулевой последовательности.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия.
2. Ульянов С.А. Короткие замыкания в электрических системах. – М.: Госэнергоиздат, 1952. – 280 с.
3. ГОСТ 3484.1-88 (СТ СЭВ 1070-78). Трансформаторы силовые. Методы электромагнитных испытаний
4. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей / Под ред. Большама Я.М., Круповича В.И., Самовера М.Л. и др. – М.: Энергия, 1975. – 696 с.
5. Каталог на предохранители Fusarc Merlin Gerin (стандарт DIN).
6. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ.

_________________________________________________________________________________

Компания ООО Энетра Текнолоджиз на правах дилера ОАО МЭТЗ им. В. И. Козлова осуществляет продажу трансформаторов средней мощности. В нашем каталоге вы найдете сухие трансформаторы ТС, ТСЗ и ТСГЛ, масляные трансформаторы ТМ и ТМГ, а также специализированные трансформаторы различного назначения. Мы рады доставить выбранные вами трансформаторы по всей Сибири и СФО. Доставка трансформаторов осуществляется нами не только по СФО, но и по Дальнему Востоку.

Блог » Выбор измерительных трансформаторов тока — основные характеристики

В статье описаны основные параметры трансформаторов тока.

Коэффициент трансформации

Расчетный коэффициент трансформации – это отношение первичного расчетного тока к вторичному расчетному току, он указан на табличке с паспортными данными в виде неправильной дроби.

Чаще всего используются измерительные трансформаторы x / 5 A, большинство измерительных приборов имеют при 5 A больший класс точности. По техническим и, прежде всего, по экономическим соображениям при большой длине измерительной линии рекомендуется использовать трансформаторы x / 1 A. Потери в линии в 1-A-трансформаторах составляют всего 4 % от потерь 5-A-трансформаторов. Но в этом случае измерительные приборы имеют обычно меньший класс точности.

Номинальный ток

Расчетный или номинальный ток (использовавшееся прежде название) – это указанное на табличке с паспортными данными значение первичного и вторичного тока (первичный расчетный ток, вторичный расчетный ток), на которое рассчитан трансформатор. Нормированные расчетные токи (кроме классов 0,2 S и 0,5 S) равны 10 – 12,5 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 – 75 A, а также числам, полученным из этих значений умножением на число, кратное десяти.

Нормированные вторичные токи равны 1 и 5 A, предпочтительно 5 A.

Нормированные расчетные токи для классов 0,2 S и 0,5 S равны 25 – 50 – 100 A, а также числам, полученным из этих значений умножением на число, кратное десяти, вторичный ток (только) 5 A.

Правильный выбор номинального тока первичной обмотки очень важен для точности измерения. Рекомендуется максимально близкое сверху к измеренному / определенному току (In) отношение.

Пример: In = 1 154 A; выбранное отношение = 1 250/5.

Номинальный ток можно определить на основании следующих предпосылок:

  • Номинальный ток измерительного трансформатора, умноженный на 1,1 (трансформатор с ближайшими характеристиками)
  • Предохранитель (номинальный ток предохранителя = номинальный ток трансформатора) измеряемой части установки (низковольтные главные распределительные щиты, распределительные шкафы)
  • Фактический номинальный ток, умноженный на 1,2 (этот метод нужно использовать, если фактический ток значительно ниже номинального тока трансформатора или предохранителя)

Нежелательно использовать трансформаторы с избыточными расчетными величинами,
т.к. в этом случае может сильно снизиться точность измерения при относительно низких токах
(относительно первичного расчетного тока).

Расчетная мощность трансформаторов тока

Расчетная мощность трансформатора тока – это результат нагрузки со стороны измерительного прибора и квадранта вторичного расчетного тока, она измеряется в ВA. Нормированные значения равны 2,5 – 5 – 10 – 15 – 30 ВА. Можно также выбирать значения, превышающие 30 ВА в соответствии со случаем применения. Расчетная мощность описывает способность трансформатора пропускать вторичный ток в пределах допускаемой погрешности через нагрузку.

При выборе подходящей мощности необходимо учесть следующие параметры: Потребление мощности измерительными приборами (при последовательном подключении …), длина кабеля, поперечное сечение кабеля. Чем больше длина кабеля и меньше его поперечное сечение, тем больше потери в питающей линии, т.е. номинальная мощность трансформатора должна иметь соответствующую величину.

Мощность потребителей должна быть близка к расчетной мощности трансформатора. Очень низкая мощность потребителей (низкая нагрузка) повышает кратность тока нагрузки, поэтому измерительные приборы могут быть недостаточно защищены от короткого замыкания. Слишком большая мощность потребителей (высока нагрузка) отрицательно сказывается на точности.

Часто в системе уже имеются трансформаторы тока, которые можно использовать при установке нового измерительного прибора. При этом нужно обратить внимание на номинальную мощность трансформатора: Достаточна ли она для дополнительных измерительных приборов?

Классы точности

В зависимости от точности трансформаторы тока делятся на классы. Стандартные классы точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 S; 0,2 S; 0,5 S. Коду класса соответствует кривая погрешностей тока и угловая погрешность.

Классы точности трансформаторов тока зависят от значения измерения. Если трансформаторы тока работают с малым по отношению к номинальному току током, точность измерения существенно снижается. В приведенной ниже таблице указаны предельные значения погрешности с учетом значений номинального тока:

Для комбинированных измерительных устройств рекомендуется использовать трансформаторы тока того же класса точности. Трансформаторы тока с более низким классом точности приводят к снижению точности измерения всей системы – преобразователь тока + измерительное устройство, которая в этом случае определяется классом точности трансформатора тока. Тем не менее, использование трансформаторов тока с меньшей точностью измерения, чем в измерительном устройстве, возможно с технической точки зрения.

Кривая погрешностей трансформатора тока

Измерительные трансформаторы и защитные трансформаторы

В то время, как измерительные трансформаторы должны максимально быстро насыщаться после выхода за диапазон потребляемого тока (выражается кратностью тока нагрузки FS), чтобы предотвратить рост вторичного тока в случае сбоя (например, короткого замыкания) и защитить таким образом подключенные устройства, защитные трансформаторы должны максимально долго не насыщаться.

Защитные трансформаторы используются для защиты установки в сочетании с соответствующими коммутирующими устройствами. Стандартные классы точности для защитных трансформаторов – 5P и 10P. «P» означает «protection» – ″защита″. Номинальная кратность тока нагрузки указывается (в %) после обозначения класса защиты. Например, 10P5 означает, что при пятикратном номинальном токе негативное отклонение со стороны вторичного тока от значения, ожидаемого в соответствии с коэффициентом трансформации (линейно),
составляет не более 10 % от ожидаемого значения.

Для комбинированных измерительных приборов настоятельно рекомендуется использовать измерительные трансформаторы.

Стандартные размеры шин для трансформаторов

Разъемные трансформаторы тока представлены в общем каталоге.

Трехфазные масляные трансформаторы ТМГ — 1600/10-У1 являются новейшей серийной продукцией Минского электротехнического завода им. В. И. Козлова

Трехфазные масляные трансформаторы ТМГ — 1600/10-У1 являются новейшей серийной продукцией Минского электротехнического завода им. В. И. Козлова и выпускаются с апреля 2006 г. От масляных трансформаторов других производителей экономического пространства бывшего СССР он отличается целым рядом важных преимуществ:

  • стабильно высокие технические характеристики при минимальных габаритах и количестве расходных материалов;
  • отсутствие затрат на эксплуатацию и обслуживание, а также на проведение профилактических, текущих и капитальных ремонтов.

Технические характеристики трансформатора ТМГ-1600/10-У1:

Тип ТМГ
Номинальная частота, гц 50
Номинальная мощность, кВ 1600
Номинальное напряжение стороны ВН, кВ 10
Номинальное напряжение стороны НН, кВ 0,4
Номинальный ток стороны ВН, А 92,4
Номинальный ток стороны, НН, А 2309
Способ, диапазон и ступени регулирования напряжения на стороне ВН (ПБВ) ±2×2,5 %
Напряжение короткого замыкания при 75ºС (±10%), % 6,0
Потери холостого хода (+15%), Вт 2100
Потери короткого замыкания при 75ºС (+10%), Вт 16500
Схема и группа соединения обмоток Д/Ун-11
Климатическое исполнение и категория размещения У1
Габаритные размеры (max), мм

длина

                                                                                           ширина

2180
1260
2170
Масса трансформатора (+10%) / масса масла, кг 4250 / 1320
Корректированный уровень звуковой мощности, дБА не более 75
Все остальные технические требования соответствуют: 

ГОСТ 11677-85 и ТУ РБ 100211261.015-2001

При производстве этих типов трансформаторов применяются технологии фирм «Альстом Атлантик» и «Максеи» (Франция), «Георг» (Германия), «Микафил» (Швейцария), «Нордсон» (США). Наличие на заводе нескольких конструкторских отделов с первоклассными специалистами, экспериментального цеха, хорошо оснащенных испытательных лабораторий и стендов, обеспечивают постоянное совершенствование продукции, учет всех последних тенденций в производстве трансформаторов ТМГ и быстрое внедрение новинок в готовые изделия.

Высокая культура производства, постоянная обратная связь с проектными и обслуживающими организациями, заказчиками и собственными официальными представителями, дают покупателю уверенность в том, что и в случае неблагоприятных ситуаций или особых режимах эксплуатации не возникнут сбои или отказы оборудовании, не будет проблем с поставками и комплектацией.
Минский электротехнический завод им. В. И. Козлова входит в международную сеть качества «IQNet» с 01.01.2000г, а продукция и все процессы сертифицированы на соответствие МС ИСО 9001:2000 международным органом по сертификации «КЕМА» (Голландия).

Важная информация:

Во время низких температур зимы 2005/2006 года прекрасно зарекомендовала себя продукция Минского электротехнического завода им. В. И. Козлова. По данным ОАО «Тюменьэнерго», несмотря на большое число отказов даже новой продукции других производителей, только трансформаторы МЭТЗ, поставленные в конце 80-х годов, не вызывали никаких нареканий от ремонтных служб. В результате прошедших в начале марта 2006г. переговоров, было заключено соглашение на поставку трансформаторов и КТП (в том числе, укомплектованными ТМГ-1600/10-У1) подразделениям ОАО «Тюменьэнерго» и ОАО «Роснефть». Более 600 тысяч трансформаторов ТМГ надежно и с нулевыми эксплуатационными издержками работают на промышленных объектах, в городских и сельских электросетях.

Надежность и абсолютная безопасность гофрированных баков подтверждается постоянно проходящими механическими испытаниями.

Магнитопровод трансформатора ТМГ состоит из пластин, которые изготавливаются на линии раскроя электротехнической стали «Георг» (Германия). Современное технологическое оборудование позволяет производить шихтовку с косым стыком пластин по схеме «СТЭП-ЛЭП», что повышает качество магнитопровода.

Подчеркнем, что условиями качественного исполнения герметичных трансформаторов ТМГ — 1600/10-У1, помимо гофрированного бака, являются глубокая дегазация трансформаторного масла перед его заливкой и процесс заливки под очень глубоким вакуумом.

Трансформатор ТМГ имеет повышенную электрическую прочность изоляции, вследствие качественной герметизации и особой формы сечения обмоток.

Историческая справка:

Выпуск трансформаторов ТМГ освоен на Минском электротехническом заводе им. В.И.Козлова в 1986 г. по лицензии и на оборудовании фирмы «Альстом Атлантик». Постоянно расширяется ассортиментный ряд изделий, среди которых и продукция для нестабильных электросетей (с симметрирующим устройством), с повышенными требованиями к уровню шума и потерям холостого хода (с особым исполнением магнитопровода), для питания устройств с большими нагрузками на валах приводных механизмов (буровые установки и транспорт) и т.п. До 80% комплектующих составляют поставки лучших российских производителей, с которыми завод работает в единой технологической цепочке.

Выбор трансформаторов тока — Janitza electronics

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации — это отношение между номинальным током первичной обмотки и номинальным током вторичной обмотки, которое указано на паспортной табличке в виде неупрощенной дроби.

Чаще всего используются трансформаторы тока х / 5 А. Большинство измерительных устройств имеют высший класс точности при 5 A. По техническим и, более того, экономическим причинам, трансформаторы тока x / 1 A рекомендуются с большой длиной измерительного кабеля.Потери в линии с трансформаторами на 1 А составляют всего 4% по сравнению с трансформаторами на 5 А. Однако измерительные устройства здесь часто демонстрируют более низкую точность измерения.

Номинальный ток

Номинальный или номинальный ток (предыдущее обозначение) — это значение первичного и вторичного тока, указанное на паспортной табличке (номинальный первичный ток, вторичный номинальный ток), на которое рассчитан трансформатор тока. Стандартизированные номинальные токи (кроме классов 0.2 S и 0,5 S) 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 A, а также их десятичные кратные и дробные части. Стандартные вторичные токи составляют 1 и 5 А, предпочтительно 5 А.

Стандартизованные номинальные токи для классов 0,2 S и 0,5 S составляют 25-50-100 A и их десятичные кратные, а также вторичный (только) 5 A.

Правильный выбор первичного номинального тока важен для точности измерения. Рекомендуется коэффициент, немного превышающий измеренный / определенный максимальный ток нагрузки (In).

Пример: In = 1,154 А; выбранный коэффициент трансформации = 1,250 / 5.

Номинальный ток также можно определить на основании следующих соображений:

  • В зависимости от сетевого трансформатора номинальный ток, умноженный на прибл. 1.1 (следующий типоразмер трансформатора)
  • Защита (номинальный ток предохранителя = первичный ток ТТ) измеряемой части системы (LVDSB, распределительные щиты)
  • Фактический номинальный ток, умноженный на 1,2 (если фактический ток значительно ниже номинального тока трансформатора или предохранителя, следует выбрать этот подход)

Следует избегать завышения размеров трансформатора тока, в противном случае точность измерения значительно снизится, особенно при малых токах нагрузки.

Рис .: Расчет номинальной мощности Sn (медная линия 10 м)

Номинальная мощность

Номинальная мощность трансформатора тока является произведением номинальной нагрузки на квадрат вторичного номинального тока и выражается в ВА. Стандартные значения составляют 2,5 — 5 — 10 — 15 — 30 ВА. Также допустимо выбирать значения более 30 ВА в зависимости от случая применения. Номинальная мощность описывает способность трансформатора тока «управлять» вторичным током в пределах погрешности через нагрузку.

При выборе подходящей мощности необходимо учитывать следующие параметры: потребляемая мощность устройства (при последовательном подключении), длина линии, сечение линии. Чем больше длина линии и тем меньше ее поперечное сечение, тем выше потери в питании, т. е. номинальная мощность ТТ должна быть выбрана такой, чтобы она была достаточно высокой.

Потребляемая мощность должна быть близка к номинальной мощности трансформатора. Если потребляемая мощность очень низкая (недогрузка), то коэффициент перегрузки по току будет увеличиваться, и измерительные устройства будут недостаточно защищены в случае короткого замыкания при определенных обстоятельствах.Если потребление энергии слишком велико (перегрузка), это отрицательно влияет на точность.

Трансформаторы тока часто уже встроены в установку и могут использоваться в случае дооснащения измерительным устройством. В этом случае необходимо учитывать номинальную мощность трансформатора: достаточно ли ее для работы дополнительных измерительных устройств?

Классы точности

Трансформаторы тока делятся на классы в зависимости от их точности.Стандартные классы точности — 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 с; 0,2 с; 0,5 S. Знак класса соответствует кривой погрешности, относящейся к текущей и угловой погрешностям.

Классы точности трансформаторов тока связаны с измеряемой величиной. Если трансформаторы тока работают с малым током по отношению к номинальному току, то точность измерения снижается. В следующей таблице показаны значения пороговой погрешности с учетом значений номинального тока:

Мы всегда рекомендуем трансформаторы тока с таким же классом точности для измерительных устройств UMG.Трансформаторы тока 1 с более низким классом точности приводят во всей системе — трансформатор тока + измерительное устройство — к более низкой точности измерения, которая в данном случае определяется классом точности трансформатора тока. Однако использование трансформаторов тока с меньшей точностью измерения, чем измерительный прибор, технически возможно.

Измерительный трансформатор тока по сравнению с защитным трансформатором

В то время как измерительные трансформаторы тока предназначены для достижения точки насыщения как можно быстрее, как только они превышают свой рабочий диапазон тока (выраженный коэффициентом перегрузки по току FS), чтобы избежать увеличения вторичной обмотки ток с замыканием (например,грамм. короткое замыкание) и для защиты подключенных устройств. С защитными трансформаторами насыщение должно лежать как можно дальше.

Защитные трансформаторы

используются для защиты системы вместе с необходимым распределительным устройством. Стандартные классы точности для защитных трансформаторов — 5P и 10P. «P» означает здесь «защита». Номинальный коэффициент перегрузки по току помещается после обозначения класса защиты (в%). Таким образом, 10P5, например, означает, что при пятикратном номинальном токе отрицательное отклонение вторичной стороны от ожидаемого значения будет не более 10% в соответствии с соотношение (линейное).

Для работы измерительных устройств UMG настоятельно рекомендуется использовать измерительные трансформаторы тока.

Стандартная шина трансформатора тока

МЭК и NEMA / IEEE номиналы трансформаторов тока в приложениях среднего напряжения

Назначение измерения и защиты

Во-первых, давайте напомним себе основы в нескольких предложениях. Вы должны это знать. Трансформатор тока (ТТ) предназначен для выработки вторичного тока, который точно пропорционален первичному току.Он состоит из одной первичной обмотки, через которую проходит внешняя шина или кабель, или может иметь одну первичную шину, выведенную на два конца для подключения.

Классификация трансформаторов тока (ТТ) для распределительного устройства среднего напряжения согласно стандартам IEC и NEMA (фото предоставлено Energie Technik Becker GmbH)

Трансформатор тока среднего напряжения может иметь до трех независимых комплектов вторичных обмоток. Вся сборка трансформатора тока залита смолой внутри изолированного корпуса. Трансформаторы тока используются для измерения или защиты.

Класс точности и размер зависят от конкретного приложения — например, для коммерческого учета будут использоваться измерительные трансформаторы высокой точности.

Отметим, что очень важно, , никогда не оставлять разомкнутую цепь вторичной обмотки трансформатора тока . Это создает чрезвычайно высокое напряжение, которое представляет реальную опасность для персонала.

Хорошо, давайте перейдем к номинальным характеристикам трансформатора тока IEC, а затем и NEMA. В некоторых пояснениях к рейтингам есть упражнения и реальные примеры, которые, я надеюсь, помогут лучше понять.

  1. Номинальные параметры трансформатора тока по IEC
    1. Номинальный первичный ток
    2. Номинальный вторичный ток: Isr
    3. Коэффициент трансформации: Kn
    4. Номинальный кратковременный термический выдерживаемый ток: Ith (кА)
    5. Коэффициент перегрузки по току: Ksi
    6. напряжение цепи: Up ​​(кВ)
    7. Номинальная частота
    8. Номинальная реальная выходная мощность (ВА)
      1. Упражнения
    9. Класс измерения CT
    10. Класс защиты CT
      1. Пример
    11. Выбор трансформаторов тока
      1. Упражнение для выберите подходящие трансформаторы тока
        1. Упражнение № 1
        2. Упражнение № 2
        3. Упражнение № 3
  2. Номинальные значения NEMA / IEEE трансформатора тока
    1. Класс точности
    2. Рейтинг класса
    3. Нагрузка
    4. Примеры

1.Номинальные значения IEC

1.1 Номинальный первичный ток: I

pr (A)

Номинальный первичный ток ТТ должен быть больше ожидаемого максимального рабочего тока, который он контролирует.

Номинальный ток первичной обмотки измерительного ТТ не должен превышать , в 1,5 раза превышающего максимальный рабочий ток . Номинальный ток первичной обмотки ТТ защиты должен быть выбран таким образом, чтобы уровень срабатывания защиты достигался во время повреждения.

Стандартные значения для I pr : 10, 12.5, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75 A и десятичные числа, кратные этим значениям (источник: IEC 60044-1)

Вернуться к таблице содержания ↑


1.2 Номинальный вторичный ток: I

sr

Номинальный вторичный ток ТТ составляет 1 А или 5 А . ТТ с вторичным номиналом 5 А становятся все менее распространенными, поскольку все больше оборудования, управляемого ТТ, становится цифровым. Для длинных кабелей вторичной обмотки трансформаторы тока с вторичной обмоткой 1 А могут уменьшить размер трансформатора и вторичного кабеля.

Вернуться к таблице содержания ↑


1.3 Коэффициент трансформации: K

n

Это отношение витков вторичной обмотки к первичной: K n = N с / N p = I pr / I sr

Рисунок 1 — Паспортная табличка трансформатора тока

Вернуться к таблице содержания ↑


1.4 Номинальный кратковременный тепловой ток: I

th (кА)

Это наивысший уровень среднеквадратичной ошибки первичной обмотки ток, который ТТ может выдержать, как термически, так и динамически, в течение 1 секунды без повреждений .При использовании в шкафу среднего напряжения рейтинг I th должен соответствовать номиналу кратковременной устойчивости всего распределительного устройства.

Вернуться к таблице содержания ↑


1,5 Коэффициент перегрузки по току: K

si

Это отношение номинального кратковременного выдерживаемого тока ТТ к номинальному току первичной обмотки:

K si = I th / I pr

Этот коэффициент показывает, насколько сложно будет изготовить трансформатор тока.Более высокий коэффициент означает физически больший трансформатор тока, который труднее изготовить.

  • Если K si <100 , производство легко
  • Если K si 100 ~ 500, производство затруднено с определенными ограничениями
  • Если K si > 500 это чрезвычайно сложно для производства

Вернуться к таблице содержания ↑


1.6 Номинальное напряжение первичной цепи: U

p (кВ)

Номинальное напряжение первичной цепи указывает уровень изоляции, обеспечиваемой трансформатором тока.Если ТТ кольцевого типа устанавливается вокруг кабеля или ввода, уровень изоляции может быть обеспечен кабелем или вводом.

903 9013
Номинальное первичное напряжение
Upr (кВ)
Подходящий рабочий диапазон
U (кВ)
Выдерживаемое напряжение промышленной частоты
(кВ) действующее значение в течение 1 минуты
Выдерживаемое напряжение грозового импульса
(кВ), пиковое, 1,2 / 50 мкс
7,2 33-7,2 20 60
12 6-12 28 75
17.5 10-17,5 38 95
24 12-24 50 125
36 20-36 70 170 : IEC 62271-1


1,7 Номинальная частота: f

r (Гц)

Этот рейтинг должен соответствовать рабочей частоте системы. Стандартные частоты — 50 Гц и 60 Гц. Очень важно проявлять осторожность, потому что ТТ 50 Гц можно использовать в системе 60 Гц, но ТТ 60 Гц нельзя использовать в системе 50 Гц.

Вернуться к таблице содержания ↑


1,8 Номинальная реальная выходная мощность (ВА)

Максимальная мощность, которую может выдать вторичный трансформатор ТТ, чтобы гарантировать его точность и производительность. Общая сумма ВА (включая кабель, разъемы и нагрузку) не должна превышать номинальную реальную выходную мощность ТТ. Стандартные значения: 1, 2,5, 5, 10, 15 ВА .

Нагрузку кабеля можно рассчитать следующим образом: VA кабель = k × L / S , где:

  • k = 0.44 для вторичной обмотки 5 A, = 0,0176 для вторичной обмотки 1 A
  • L = общая длина подводящего / обратного кабеля (м)
  • S = площадь поперечного сечения медного кабеля (мм 2 )

Нагрузка на измерительный прибор:

  • Измерительный прибор (цифровой) = 1 ВА (прибл.)
  • Измерительный прибор (электромагнитный или индукционный) = 3 ВА (прибл.)
  • Преобразователь (с автономным питанием) = 3 ВА (прибл.)

Нагрузка на устройство защиты:

  • Устройство защиты (цифровое) = 1 ВА (прибл.)
  • Устройство защиты (электромагнитный сверхток) = 3-10 ВА (прибл.)
Рисунок 2 — Трансформаторы тока среднего напряжения

Вернуться к таблице содержания ↑


1.8.1 Упражнения

Упражнение 1 — ТТ с Вторичная обмотка 1 А подключается к электромагнитному амперметру, расположенному на расстоянии 10 м, с помощью медного кабеля 2,5 мм 2 .

Рассчитайте минимальную требуемую номинальную мощность трансформатора тока в ВА.

  • VA кабель = k × L / S = 0.0176 × 20 / 2,5 = 0,14 ВА
  • ВА амперметр = 3 ВА
  • ВА всего = 0,14 + 3 = 3,14 ВА

Общая нагрузка составляет 3,14 ВА. Используйте трансформатор тока 5 ВА.

Упражнение № 2 — ТТ с вторичной обмоткой 5 А подключается к цифровому реле защиты, расположенному на расстоянии 2 м, с помощью медного кабеля 1,5 мм. 2 .

Рассчитайте минимальную требуемую номинальную мощность трансформатора тока в ВА.

  • VA кабель = k × L / S = 0.44 × 4 / 1,5 = 1,17 ВА
  • ВА амперметр = 1 ВА
  • ВА всего = 1,17 + 1 = 2,17 ВА

Общая нагрузка составляет 2,17 ВА. Используйте трансформатор тока 2,5 ВА.

Вернуться к таблице содержания ↑


1.9 Класс измерения

Класс измерения указывает на точность вторичного тока ТТ от 5 до 125% номинального первичного тока. Выше этого уровня ТТ начинает насыщаться, и вторичный ток ограничивается для защиты входов подключенного измерительного прибора.

  • Общие измерения CT будет использовать класс измерения CL 0,5 — 1,0
  • Измерение доходов CT будет использовать класс измерения CL 0,2 — 0,5
Рисунок 3 — Рабочий диапазон для трансформатора тока класса измерения

Где:

  1. Насыщение
  2. Линейный рабочий диапазон, с допуском класса точности

Вернуться к таблице содержания ↑


1.10 Класс защиты CT

Класс защиты CT обеспечивает линейное преобразование первичного во вторичный ток при высоких уровнях перегрузки.Эта характеристика делает их пригодными для использования с реле максимальной токовой защиты.

Уставка срабатывания реле обычно в 10-15 раз превышает максимальный ток нагрузки, и этот уровень должен приходиться на линейную часть кривой вторичного тока ТТ. Если ТТ насыщается до того, как будет достигнут уровень срабатывания реле, неисправность останется необнаруженной, что приведет к повреждению оборудования и серьезной опасности для персонала.

Чаще всего используется класс защиты 5PX , где X — это предельный коэффициент точности (ALF) или коэффициент умножения номинального первичного тока.Вторичный ток имеет точность +/- 1% при номинальном первичном токе и +/- 5% точность при X-кратном номинальном первичном токе.

Типичный класс защиты трансформатора тока: 5P10, 5P15, 5P20.

Рисунок 4 — Рабочий диапазон для трансформатора тока класса защиты

Где:

  1. Насыщение
  2. Линейный рабочий диапазон, с допуском класса точности
  3. Идеальная зона срабатывания защиты 50% ~ 100% ALF

Вернуться к таблице содержания ↑


1.10.1 Пример

A 200/1 CT имеет класс защиты 5P15 . Вторичный ток гарантированно будет линейным до 15 раз превышающего номинальный первичный ток. Вторичный ток будет 1 А, (+/- 1%) при первичном токе 200 А и 15 А (+/- 5%) при 3000 А первичном токе.

Для гарантированной работы любое значение отключения при перегрузке по току должно быть в диапазоне от 7,5 до 15 А вторичного тока .

Вернуться к таблице содержимого ↑


1.11 Выбор трансформаторов тока

Основными соображениями при выборе ТТ являются соотношение первичного и вторичного тока, номинальная действительная выходная мощность (ВА) и класс точности. При выборе вторичной обмотки необходимо учитывать номинальное первичное напряжение, частоту и кратковременный тепловой ток.


1.11.1 Коэффициент первичного и вторичного тока

Номинальный первичный ток: I pr (A)

Источник Номинальный первичный ток I pr (A)
Incomer from трансформатор I пр ≥ 1.0-1,25 номинального тока источника
Фидер к трансформатору I pr ≥ 1,0-1,25 номинального первичного тока трансформатора
Фидер к двигателю I pr ≥ 1,0-1,5 полной нагрузки двигателя ток
Фидер к конденсаторной батарее I pr ≥ 1,3-1,5 номинального тока конденсатора

Номинальный вторичный ток: I sr (A)

  • Использование 1 A и 5 A для локальной установки
  • Используйте 1 A для удаленной установки

1.11.2 Реальная выходная мощность (ВА)

Фактическая выходная мощность ТТ должна быть следующей по величине номинальной величиной, превышающей ожидаемую общую нагрузку на вторичную обмотку ТТ. Общая нагрузка складывается из выходного кабеля, разъемов и инструментов.


1.11.3 Тип класса

Используйте измерительный трансформатор класса CT для измерения и индикации. ТТ более высокого класса обеспечивает большую точность между первичным и вторичным токами.

Используйте трансформатор тока класса защиты 5PX для входов реле защиты по току.ALF должен быть выбран таким образом, чтобы точка срабатывания реле лежала на линейной части кривой вторичного тока, между 50% и 100% от ALF .

Вернуться к таблице содержания ↑


1.11.4 Exercise

Выберите подходящие трансформаторы тока для следующих цепей ввода трансформатора и фидера.

Рисунок 5 — Пример ввода трансформатора и фидера для выбора подходящих ТТ

Где:

1. Входное устройство трансформатора:

  • Трансформатор среднего / среднего напряжения (TXR1): 5 МВА, 36/11 кВ, 10% Z
  • Уставка отключения по мгновенному максимальному току = 15 × In для цифрового реле защиты (OC1), отключенного от CT1-2
  • Электромагнитный амперметр (A) отключен от CT1-1

2.Фидер трансформатора:

  • Трансформатор СН / НН (TXR2): 2 МВА, 11 / 0,4 кВ, 5% Z
  • Уставка мгновенного отключения при перегрузке по току = 10 × In для цифрового реле защиты (OC2), отключенного от CT2

Go назад к таблице содержания ↑


Упражнение 1 — Измерение CT1-1 для цепи ввода трансформатора:

Шаг 1 — Вычислите номинальный вторичный ток трансформатора TXR1: I n (A)

  • I n = S / (√3 × U) = 5000 / (√3 × 11) = 262 A
  • Вторичный ток для TXR1 составляет 262 A

Шаг 2 — Рассчитанный макс.ожидаемый ток короткого замыкания при установке CT1: I sc (A)

  • Игнорирование импеданса силового кабеля или сборной шины:
  • I sc = In × 100 / Z = 262 × 100/10 = 2620 A
  • Максимальный ожидаемый ток короткого замыкания на CT1 составляет 2620 A

Шаг 3 — Выбор измерения номинальных значений CT1-1:

  • Первичный номинальный ток: I pr = (1,0-1,25) × In = (1,0 -1,25) × 262 A
    Используйте номинальный ток 300 A
  • Номинальный вторичный ток: I sr
    Используйте номинал 1 A
  • Кратковременная стойкость: I th ≥ I sc
    Используйте номинал 10 кА
  • Напряжение первичной цепи: U p ≥ U
    Используйте номинал 12 кВ
  • Реальная выходная мощность: Обычно> 3 ВА для счетчика электромагнитного типа
    Используйте 5 ВА (это позволяет 2 ВА для r нагрузка на кабель и т. д.)
  • Класс точности
    Класс использования 1.0 (общий класс для общих измерений)

Вернуться к таблице содержания ↑


Упражнение 2 — Защита CT1-2 для цепи ввода трансформатора:

Шаг 1 — Выберите общие для измерительных и защитных ТТ

  • Первичный / вторичный номинальный ток: Используется 300/1 A
  • Кратковременная выдерживаемость [I th ]: Используется номинал 10 кА
  • Первичный напряжение цепи [U p ]: Используйте номинальное напряжение 12 кВ

Шаг 2 — Выберите активную выходную мощность

  • Реальная выходная мощность: обычно> 1 ВА для реле защиты цифрового типа
  • Используйте 2.5 ВА (это позволяет 1,5 ВА для нагрузки на кабель и т. Д.)

Шаг 3 — Расчет класса защиты 5PX

  • Уровень мгновенного тока срабатывания реле защиты OC1 установлен на 15 × In.
  • I TRIP = 15 × 262 = 3930 A (первичный ток)

Примечание: В большинстве цифровых реле защиты уровни тока отключения устанавливаются относительно вторичного тока. В данном случае

  • I SEC = 3900/300 × 1 = 13.1 A
  • Уровень мгновенного тока отключения для вторичной обмотки ТТ составляет 13,1 A

Уровень тока отключения должен находиться в пределах от 100 до 50% от предельного коэффициента точности (ALF). При использовании ALF 10 (5P10) уровень тока отключения 3930 A выходит за пределы диапазона от 100% до 50% ALF, поэтому ТТ класса защиты 5P10 не подходит.

  • 100% (ALF) = 1,0 × 10 × 300 = 3000 A
  • 50% (ALF) = 0,5 × 10 × 300 = 1500 A

Мы можем заметить, что 1500 ≤ 3930 ≥ 3000 А .При ALF 15 (5P15) уровень тока отключения 3930 A попадает в диапазон от 100% до 50% ALF, поэтому подходит трансформатор тока класса защиты 5P15.

  • 100% (ALF) = 1,0 × 15 × 300 = 4500 A
  • 50% (ALF) = 0,5 × 15 × 300 = 2250 A

Мы можем заметить, что 2250 ≤ 3930 ≤ 4500 A . Используйте класс защиты 5P15

Вернуться к таблице содержимого ↑


Упражнение 3 — Защита CT2 для цепи фидера трансформатора:

Шаг 1 — Расчет номинального первичного тока трансформатора TXR2: I n (A)

  • I n = S / (√3 × U) = 2000 / (√3 × 11) = 105 A
  • Первичный ток для TXR2 составляет 105 A

Шаг 2 — Расчетное максимальное ожидаемое короткое замыкание ток цепи при установке CT2: I sc (A)

  • Игнорирование любого импеданса силового кабеля или сборной шины
  • I sc = In × 100 / Z = 105 × 100/5 = 2100 A
  • Максимум ожидаемый ток короткого замыкания на CT2 составляет 2100 A

Шаг 3 — Выбор защиты CT2 номиналов

  • Первичный номинальный ток I pr = (1.0 — 1,25) × In = (1,0 — 1,25) × 105
    Используйте номинал 150 A
  • Номинальный вторичный ток I sr
    Используйте номинал 1 A
  • Кратковременная выдерживаемость , I th ≥ I sc
    Используйте номинал 10 кА
  • Напряжение первичной цепи U p ≥ U
    Используйте номиналы 12 кВ
  • Фактическая выходная мощность: Обычно> 1 ВА для реле защиты цифрового типа.
    Используйте 2,5 ВА (это позволяет 1,5 ВА для нагрузки на кабель и т. Д.)

Шаг 4 — Расчет класса защиты 5PX

  • Уровень мгновенного срабатывания реле защиты OC2 установлен на 10 × In
  • I TRIP = 10 × 105 = 1050 A (первичный ток)

Примечание: В большинстве цифровых реле защиты уровни тока отключения устанавливаются относительно вторичного тока. В данном случае

  • I SEC = 3900/300 × 1 = 13.1 A
  • Уровень мгновенного тока отключения для вторичной обмотки ТТ составляет 7 A

Уровень тока отключения должен находиться в пределах от 100 до 50% от предельного коэффициента точности (ALF). При использовании ALF 10 (5P10) уровень тока отключения 1050 А попадает в диапазон от 100% до 50% ALF, поэтому подходит трансформатор тока класса защиты 5P10.

  • 100% (ALF) = 1,0 × 10 × 150 = 1500 A
  • 50% (ALF) = 0,5 × 10 × 150 = 750 A
  • Мы можем заметить, что 750 ≤ 1050 ≤ 1500 A
  • Используйте класс защиты 5P10

Вернуться к таблице содержания ↑


2.Рейтинги NEMA / IEEE

Эти номиналы обычно используются для трансформаторов тока, производимых или используемых в установках в Северной Америке. Помимо заявленного отношения номинального тока первичной и вторичной обмоток, устройство также имеет общий рейтинг точности в формате.

AC-CR-BU

Где:

  • AC = класс точности
  • CR = рейтинг класса
  • BU = максимальная нагрузка (Ом)

2.1 Класс точности

Обозначает точность вторичной обмотки ток по отношению к номинальному первичному току.Эта точность гарантируется только при условии, что максимальная нагрузка не превышена.

Класс точности Допуск при 100% первичном токе
1,2 ± 1,2%
0,6 ± 0,6%
0,5 9026 ± 0,3%

Вернуться к таблице содержимого ↑


2.2 Рейтинг класса

Обозначает предполагаемое применение устройства.

  • B = для приложений измерения
  • H = для приложений защиты. Точность вторичной обмотки трансформатора тока гарантирована в 5-20 раз больше номинального номинального тока первичной обмотки

Вернуться к таблице содержания ↑


2.3 Нагрузка

Максимальная нагрузка, разрешенная для подключения к вторичной обмотке трансформатора тока, чтобы гарантировать класс точности . Максимальная нагрузка включает вторичный кабель / провод, соединители и нагрузку.

Следующая таблица преобразует нагрузку в Ом в ВА для вторичной обмотки 5 А.

Ом 0,04 0,06 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28 0,32 0,32 0,68 0,32 0,624 0,72 0,80
VA 1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 14 16 18 20

Вернуться к таблице содержимого ↑

tabela

2.4 Примеры

0,5-B-0,1

В этом примере показан трансформатор тока с точностью ± 0,5% и максимально допустимой вторичной нагрузкой 0,1 Ом (или 2,5 ВА на вторичном трансформаторе тока 5 А). Это трансформатор номинального тока измерительного класса.


1,2-H-0,2

В этом примере показан трансформатор тока с точностью ± 1,2% и максимально допустимой вторичной нагрузкой 0,2 Ом (или 5 ВА на вторичном трансформаторе тока 5 А). Это трансформатор тока с номинальным классом защиты.

Вернуться к таблице содержания ↑

Источники:

  1. Руководство по применению среднего напряжения, Aucom
  2. Проектирование электрических подстанций Автор: Джеймс К. Берк
  3. Выбор трансформаторов тока и проводов расчет размеров на подстанциях — Сетураман Ганесан; ABB Inc.

Номинальные параметры трансформатора | Electrical4U

Производитель проектирует трансформатор в соответствии с требуемым напряжением и током и указывает их на паспортной табличке трансформатора в единицах ВА, называемых номинальными.Можно также сказать, что максимальное напряжение и ток, которые можно безопасно приложить к трансформатору, называют номинальным. Класс трансформатора зависит от повышения температуры, которое зависит от потерь в трансформаторе. Хотя температуру можно поддерживать в допустимых пределах, используя правильную систему охлаждения. Если эффективность системы охлаждения больше, то номинал трансформатора будет больше, и наоборот. Для данной системы охлаждения мощность электрической машины косвенно определяется потерями, присутствующими в машине.

В трансформаторе потери бывают двух типов

  1. Постоянные потери или потери в сердечнике — Они зависят от V
  2. Переменные потери или омические (I 2 R) потери — Они зависят от I

Следовательно, общие потери зависят от на V и I. Поскольку номинал трансформатора зависит от потерь, а потери зависят от V и I, следовательно, номинал трансформатора зависит от V × I, который также называется рейтингом VI. Поскольку потери не зависят от коэффициента мощности нагрузки, номинальные параметры трансформатора также не зависят от нагрузки и могут быть определены только на основе потерь.Вот почему трансформатор обычно указывается с номинальной полной мощностью (ВА или кВА), а не в кВт.

Давайте возьмем для примера трансформатор, работающий при номинальном напряжении и номинальном токе с коэффициентом мощности нагрузки, равным нулю, поскольку коэффициент мощности нагрузки равен нулю, он будет обеспечивать нулевую мощность на нагрузку, но он имеет номинальную выходную мощность в кВА, поэтому номинальные характеристики должны быть выражается в кВА.

Для любого трансформатора с номинальным входом в кВА на первичной обмотке = номинальная мощность в кВА на вторичной обмотке + потери.

Поскольку трансформатор работает с очень высоким КПД, его потерями можно пренебречь и, следовательно, номинальная потребляемая мощность в кВА на первичной обмотке = номинальная мощность в кВА на вторичной обмотке.Отсюда можно сказать, что номинальная кВА, указанная на паспортной табличке трансформатора, относится к обеим обмоткам. То есть номинальная мощность в кВА для первичной и вторичной обмоток одинакова.

Номинальная мощность в кВА, указанная на паспортной табличке трансформатора, соответствует кВА на стороне нагрузки, но только при полной нагрузке.

Понимание соотношения, полярности и класса

Когда переменный ток проходит через электрический проводник, такой как кабель или шина, он создает магнитное поле, перпендикулярное потоку тока.Фото: Викимедиа.

Основная функция трансформатора тока — обеспечивать управляемый уровень напряжения и тока, пропорциональный току, протекающему через его первичную обмотку, для работы измерительных или защитных устройств.

В своей основной форме трансформатор тока состоит из многослойного стального сердечника, вторичной обмотки вокруг сердечника и изоляционного материала, окружающего обмотки.

Когда переменный ток проходит через электрический проводник, такой как кабель или шина, он создает магнитное поле, перпендикулярное потоку тока.

Если этот ток проходит через первичную обмотку трансформатора тока, внутренний железный сердечник намагничивается, что вызывает напряжение во вторичных обмотках. Если вторичная цепь замкнута, через вторичную обмотку будет протекать ток, пропорциональный коэффициенту трансформатора тока.

ТТ с разомкнутой цепью

ОПАСНО: Трансформаторы тока должны оставаться закороченными до тех пор, пока не будут подключены к вторичной цепи. Трансформаторы тока обычно подключаются к клеммной колодке, где можно установить закорачивающие винты, чтобы связать изолированные точки вместе.

Важно, чтобы к трансформатору тока всегда была подключена нагрузка или нагрузка, когда он не используется, в противном случае на клеммах вторичной обмотки может возникнуть опасно высокое вторичное напряжение.


Типы трансформаторов тока

Существует четыре типичных типа трансформаторов тока: оконный, проходной, стержневой и обмотанный . Первичная обмотка может состоять просто из первичного проводника тока, проходящего один раз через отверстие в сердечнике трансформатора тока (оконного или стержневого типа), или она может состоять из двух или более витков, намотанных на сердечник вместе с вторичной обмоткой (намотанная тип).

Оконные и линейные трансформаторы

являются наиболее распространенными трансформаторами тока, встречающимися в полевых условиях. Фото: ABB

1. Окно CT

Оконные трансформаторы тока

имеют конструкцию без первичной обмотки и могут иметь сплошной или разъемный сердечник. Эти трансформаторы тока устанавливаются вокруг проводника и являются наиболее распространенным типом трансформаторов тока в полевых условиях.

Для установки оконных трансформаторов с твердым сердечником необходимо отключить первичный провод. Трансформаторные трансформаторы тока с оконным разделением сердечника могут быть установлены без предварительного отключения первичного проводника и обычно используются в приложениях для мониторинга и измерения мощности.

ТТ нулевой последовательности — это тип оконного ТТ, который обычно используется для обнаружения замыкания на землю в цепи путем суммирования тока по всем проводникам одновременно. В нормальном режиме работы эти токи будут векторно равны нулю.

Оконный трансформатор тока нулевой последовательности

Когда происходит замыкание на землю, поскольку часть тока идет на землю и не возвращается на другие фазы или нейтраль, трансформатор тока обнаружит этот дисбаланс и отправит сигнал вторичного тока на реле.ТТ нулевой последовательности устраняют необходимость в использовании ТТ с несколькими окнами, выходы которых суммируются, за счет использования одного ТТ, окружающего все проводники.

2. Стержневой ТТ

Трансформаторы тока типа

работают по тому же принципу, что и оконные трансформаторы тока, но имеют постоянную шину, установленную в качестве первичного проводника. Доступны типы стержней с более высоким уровнем изоляции и обычно крепятся болтами непосредственно к текущему устройству ухода.

Трансформатор тока стержневого типа

3.Втулка CT

Трансформаторы тока проходного изоляционного типа

в основном представляют собой оконные трансформаторы тока, специально разработанные для установки вокруг высоковольтного ввода. Обычно к этим трансформаторам тока нет прямого доступа, и их паспортные таблички находятся на шкафу управления трансформатором или выключателем.

SF6 вводов ТТ 110 кВ. Фото: Викимедиа

4. Рана КТ

Трансформаторы тока с обмоткой имеют первичную обмотку и вторичную обмотку , как и обычный трансформатор. Эти трансформаторы тока встречаются редко и обычно используются при очень низких коэффициентах передачи и токах, как правило, во вторичных цепях трансформатора тока для компенсации малых токов, согласования различных соотношений трансформаторов тока в суммирующих приложениях или для изоляции различных цепей трансформатора тока.

Этот тип трансформаторов тока имеет очень высокую нагрузку , и при использовании трансформаторов тока с обмоткой следует уделять особое внимание нагрузке на ТТ источника.


Класс напряжения ТТ

Класс напряжения ТТ определяет максимальное напряжение , с которым ТТ может контактировать напрямую. Например, оконный трансформатор тока 600 В не может быть установлен на оголенном проводе 2400 В или вокруг него, однако оконный трансформатор тока на 600 В может быть установлен вокруг кабеля 2400 В, если трансформатор тока установлен вокруг изолированной части кабеля и изоляция рассчитана правильно.


Коэффициент ТТ

Коэффициент трансформации трансформатора тока — это отношение входного первичного тока к выходному вторичному току при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 300: 5 рассчитан на 300 ампер первичной обмотки при полной нагрузке и будет производить 5 ампер вторичного тока , когда через первичную обмотку протекает 300 ампер.

Если первичный ток изменится, вторичный ток на выходе изменится соответствующим образом. Например, если через первичную обмотку номиналом 300 А протекает 150 А, вторичный ток будет равен 2.5 ампер.

Коэффициент передачи трансформатора тока эквивалентен коэффициенту напряжения трансформаторов напряжения. Фото: TestGuy.

В прошлом для измерения тока обычно использовались два основных значения вторичного тока. В Соединенных Штатах инженеры обычно используют выход на 5 ампер . В других странах принят выход на 1 ампер .

С появлением микропроцессорных счетчиков и реле в промышленности наблюдается замена вторичной обмотки на 5 или 1 ампер на вторичную обмотку мА .Обычно устройства с мА-выходом называются «датчиками тока », в отличие от трансформаторов тока.

Примечание. Коэффициенты ТТ выражают номинальный ток ТТ, а не просто отношение первичного тока к вторичному. Например, ТТ 100/5 не будет выполнять функцию ТТ 20/1 или 10 / 0,5.


CT Полярность

Полярность трансформатора тока определяется направлением, в котором катушки намотаны вокруг сердечника ТТ (по часовой стрелке или против часовой стрелки), и тем, каким образом вторичные выводы выводятся из корпуса трансформатора.

Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность и имеют следующие обозначения для правильной установки:

  • h2 — Первичный ток, направление линии
  • h3 — Первичный ток, направление нагрузки
  • X1 — Вторичный ток (многоскоростные трансформаторы тока имеют дополнительные вторичные клеммы)

ТТ с разъемным сердечником, рассчитанный на 200 А. Обратите внимание на маркировку полярности в центре сердечника, указывающую направление источника.Фото: Continental Control Systems, LLC

В трансформаторах с вычитающей полярностью первичный вывод h2 и вторичный X1 находятся на одной стороне трансформатора. Полярность трансформатора тока иногда указывается стрелкой, эти трансформаторы тока следует устанавливать так, чтобы стрелка указывала в направлении протекания тока.

Очень важно соблюдать правильную полярность при установке и подключении трансформаторов тока к реле измерения мощности и защитных реле.

Условные обозначения на чертежах полярности CT

Обозначение полярности на электрических чертежах и схемах трансформаторов тока может быть выполнено несколькими различными способами. Три наиболее распространенных условных обозначения схем — это точки, квадраты и косые черты. Маркировка полярности на электрических чертежах обозначает угол h2, который должен быть обращен к источнику.

Как проверить полярность трансформатора тока

Маркировка трансформаторов тока иногда неправильно наносилась на заводе.Вы можете проверить полярность ТТ в полевых условиях с батареей 9 В, используя следующую процедуру тестирования:

  1. Отключите все питание перед тестированием и подключите аналоговый вольтметр к вторичной клемме проверяемого ТТ. Положительная клемма измерителя подключена к клемме X1 ТТ, а отрицательная клемма подключена к X2 .
  2. Пропустите кусок провода через верхнюю сторону окна ТТ и на мгновение коснитесь положительным концом 9-вольтовой батареи со стороной h2 (иногда отмеченной точкой) и отрицательным концом , чтобы сторона h3 .Важно избегать постоянного контакта, который может привести к короткому замыканию аккумулятора.
  3. Если полярность правильная, мгновенный контакт вызывает небольшое отклонение аналогового измерителя в положительном направлении . Если отклонение отрицательное, полярность трансформатора тока меняется на обратную. Клеммы X1 и X2 необходимо переключить, и можно провести тест.

Маркировка трансформаторов тока иногда неправильно наносилась на заводе.Вы можете проверить полярность ТТ в полевых условиях, используя 9-вольтовую батарею.

Связано: Объяснение 6 электрических испытаний трансформаторов тока


CT Класс точности

Поскольку идеальных трансформаторов не существует, возникают небольшие потери энергии, такие как вихревые токи и тепло, вызванное током, протекающим через обмотки. Вторичный ток, который возникает в этих ситуациях, не полностью воспроизводит форму волны тока в энергосистеме.

Степень, в которой величина вторичного тока отличается от расчетного значения, ожидаемого в силу соотношения ТТ, определяется классом точности ТТ.Чем больше число, используемое для определения класса, тем больше допустимое отклонение вторичного тока от расчетного значения (погрешность).

За исключением классов с наименьшей точностью, класс точности ТТ также определяет допустимое смещение фазового угла между первичным и вторичным токами. В зависимости от класса точности трансформаторы тока делятся на Точность измерения или Точность защиты (реле) . CT может иметь рейтинги для обеих групп.

ТТ точности измерения
Точность измерения

ТТ рассчитана на указанные стандартные нагрузки и рассчитана на высокую точность от очень низкого тока до максимального номинального тока ТТ. Из-за их высокой степени точности эти трансформаторы тока обычно используются коммунальными предприятиями для выставления счетов .

ТТ реле точности
ТТ

Relay Accuracy не так точны, как ТТ измерения точности. Они разработаны для работы с разумной степенью точности в более широком диапазоне токов.Эти трансформаторы тока обычно используются для подачи тока на реле защиты. Более широкий диапазон значений тока позволяет защитному реле работать при различных уровнях неисправности.

Вы можете узнать класс точности ТТ, посмотрев на его паспортную табличку или этикетку производителя. Класс точности ТТ состоит из комбинации цифр, букв и цифр, как указано в ANSI C57.13 , и разбит на три части:

  1. номинальное соотношение рейтинг точность
  2. класс рейтинг
  3. максимальная нагрузка

Класс точности ТТ состоит из комбинации цифр и букв, как указано в ANSI C57.13

1. Номинальное соотношение Рейтинг точности

Это число является просто номинальным коэффициентом точности , выраженным в процентах . Например, трансформатор тока с классом точности 0,3B0,1 сертифицирован производителем как имеющий точность в пределах 0,3 процента от его номинального значения коэффициента для первичного тока 100 процентов от номинального коэффициента.

2. Рейтинг класса

Вторая часть класса точности ТТ — это буква, обозначающая приложение, для которого рассчитан ТТ.Трансформатор тока может иметь двойные номиналы и использоваться для измерения или защиты, если оба номинала указаны на паспортной табличке.

  • C — Указывает, что ТТ имеет низкий поток утечки, что означает, что точность может быть рассчитана до производства
  • T — Указывает, что ТТ может иметь значительный поток утечки, и точность должна определяться на заводе.
  • H — Указывает, что точность ТТ применима во всем диапазоне вторичных токов от пяти до 20-кратного номинального значения ТТ.Обычно это трансформаторы тока с обмоткой.
  • L — Указывает, что точность ТТ применяется при максимальной номинальной вторичной нагрузке только при 20 номинальных значениях. Точность передаточного числа может быть в четыре раза больше указанного значения, в зависимости от подключенной нагрузки и тока короткого замыкания. Обычно это оконные, проходные или стержневые трансформаторы тока.

3. Максимальное бремя

Третья часть класса точности ТТ — это максимальная нагрузка, разрешенная для ТТ. Как и все трансформаторы, трансформатор тока может преобразовывать только конечное количество энергии.Ограничение энергии ТТ называется максимальной нагрузкой. Если этот предел превышен, точность ТТ не гарантируется.

Для ТТ измерительного класса нагрузка выражается как сопротивление Ом . Например, коэффициент трансформатора тока с номиналом 0,3B0,1 соответствует 0,3 процента , если импеданс подключенной вторичной нагрузки не превышает 0,1 Ом . ТТ класса измерения 0,6B8 будет работать с точностью 0,6 процента , если вторичная нагрузка не превышает 8.0 Ом .

Нагрузка на трансформатор тока класса реле выражается как вольт-ампер, и отображается как максимальное допустимое вторичное напряжение, если через вторичный контур проходит 20-кратное номинальное значение трансформатора тока (100 А для вторичного трансформатора тока 5 А). Например, защитный ТТ 2,5C100 имеет точность в пределах 2,5 процента , если вторичная нагрузка меньше 1 Ом (100 вольт / 100 ампер).

Как рассчитать нагрузку на КТ
  1. Определите нагрузку устройства, подключенного к ТТ, в ВА или сопротивлении Ом.Эта информация обычно находится на паспортной табличке устройства или в техническом паспорте.
  2. Добавьте импеданс вторичного провода. Измерьте длину провода между трансформатором тока и нагрузкой устройства, подключенного к вторичной цепи (найдено на шаге 1).
  3. Убедитесь, что общая нагрузка не превышает указанные пределы для ТТ.

Комментарии

Всего комментариев 3

Оставить комментарий Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.Рейтинг цепей трансформатора

— журнал IAEI

Время чтения: 7 минут

В Электротехническом кодексе Канады есть некоторые темы, которые часто становятся источником горячих дискуссий среди пользователей.

Выбор трансформаторов сухого типа и подбор правильного номинала схем трансформаторов — одна из таких спорных тем.

Итак, давайте попробуем прояснить этот, казалось бы, сложный вопрос.

Прежде всего, нам необходимо обновить представление о номинальной мощности цепи в соответствии с Правилом 8-104.Это правило гласит, что номинальный ток цепи или фидера — это номинальный ток устройства максимального тока, защищающего цепь, или допустимая токовая нагрузка проводников цепи, в зависимости от того, что меньше. Это правило также гласит, что расчетная нагрузка в цепи не должна превышать номинальный ток цепи (т. Е. Не должен превышать номинал устройства размыкания цепи и допустимую нагрузку проводов цепи).

Это требование Правила 8-104 является общим для всего Кодекса и, конечно же, применяется к правилам трансформаторов в Разделе 26.Фактически, недавно принятое Правило 26-260 подчеркивает необходимость соблюдения этого требования при выборе защиты O / C и проводов для цепи трансформатора. Примечание в Приложении B к Правилу 26-260 дает разъяснение относительно корреляции выбранной номинальной мощности схемы трансформатора с фактической расчетной нагрузкой, подключенной к трансформатору.

Фото 1. Трансформатор сухого типа с реле

Во-вторых, краткий обзор посвящен уникальному назначению трансформатора в электроустановке.Трансформатор представляет собой нагрузку?

Это утилизационное оборудование? Может ли подключенная нагрузка превышать номинал трансформатора?
Давайте посмотрим.

Трансформатор — это «интерфейс» между напряжением питания и напряжением утилизирующего оборудования. Хотя трансформатор не является утилизирующим оборудованием, он представляет собой нагрузку, поскольку несет индуктивные и активные потери.

Поскольку трансформатор является частью цепи, питающей нагрузку, подключенную к вторичной обмотке трансформатора, трансформатор должен иметь номинальные характеристики не ниже цепи, в которой он работает.Это означает, что номинальные параметры трансформатора должны соответствовать критериям Правил 8-104 (4) или (5) в отношении непрерывной нагрузки, подключенной к вторичной обмотке трансформатора.

Однако факт в том, что доступные стандартные номиналы типичных трансформаторов сухого типа не так гибки, как стандартные номиналы устройств защиты от сверхтоков и сечения проводов, и иногда трансформатор может быть больше номинального размера для предполагаемой подключенной нагрузки.
Тем не менее, пользователи Кодекса должны знать, что номинал трансформатора должен выбираться в соответствии с подключенной нагрузкой, и если номинал трансформатора немного велик для нагрузки, любое отклонение от Правила 26-256 (1) для номинальные характеристики устройства O / C, и любое отклонение от требований Правил 26-258 (1) и (2) для номинальной допустимой нагрузки первичных и вторичных проводников адекватно коррелирует с Правилом 8-104 (4) или (5) .

Пользователи кода

должны также убедиться, что рейтинг щитовой панели, защищенной основным устройством O / C, соответствует Правилу 8-104 (4) или (5) в дополнение к положению Правила 14-606 (2).

Давайте проиллюстрируем приведенные выше утверждения на примере следующим образом: Поскольку в здании имеется существующая система обслуживания и распределения 347/600 В, подрядчику необходимо установить трансформатор сухого типа на 75 кВА (номинальный ток первичной обмотки составляет 72 А, а номинальный вторичный ток составляет 208 A), чтобы обеспечить расчетную нагрузку 120/208 В 170 A в коммерческом жилом помещении.

Подрядчик должен будет предпринять следующие шаги:

(a) Проверить, является ли расчетная нагрузка непрерывной в соответствии с Правилом 8-104 (3)
Примечание: В целом, за исключением нагрузок в жилом помещении, все нагрузки считаются непрерывными, и положения Правила 8-104 (4) или (5) должны применяться.

(b) Чтобы выбрать устройство O / C (автоматический выключатель или выключатель с предохранителем) на первичной обмотке трансформатора в соответствии с Правилом 26-256 (1)

Примечание: Это устройство O / C может быть помечено для непрерывной работы при 100% номинальной мощности его устройств максимального тока или для непрерывной работы при 80% номинальной мощности его устройств максимального тока, и такой выбор повлияет на соотношение между длительная подключенная нагрузка и номинальные характеристики устройства O / C в соответствии с Правилом 8-104 (4) или (5).

(c) Для выбора допустимой токовой нагрузки первичных и вторичных проводов в соответствии с Правилом 26-258 (1) и (2) в соответствии с таблицами 1–4, если применимо

(d) Для выбора щитка, подключенного к вторичным проводам трансформатора. Щит обеспечивает постоянную нагрузку 170 А.

Примечание: щит, питающий подключенную нагрузку, является продолжением вторичных проводов и должен соответствовать требованиям Правила 26-258 (2). Кроме того, щиток должен быть защищен основным устройством O / C в соответствии с Правилом 14-606 (2).

Фото 2. Сухой трансформатор с предохранителем

Теперь подрядчик может приступить к выбору компонентов для этой установки. Поскольку подключенная нагрузка считается непрерывной, на первичной обмотке трансформатора выбирается стандартный автоматический выключатель с номиналом 80%. Настройка O / C для этого автоматического выключателя не должна превышать 125% номинального первичного тока трансформатора. Это означает, что уставка O / C не может превышать 72 A x 1,25 = 90 A. Если проводники выбраны со значениями допустимой нагрузки на основе Таблицы 2 для данной конкретной нагрузки, будет применяться Правило 8-104 (5) (a). чтобы обеспечить правильное согласование между номиналом схемы трансформатора и подключенной нагрузкой.У подрядчика есть два очевидных варианта выбора устройства O / C: 90 A и 80 A.

Поскольку стандартный автоматический выключатель с номиналом 80% выбран в соответствии с Правилом 8-104 (5) (a), подрядчик должен проверить, не превышает ли подключенная постоянная нагрузка 80% выбранной настройки первичного О / К. устройство. Устройство O / C (как показано на вторичной обмотке трансформатора) не может быть меньше 170 A x 1,25 = 212,5 A. Настройка 90 A даст 90 A x 2.88 = 259,2 А. Это значение удовлетворяет критериям Правила 8-104 (5) (а). Установка 80 А даст 230,4 А на вторичной обмотке трансформатора, и это значение также будет соответствовать критериям Правила 8-104 (5) (а), поскольку оно больше, чем минимально допустимое значение 212,5 А.

Допустим, выбрано значение 80-A для основного O / C.

Теперь подрядчик должен использовать Таблицу 2 для выбора допустимой токовой нагрузки первичных проводов в соответствии с Правилом 26-258 (1) не менее 90 А (выбирается 3 AWG с допустимой токовой нагрузкой 105 А).Соответственно, допустимая токовая нагрузка вторичных проводов не может быть менее 125% от номинального вторичного тока трансформатора (т.е. не менее 208 А x 1,25 = 260 А). Следовательно, 250 MCM будет выбрано из таблицы 2 с допустимой нагрузкой 265 A. Выбранные первичный и вторичный проводники также будут соответствовать положениям Правила 8-104 (5) (a).

Следующий шаг — выбор щитка. Если подрядчик планирует установить стандартный щитовой щит 200-A [который также должен будет соответствовать условиям Правила 8-104 (5) (а)], этот щитовой щит должен быть проверен на соответствие Правилу 14-606 (2 ).

Теперь кажется, что требование этого правила не выполняется, поскольку уставка отключения 80-A на первичной обмотке трансформатора соответствует 230,4 A на вторичной (что превышает номинальное значение 200-A на щитке). Для того чтобы соответствовать критериям Правила 14-606 (2), основное устройство O / C не может превышать 200 А: 2,88 = 69,45 А. В этой ситуации подрядчику остается третий (не очень очевидный выбор) выбора настройки первичное устройство O / C. Этот выбор означает, что автоматический выключатель со стандартным срабатыванием отключения на 70 А будет адекватно защищать щит.

Хотя 70 А превышает максимально допустимое значение 69,45 А, этот стандартный номинальный ток будет разрешен в соответствии с Правилом 26-256 (3) и при общем ослаблении, разрешенном Правилом 8-106 (1).
Но будет ли выбранная настройка 70-А нарушать Правило 26-256 (1), поскольку эта выбранная настройка немного меньше номинального первичного тока трансформатора 72 А? Ответ — нет.»

Положения правила 8-106 (1) конкретно касаются этого вопроса. Тем не менее, желательно помнить, что слишком низкий рейтинг первичного устройства O / C может привести к непреднамеренному отключению устройства, когда трансформатор находится под напряжением, и примечание в Приложении B к правилу 26-256 содержит предупредительное предупреждение для пользователей кода. в этом отношении.Однако, если на самом деле выбрана установка 70-А, тогда автоматический выключатель теперь должен быть рассчитан на 100% непрерывной работы; в противном случае установка 70-А на первичной обмотке будет представлять 202 А на вторичной, и это значение будет меньше 125% от продолжительной подключенной нагрузки 170 А при условии правила 8-104 (5) (а).

Если подрядчик выбирает автоматический выключатель со 100% номиналом, то необходимо использовать Правило 8-104 (4) (a), и 202 А на вторичной обмотке трансформатора будет удовлетворять требованиям этого правила.

Фактически, выбор настройки на 70 А для автоматического выключателя 100% номинальной первичной цепи позволит подрядчику использовать Правило 26-258 (3) для сокращения первичных и вторичных проводников. Теперь допустимая токовая нагрузка первичных проводов должна быть не менее 70 А, и первичные проводники 4 AWG могут быть выбраны из таблицы 2.

Соответственно, токопроводы вторичной обмотки должны иметь допустимую нагрузку не менее 202 А, а проводники 3/0 разрешены для использования на вторичной обмотке трансформатора.Такой подход принесет подрядчику значительную экономию, и все применимые положения Кодекса CE будут соблюдены.

Следует отметить, что, если пользователь Кодекса решает использовать первичные или вторичные проводники с номиналом на открытом воздухе (если номинальное значение на открытом воздухе допускается требованиями Кодекса), в соответствии с Правилом 8-104 непрерывная нагрузка, подключенная к трансформатору, не может превышают 85% номинала цепи трансформатора — если устройство O / C имеет маркировку для 100% непрерывной работы или не может превышать 70% номинала цепи трансформатора — если стандартный переключатель с плавким предохранителем 80% или цепь прерыватель используется в соответствии с Правилом 26-256 (1).

Упражнение, показанное в приведенном выше примере, может быть особенно полезным, когда проектировщик или установщик использует трансформатор большего размера (например, 300 кВА) и хочет установить щит на 1000 А на вторичной обмотке трансформатора для соответствующей подключенной нагрузки. Типичный трансформатор на 300 кВА должен быть защищен на первичной обмотке 600 В устройством 400-AO / C, а такое устройство O / C будет представлено на вторичной обмотке 120/208 В с помощью 1152 A, поэтому потребуется установка. щита 1200-А. Но использование настройки 350-A (с оценкой мер предосторожности, рекомендованных в Приложении B примечания к Правилу 26-256) и с оценкой всех других соответствующих аспектов координации с помощью Правила 8-104, позволит установщику выбрать 1000- Щит номинальный.Соответственно, размеры первичных и вторичных проводов могут быть уменьшены в соответствии с Правилом 26-258 (3).

Однако, как обычно, прежде чем рассматривать какое-либо отклонение от требований Кодекса по этому вопросу, необходимо проконсультироваться с AHJ, администрирующим Кодекс CE в конкретной юрисдикции.

Общая информация

Напряжение и частота (Гц) различаются во всем мире, а в некоторых случаях — в пределах одной страны. Большинство приборов рассчитаны на работу с одним напряжением и частотой.

При использовании электроприборов / оборудования, рассчитанного на определенное напряжение, необходимо отрегулировать местное напряжение в соответствии с напряжением, на которое данное оборудование было разработано. Это делается с помощью трансформатора.

Для целей данной статьи все типы приспособлений, инструментов, оборудования, машин и т. Д. Именуются грузом .

Автотрансформатор — это трансформатор с ответвленной обмоткой, который изменяет доступное локально напряжение до напряжения, требуемого для конкретной нагрузки.Таким образом, нагрузка может работать в любой точке мира, если имеется трансформатор для преобразования местного напряжения в требуемое.

Автотрансформатор с одной ответвленной обмоткой (схема выше) обычно предпочтительнее изолирующего трансформатора с двумя отдельными обмотками по многим причинам. Автотрансформатор намного меньше и легче изолирующего трансформатора. Он также имеет лучшую стабильность напряжения и большую устойчивость к перегрузкам. Автотрансформаторы работают примерно так же, как трансформатор, который электрическая компания использует для подачи электричества в здание.

Ни один трансформатор любого типа не может изменять частоту. Частота не важна для нормальной работы большинства нагрузок: большинство нагрузок с приводом от двигателя просто будут работать с немного другой скоростью, чем при их номинальной частоте; простое отопительное оборудование (жаровни, кофейники и т. д.) будет работать без проблем. Однако моторные нагрузки, правильная работа которых зависит от частоты, такие как часы, вертушки, таймеры, кассетные проигрыватели и т. Д., Должны быть преобразованы на напряжение с помощью трансформатора, а затем также должны быть изменены их шестерни и / или шкивы для коррекции скорости.

Некоторые моторные нагрузки чувствительны к нагреву к изменениям частоты. Чтобы избежать перегрева двигателей, чувствительных к перегреву, таких как двигатели, которые постоянно останавливаются и запускаются, или работают без остановок — холодильники, кондиционеры, стиральные машины, торговое оборудование и т. Д., Рекомендуется запускать двигатели 60 Гц на 10%. меньшее напряжение при работе на 50 Гц (например, оборудование 115 В 60 Гц должно работать при 100 — 105 В при 50 Гц). И наоборот, чтобы получить полную мощность от двигателя 50 Гц, работающего от 60 Гц, необходимо подать на него дополнительное напряжение на 10% (например,грамм. 220 В при 50 Гц должен работать при 250 — 260 В при 60 Гц).

КАК ВЫБРАТЬ ТРАНСФОРМАТОР

Мощность трансформатора указана в вольт-амперах (ВА), что обычно совпадает с мощностью (Вт). Большинство нагрузок имеют маркировку с указанием их надлежащего рабочего напряжения (вольт), тока (ампер), частоты (Гц) и мощности (ватты или ВА).

Для расчета требований к нагрузке в ВА, умножьте ее номинальное напряжение (вольт) на номинальный ток (амперы). Эта информация обычно находится на обратной стороне груза — на его паспортной табличке.Если вы не можете найти обозначенные напряжение и ток (для расчета ВА), используйте мощность (Вт), если она показана. Исключение составляют люминесцентные лампы, неоновые вывески, газоразрядные лампы, специализированные электронные элементы управления и т. Д., Для которых требуется трансформатор мощностью в ВА, в 1,5 раза превышающей номинальную мощность, если вольты и амперы не указаны. Выберите трансформатор с номинальной мощностью ВА, равной или , большей, чем ВА, указанной на паспортной табличке нагрузки.

Использование трансформатора с меньшей мощностью ВА, чем требуется для нагрузки, приведет к перегреву трансформатора и, в конечном итоге, к перегоранию, , если не используется модель TEMP-GUARD.

Вы всегда можете использовать трансформатор с мощностью ВА, которая больше, чем требуется для нагрузки. Пример 1 Вы хотите использовать электродрель 120 В 60 Гц на 230 В 50 Гц. Паспортная табличка гласит:
 ВХОД: 120 В 50/60 Гц 2,4 A 
Это означает, что необходимое рабочее напряжение составляет 120 Вольт, а сила тока — 2,4 Ампер. Таким образом, нагрузка составляет 288 ВА, поэтому следует использовать трансформатор на 300 ВА (SD-43). Частота лишь незначительно повлияет на скорость сверления. Пример 2 Желательно управлять несколькими различными устройствами на 120 В по одному на 230 В …
Компьютерный принтер 120 В — 0,9 A = 108 ВА
Пылесос 120 В — 11,9 А = 1428 ВА
Швейная машина 120 В — 1,2 А = 144 ВА
Поскольку они будут использовать по одному, , выберите трансформатор на 1500 ВА (SD-14), которого будет достаточно для самого большого предмета — пылесоса.Конечно, две другие нагрузки, швейная машина и принтер, могут работать в другое время, по отдельности или даже одновременно, поскольку их общая VA составляет всего 252. Пример 3 Необходимо одновременно управлять несколькими приборами
Микроволновая печь 120 В — 6,25 A = 750 ВА
Электровентилятор 120 В — 1,2 A = 144 ВА
CD-проигрыватель 120 В — 0.7 A = 84 ВА
Общая нагрузка = 978 ВА
Выберите трансформатор мощностью 1000 ВА (SD-13, который ближе всего, но не меньше, чем полная ВА всех используемых приборов). Это обеспечит все вышеперечисленные нагрузки одновременно или по одной, если вы того пожелаете. ЗАЗЕМЛЕННЫЙ VS НЕЗАЗЕМНЫЙ

Если нагрузка имеет третий контакт заземления (стиральная машина, микроволновая печь и т. Д.), Используйте трансформатор с заземляющим шнуром питания и розеткой. Если в нагрузке всего 2 штыря и нет заземляющего штыря (лампа, тостер, блендер, зарядное устройство и т. Д.)), выберите менее дорогой трансформатор с 2-контактным форматом и без заземляющего контакта. Чтобы использовать как заземленные, так и незаземленные вилки, выберите трансформатор с третьим контактом заземления, который подходит для обоих типов . TODD ​​SYSTEMS производит множество трансформаторов с различными типами монтажа и электрическими разъемами (незаземленные, заземленные, кабельные вводы, распределительные коробки для постоянной проводки и т. Д.). Выберите трансформатор наиболее удобного типа и с достаточной мощностью в ВА.

ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ

Трансформаторы должны иметь доступ к свободному воздуху вокруг них.Их нельзя использовать, если они находятся рядом с батареей отопления, в ящике, под мебелью, на книжной полке и т. Д. Трансформаторы сконструированы так, чтобы работать, и они довольно теплые на ощупь.

Для больших приборов, на паспортной табличке которых указаны как «рабочий ток», так и «пусковой ток», используйте рабочий ток для определения мощности (ВА) и, следовательно, необходимой мощности трансформатора. Как правило, дешевле (но менее удобно) использовать один трансформатор большего размера для нескольких нагрузок, чем иметь по одному трансформатору для каждой.Однако трансформаторы, предназначенные для использования с постоянно установленной, часто используемой нагрузкой, такой как холодильник, стиральная машина и т. Д., Следует оставлять присоединенными и использовать только для этой нагрузки.

КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

Все трансформаторы TODD SYSTEMS имеют прецизионную обмотку и изоляцию с использованием новейших высокотехнологичных изоляционных материалов. Пластины сердечника изготовлены из высококачественной отожженной кремнистой стали, что позволяет свести к минимуму нагрев. Все трансформаторы пропитаны модифицированным полиэфирным термоотверждаемым лаком, который герметизирует трансформатор, защищая электрические обмотки от влаги и загрязнений.Металлические корпуса покрыты обожженной эмалью, а все трансформаторы TODD SYSTEMS соответствуют спецификациям UL и IEC. Каждый трансформатор TODD SYSTEMS проходит тщательные, дважды и тщательно проверенные испытания для обеспечения наивысшего качества. Результатом такого использования высококачественных материалов, усовершенствованной конструкции и полного 100% тестирования является длительный безотказный срок службы трансформатора.

ГАРАНТИЯ

На все трансформаторы TODD SYSTEMS дается неограниченная гарантия отсутствия дефектов материалов и изготовления.При правильной эксплуатации наши трансформаторы прослужат весь срок службы, и на них распространяется гарантия. В случае обнаружения дефекта TODD SYSTEMS бесплатно отремонтирует или заменит дефектный блок до проверки, если он будет возвращен на завод с предоплатой. Конечно, данная гарантия не распространяется на трансформаторы, которые были неправильно использованы из-за перенапряжения или перегрузки, поскольку такое неправильное использование сокращает срок службы трансформатора, вызывая его перегрев и, в конечном итоге, сгорание. Однако наши модели TempGuard имеют термическую защиту и никогда не могут сгореть.Эти трансформаторы автоматически отключаются при перегреве и снова включаются после охлаждения.

ВСЕ МОДЕЛИ В НАЛИЧИИ

Благодаря нашему обширному складскому запасу большинство трансформаторов TODD SYSTEMS могут быть отправлены в тот же день. Для выполнения более крупных производственных заказов можно запланировать выполнение JIT или других графиков поставки. Это означает, что когда вам нужны трансформаторы , теперь , вы получаете их , теперь .


Примечание. Для просмотра и печати страниц каталога вам потребуется Adobe Acrobat Reader.Получи это здесь.

Если вы не хотите тратить время на загрузку отдельных страниц каталога, напишите нам по электронной почте, телефону или факсу, и мы будем рады отправить вам копию по факсу или почте. Свяжитесь с нами здесь.

Щелкните область ниже, чтобы продолжить

Ток возбуждения трансформатора — нарушение напряжения

Что такое трансформатор возбуждения Текущий? При подаче нормального напряжения на клеммы трансформатор с разомкнутой вторичной цепью, небольшой ток будет течь в начальный.Этот ток называется током возбуждения трансформатора и течет все время во время работы. трансформатора. Трансформатору требуется ток возбуждения для поддержания магнитное поле внутри сердечника и составляет в основном независимо от вторичной нагрузки . У этого есть два компонента ток:

* Составляющая тока потерь в сердечнике

* Составляющая тока намагничивания

Ток потерь в сердечнике

Ток потерь в сердечнике может быть учитывает резистивные потери в сердечнике и находится в фазе с приложенным Напряжение. Ток потерь в сердечнике определяет потери холостого хода трансформатора . Ток потерь в сердечнике представляет собой потери холостого хода трансформатора, включая потери в стали, малый диэлектрический потери и потери меди, вызванные протеканием тока возбуждения. Из них только потери в стали, вызванные вихревыми токами, значительны. Потери зависят от частоты, максимальная магнитная индукция и характеристики магнитопровода. Значения потерь в сердечнике обычно поставляются с трансформаторного завода во время доставки продукта.

Ток намагничивания

Составляющая тока намагничивания отстает от приложенного напряжения на 90 градусов, и ее величина зависит от количества витков в первичной обмотке, формы кривой насыщения трансформатора и максимальной плотности магнитного потока, на которую рассчитан трансформатор. Ток намагничивания — это чисто реактивный ток и, следовательно, не влияет напрямую на потери холостого хода. Для работы трансформатора требуется реактивная намагничивающая мощность (VARS), и этот ток должен подаваться источником.

Как рассчитать реактивную мощность трансформатора?

Составляющая тока намагничивания имеет интересную форму. Ниже приведена форма сигнала трансформатора 30 кВА 480 В / 208 В без нагрузки.

Форма волны тока возбуждения трансформатора

Почему намагничивающая составляющая тока возбуждения трансформатора имеет такую ​​форму?

Это взаимодействие между магнитным потоком, создаваемым в сердечнике, и кривой ‘B-H’ стали сердечника, которая создает эту форму.Уравнение для первичной цепи трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой можно записать как:

Если мы нанесем результирующий поток ø (зеленая кривая ниже) на кривую B-H (красная кривая) стали сердечника трансформатора, мы можем получить форму тока намагничивания, которая является «пиковой» и имеет эту своеобразную форму. Обратите внимание, что полный ток (ток возбуждения) представляет собой векторную сумму тока намагничивания и тока потерь в сердечнике. Однако, поскольку составляющая потерь в сердечнике очень мала, она не влияет на форму полного тока.Трансформаторы предназначены для работы около пика кривой B-H около изогнутого участка. В результате во время каждого пика формы волны магнитного потока возбуждающий ток приобретает необычную форму, как видно из приведенной ниже анимации.


Бабак. К. Шандиз [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] Эквивалентная схема трансформатора при обрыве вторичной цепи

Обратите внимание, что потери в сердечнике ток (I c ) в значительной степени совпадает по фазе с напряжением питания (V oc ) при этом ток намагничивания (I m ) отстает от напряжения на 90 0 .Полный ток возбуждения I ex можно рассчитать как:

Векторы тока возбуждения трансформатора

Типичный ток потерь в сердечнике (I c ) составляет около 1% от тока полной нагрузки. Обычно ток намагничивания (I m ) может варьироваться от примерно 0,25% до примерно 5% от тока полной нагрузки (0,05 о.е.) и может достигать 10% в некоторых специальных трансформаторах.

Ниже приводится сводка фактических потерь тока возбуждения и потерь холостого хода результатов испытаний современных сухих трансформаторов, которые можно использовать в качестве справочных.Обратите внимание, что токи указаны в процентах от номинального тока полной нагрузки трансформатора, а частота системы составляет 60 Гц.

Образец результатов испытаний тока возбуждения трансформатора

Образец № кВА Первичное напряжение (В) Вторичное напряжение (В) Ток возбуждения (%) Потери холостого хода (Вт)
1 4,000 13,800 4,160 0.263 7,790
2 4,000 13,800 4,160 0,265 7,743
3 2,000 13,800 480 0,258 3,833
4 2,000 13,800 480 0,247 3,797
5 2,000 13,800 480 0,254 3,795
6 2,000 13,800 480 0.244 3,712

Возбуждение гармоники тока в трансформаторах

Фурье-анализ форма волны тока возбуждения покажет, что ток богат третьими гармониками , за которыми следуют меньшие проценты пятого, седьмого и девятого. Составляющая третьей гармоники вызвана почти полностью из-за тока намагничивания и очень мало из-за потерь в сердечнике Текущий.

Типичные уровни гармоник тока возбуждения трансформатора показаны в процентах от тока полной нагрузки.

Ток третьей гармоники составляет примерно 50% от фундаментальная, пятая около 15% и седьмая около 1-2%.

Следует отметить, что протекание тока третьей гармоники и напряжение третьей гармоники в трансформаторе выводы обмотки зависят от типа подключения трансформатора и типа основной конструкции. Эта тема обсуждается в статье ниже.

Как трансформаторные соединения влияют на напряжения и токи третьей гармоники?

Захватывающий Тест на ток и потери

Испытание током возбуждения в трансформаторе — это испытание на обрыв цепи, проводимое путем подачи номинального напряжения с номинальной частотой на одну из обмоток при разомкнутой цепи другой обмотки.Из соображений безопасности и удобства измерения обычно проводят на стороне низкого напряжения, оставляя цепь высокого напряжения разомкнутой. Этот тест используется в первую очередь для оценки :

* Исправность магнитопровода трансформатора

* Поверните, чтобы включить изоляцию обмотки

* Состояние РПН

* Найдите параметры сердечника трансформатора (сопротивление и импеданс)

Текущие и потери в ватты измеряются во время теста.Ток потерь в резистивном сердечнике (I c ) это мера количества энергии, потребляемой в процессе установления магнитный поток в сердечнике. Эта энергия представляет собой потерю холостого хода трансформатора. (Ватты = E * I c ).

Любая проблема сердечника приведет к увеличению сопротивления магнитного поля. цепь и, следовательно, более высокий первичный ток. Короткий разворот создаст дополнительный ток в трансформаторе , который преобразуется в более высокий чем ожидалось возбуждающее течение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *