Методика испытаний трансформаторов тока тол 10

Руководство по эксплуатации измерительного трансформатора тока ТОЛ-СВЭЛ-10

1 Нормативные ссылки

В настоящем руководстве по эксплуатации использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.217-2003 ГСИ. Трансформаторы тока. Методика поверки.
ГОСТ 9.014-78 ЕСЗКС. Временная противокоррозионная защита изделий.
Общие требования.
ГОСТ 1516.3-96 Электрооборудование переменного тока на напряжение от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.
ГОСТ 3134-78 Уайт-спирит. Технические условия. ГОСТ 4751-73 Рым-болты. Технические условия.
ГОСТ 7746-2015 Трансформаторы тока. Общие технические условия.
ГОСТ 8865-93 Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и классификация.
ГОСТ 10877-76 Масло консервационное К-17. Технические требования.
ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.
ГОСТ 15543.1-89 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам.
ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам.
ГОСТ 23216-78 Изделия электротехнические. Хранение, транспортирование, временная противокоррозионная защита и упаковка. Общие требования и методы испытаний.
ГОСТ 28779-90 Материалы электроизоляционные твердые. Методы определения воспламеняемости под воздействием источника зажигания.

РД 34.45-51-300-97 Объем и нормы испытаний электрооборудования.
СО 153-34.20.501-2003 Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации.
Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок (ПОТЭУ). Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. 2007 г. Шестое издание. 2008 г.
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. 2003 г.

2 Требования безопасности

2.1. При проведении всех работ должны выполняться правила техники безопасности, действующие на предприятии, эксплуатирующем трансформаторы.

При подготовке к эксплуатации, при проведении технического обслуживания должны выполняться «Правила устройства электроустановок», «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок» и «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей».

2.2. Требования безопасности при поверке трансформаторов — по ГОСТ 8.217.

2.3. ВНИМАНИЕ! ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ НЕОБХОДИМО ИСКЛЮЧИТЬ РАЗМЫКАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ОБМОТОК!

2.4. Вариант заземления вторичных обмоток определяется потребителем в соответствии со схемой вторичных присоединений трансформаторов.

2.5. Производство работ на трансформаторах без снятия напряжения с первичной обмотки не допускается.

3 Описание и работа трансформаторов

3.1.Назначение трансформаторов

3.1.1. Трансформаторы предназначены для передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках переменного тока частотой 50 Гц на класс напряжения ДО 10 кВ.

3.1.2.Трансформаторы предназначены для установки в комплектные распределительные устройства (КРУ) внутренней и наружной установки.

3.1.3. Трансформаторы имеют климатическое исполнение «УХЛ», категорию размещения 2 по ГОСТ 15150 и предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

• верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха, с учетом перегрева воздуха внутри КРУ плюс 55 °С;
• нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации минус 60 °С;
• относительная влажность, давление воздуха согласно ГОСТ 15543.1;
• высота установки над уровнем моря — не более 1000 м;
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих покрытия, металлы и изоляцию (атмосфера типа II по ГОСТ 15150);
• рабочее положение трансформатора в пространстве — любое;
• трансформаторы предназначены для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений, при обычных мерах грозозащиты и имеют нормальную изоляцию уровня «б» по ГОСТ 1516.1 класса нагревостойкости «В» по ГОСТ 8865 и класса воспламеняемости FН(ПГ) 1 по ГОСТ 28779;
• трансформаторы соответствуют группе условий эксплуатации Мб по ГОСТ 17516.1;
• трансформаторы сейсмопрочны при воздействии землетрясений интенсивностью 9 баллов по MSK — 64 при установке над нулевой отметкой до 70 м.

3.2.Технические характеристики

Основные технические характеристики приведены в таблице 1.

Значение вторичных нагрузок, вторичного тока, предельной кратности вторичной обмотки для защиты, коэффициента безопасности приборов вторичной обмотки для измерений, количество вторичных обмоток, классы точности уточняются в заказе.

Конструктивное исполнение с возможностью переключения коэффициента трансформации реализовано в виде дополнительных выводов каждой из вторичных обмоток.

Источник

Трансформаторы ТОЛ-10

Трансформаторы ТОЛ-10 используются в комплектных распределительных устройствах (КРУ). Они необходимы для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и (или) устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках переменного тока на класс напряжения до 10 кВ частоты 50 или 60 Гц. Трансформаторы для дифференциальной защиты поставляются по специальному заказу.

Трансформаторы выполнены в виде опорной конструкции. Содержат магнитопроводы, первичную и вторичные обмотки. Каждая вторичная обмотка находится на своем магнитопроводе.
Обмотка, предназначенная для измерения и учета электроэнергии, обозначается №1; обмотка для питания цепей защиты, автоматики, сигнализации и управления — №2.
Первичная и вторичные обмотки трансформаторов залиты эпоксидным компаундом, что обеспечивает электрическую изоляцию и защиту обмоток от проникновения влаги и механических повреждений.

Трансформаторы комплектуются защитными прозрачными крышками для раздельного пломбирования вторичных выводов.

Расшифровка ТОЛ-10

ТОЛ-10-0,5/10Р-Х/5Y:
Т — трансформатор тока;
О — опорный;
Л — исполнение трансформатора с литой изоляцией;
10 — класс напряжения, В;
0,5 — класс точности вторичной обмотки для измерения;
10Р — класс точности вторичной обмотки для защиты;
Х — номинальный первичный ток, А; (10, 20, 30, 40, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000)
5 — номинальный вторичный ток, А;
Y — климатическое исполнение. «Т» и «УХЛ» категории размещения 2.1 по ГОСТ 15150.

Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении «Т» и «УХЛ» категории размещения 2.1 по ГОСТ 15150 и предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях в условиях:

• высота над уровнем моря не более 1000 м;
• температура окружающей среды с учетом перегрева воздуха внутри КРУ — от минус 60°C до плюс 50°C для исполнения «УХЛ 2.1» и от минус 10°C до плюс 55°C для исполнения «Т2.1»;
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли, химически активных газов и паров в концентрациях, разрушающих покрытия металлов и изоляцию;
• рабочее положение — любое.

Характеристики трансформаторов ТОЛ-10

Наименование параметра

Значение Количество вторичных обмоток 2 3 Номинальное напряжение, кВ 10 или 11 Наибольшее рабочее напряжение, кВ 12 Номинальная частота переменного тока, Гц 50 или 60 Номинальный вторичный ток, А 1; 5 Номинальный первичный ток, А 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 450; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1250; 1500; 2000 Класс точности:
вторичной обмотки для измерений
вторичной обмотки для защиты

Номинальная вторичная нагрузка при коэффициенте мощности cos φ = 0,8, ВА

вторичной обмотки для измерений
вторичной обмотки для защиты

Номинальная предельная кратность вторичной обмотки для защиты,
не менее, при номинальном первичном токе, А: 10-2000 10 10

Номинальный коэффициент безопасности приборов вторичной обмотки для измерений в классах точности при номинальном первичном токе, А, не более:

0,5; 1 (10-300; 450; 500; 600; 1000А)
0,5; 1 (80; 400; 750; 800; 1200; 1250А)
0,5; 1 (1500; 2000)

Односекундный ток термической стойкости, кА, при номинальном первичном токе, А:

Ток электродинамической стойкости, кА, при номинальном первичном токе, А:

Источник

ТОЛ-10

ВСЕГДА В НАЛИЧИИ НА СКЛАДЕ

Трансформаторы тока ТОЛ-10 предназначены для установки в комплектные распределительные устройства КРУ, КСО и служат для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках переменного тока на класс напряжения до 10 кВ частоты 50 (60)Гц. Трансформаторы для дифференциальной защиты поставляются по специальному заказу. Трансформаторы ТОЛ-10-1 выпускаются с одной вторичной обмоткой для измерения и одной вторичной обмоткой для защиты. Трансформаторы на номинальный ток 1000 и 1500 А могут выпускаться с двумя вторичными обмотками для защиты.

Технические характеристики трансформатора тока ТОЛ-10:

Номинальная вторичная нагрузка при коэффициенте мощности cosφ = 0,8, ВА

Односекундный ток термической стойкости, кА, при номинальном первичном токе, А:

Наименование параметра	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10 или 11
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальная частота переменного тока, Гц	50-60
Номинальный вторичный ток, А	1;5
Номинальный первичный ток, А	10, 20, 30, 40, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000
Число вторичных обмоток	2 или 3
Класс точности:
вторичной обмотки для измерений
вторичной обмотки для измерений	до 30
вторичной обмотки для защиты	15
Номинальная предельная кратность вторичной обмотки для защиты, не менее	10
300-2000	100
2500	152,5
3000	152,5
Испытательное напряжение, кВ:
одноминутное промышленной частоты
грозового импульса полного	75

Условия эксплуатации:

Трансформаторы ТОЛ-10 изготавливаются в климатическом исполнении «Т» и «УХЛ» категории размещения 2.1 и предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях в ЗРУ 10кВ в условиях:

— высота над уровнем моря не более 1000 м;

— температура окружающей среды с учетом перегрева воздуха внутри КРУ — от минус 60°C до плюс 50°C для исполнения «УХЛ 2.1» и от минус 10°C до плюс 55°C для исполнения «Т2.1»;

— окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли, химически активных газов и паров в концентрациях, разрушающих покрытия металлов и изоляцию;

— рабочее положение трансформатора тока — любое.

Расшифровка маркировки:

Т — трансформатор тока;
П — проходной (отсутствие буквы П указывает на то, что трансформатор опорный);
В — встроенный в масляный выключатель;
ВТ — встроенный в силовой трансформатор;
О — одновитковый;
JI — с литой смоляной изоляцией;
Ш — шинный;
М — малогабартный (для трансформатора тока внутренней установки);
К — катушечный;
Ф — с фарфоровой изоляцией; ,
3 — для защиты от замыкания на землю;
У — усиленный (с повышенной электродинамической стойкостью);
ФЗ — в фарфоровом корпусе с первичной обмоткой звеньевого типа;
Н — наружной установки;
Р — с сердечником для релейной защиты;
Д — со вторичной обмоткой для питания дифференциальной защиты;
М — маслонаполненный (для трансформаторов тока наружной установки).

Источник

Расчет номинала трансформатора тока 10 кв

Трансформаторы тока ТОЛ-10.

Опорные трансформаторы тока ТОЛ-10 ТУ16 — 2011 ОГГ.671 210.001 ТУ взамен ТУ16 — 2004 ОГГ.671 213.013 ТУ.

Трансформаторы тока ТОЛ-10 устанавливаются в комплектные распределительные устройства (КРУ).

Трансформаторы тока изготавливаются в климатическом исполнении «УХЛ» категории размещения 2.1 по ГОСТ 15150. Трансформаторы тока ТОЛ-10-М изготавливаются в в климатическом исполнении «УХЛ» категория размещения 2 по ГОСТ 15150. Трансформаторы предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

• высота установки над уровнем моря — не более 1000 м;
• верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации минус 60 °С;
• относительная влажность, давление воздуха согласно ГОСТ 15543.1;
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию (атмосфера типа II по ГОСТ 15150);
• рабочее положение трансформаторов в пространстве — любое;
• трансформаторы предназначены для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений при обычных мерах грозозащиты, и имеют нормальную изоляцию уровня «б» по ГОСТ 1516.3 класса нагревостойкости «В» по ГОСТ 8865 и класса воспламеняемости FH (ПГ) по ГОСТ 28779;
• трансформаторы соответствуют группе условий эксплуатации М6 по ГОСТ 17516.1;
• трансформаторы сейсмостойкости при воздействии землетрясений интенсивностью 8 баллов по MSK-64 при уровне установки над нулевой отметкой до 70 м;
• трансформаторы, предназначенные для поставки на АС, соответствуют классу безопасности ЗН по НП-001-97 и II категории сейсмостойкости по НП-031-01;
• трансформаторы соответствуют требованиями устойчивости к электромагнитным помехам при воздействии магнитного поля промышленной частоты по ГОСТ Р 50648, установленным для группы исполнения IV по ГОСТ Р 50746;
• трансформаторы удовлетворяют нормам индустриальных радиопомех, установленным в ГОСТ Р 51318.11, класс А, группа 1.

Расчет трансформаторов тока 10 кВ в цепях учета электроэнергии.

Ниже приведен пример расчета трансформаторов тока учета для силового трансформатора 400 кВа.

Номинальный первичный электроток токового трансформатора по стороне 10000в. Расчет трансформаторов тока 10 кВ

Согласно ПУЭ при максимальной нагрузке присоединения вторичный ток должен составлять не менее 40% от номинального тока счетчика. Номинальный вторичный ток равен 5А.

Технические характеристики трансформаторов тока ТОЛ-10, ТОЛ-10-М.

Наименование параметра		Значение
		Тип трансформатора
		ТОЛ-10		ТОЛ-10-М-2	ТОЛ-10-М-3	ТОЛ-10-М-4
Номинальное напряжение, кВ		10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ		12
Климатическое исполнение		УХЛ 2.1		УХЛ 2
Номинальная частота переменного тока, Гц		50
Номинальный первичный ток, А		10-50; 100; 150; 200; 300; 400; 600; 800; 1000; 1500; 2000		2500; 3000
Номинальный вторичный ток, А		5
Количество вторичных обмоток, шт		2	3	2	3	4
Номинальная вторичная нагрузка, ВА
вторичной обмотки для измерений при cos φ = 1		1; 2; 2,5
вторичной обмотки для измерений при cos φ = 0,8 (нагрузка индуктивно-активная)		3; 5; 10; 15; 20; 25; 30
вторичной обмотки для защиты при cos φ = 0,8 (нагрузка индуктивно-активная)		3; 5; 10; 15; 20; 25; 30
Класс точности по ГОСТ 7746
вторичной обмотки для измерений		0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5
вторичной обмотки для защиты		5Р; 10Р
Номинальная предельная кратность вторичной обмотки для защиты*, не менее		10
Номинальный коэффициент безопасности приборов вторичной обмотки для измерений**, не более, в классе точности при номинальном первичном токе, А
класс точности 0,2S	10 — 2000	10		—
	2500; 3000	—		10
класс точности 0,2	10 — 1000	10		—
	1500; 2000	17		—
	2500; 3000	—		13
класс точности 0,5S	10 — 2000	10		—
	2500; 3000	—		10
класс точности 0,5	10-50; 100; 150; 200; 300; 600; 1000	14		—
	400; 800	16
	1500; 2000	17
	2500; 3000	—		13
Односекундный ток термической стойкости, кА, при номинальном первичном токе, А
10 — 50		4,9		—
100		9,7
150		12,5
200		17,5
300-1500		31,5
2000		40
2500; 3000		—		61
Ток электродинамической стойкости, кА, при номинальном первичном токе, А:
10-50		17,5		—
100-200		52,5
300-2000		100
2500; 3000		—		152,5

* — значение номинальной предельной кратности вторичной обмотки для защиты приведено при номинальной вторичной нагрузке 15 ВА; ** — значение номинального коэффициента безопасности приборов вторичной обмотки для измерений приведено при номинальной вторичной нагрузке 10 ВА;

Количество вторичных обмоток, классы точности, значения номинальных вторичных нагрузок, номинального вторичного тока, номинальной предельной кратности вторичной обмотки для защиты и номинального коэффициента безопасности приборов вторичной обмотки для измерений уточняются в заказе.

Трансформаторы тока ТОЛ-10-М могут изготавливаться с инверсным расположением первичных выводов. Пример обозначения двухобмоточного трансформатора с инверсным расположением первичных выводов: ТОЛ-10-М-2И.

Наибольший рабочий первичный ток:

Тип трансформатора	Номинальный первичный ток, А	Наибольший рабочий первичный ток, А
ТОЛ-10	10	10
	20	20
	30	32
	40	40
	50	50
	100	100
	150	160
	200	200
	300	320
	400	400
	600	630
	800	800
	1000	1000
	1500	1600
	2000	2000
ТОЛ-10-М	2500	2500
	3000	3200

Расчетные значения сопротивления вторичных обмоток постоянному току:

Тип трансформатора	Номинальный первичный ток, А	Номер вторичной обмотки	Сопротивление обмоток постоянному току, Ом
			Количество вторичных обмоток
			2	3	4
ТОЛ-10	10 — 300, 600	№1 №2 №3	0,19 0,26 —	0,15 0,2 0,2	—
	400, 800	№1 №2 №3	0,25 0,35 —	0,2 0,28 0,28
	1000	№1 №2 №3	0,29 0,42 —	0,22 0,31 0,31
	1500	№1 №2 №3	0,43 0,62 —	0,35 0,49 0,49
	2000	№1 №2 №3	0,64 0,73 —	0,42 0,64 0,64
ТОЛ-10-М	2500	№1 №2 №3 №4	0,40 0,52 — —	0,40 0,52 0,52 —	0,40 0,52 0,52 0,52
	3000	№1 №2 №3 №4	0,48 0,62 — —	0,48 0,62 0,62 —	0,48 0,62 0,62 0,62

Расчёт и выбор измерительных ТТ

11. Расчёт и выбор измерительных ТТ

11.1 Выбор измерительных трансформаторов тока, сечения жил кабелей. 3

11.1.1 Измерительные трансформаторы тока. 3

11.1.2. Методика выбора трансформаторов тока. 3

11.1.3. Расчёт коэффициента трансформации ТТ. 3

11.1.4. Проверка выбора коэффициента трансформации ТТ.. 4

11.2. Расчёт вторичной нагрузки ТТ. 4

11.1 Выбор измерительных трансформаторов тока, сечения жил кабелей

11.1.1 Измерительные трансформаторы тока

В проекте описан общий принцип выбора трансформаторов тока (ТТ) , приведены методики и алгоритмы расчёта параметров ТТ.

Трансформаторы тока, используемые для коммерческого учёта электроэнергии, должны быть включены в государственный реестр средств измерений, иметь действующее свидетельство (отметку в паспорте) о поверке СИ.

Трансформаторы тока выбирают по номинальному напряжению, первичному и вторичному токам, по типу установки, конструкции, классу точности.

Для присоединения расчётных счётчиков электроэнергии используются трансформаторы тока с классом точности не более 0,5S.

Установка ТТ осуществляется на присоединениях напряжением класса 0,4 кВ.

В качестве основных нормативных документов регламентирующих требования по размещению ТТ и их параметрам используется ПУЭ (Глава 1.5 «Учет электроэнергии»),

11.1.2. Методика выбора трансформаторов тока.

Учитывая конструктивные особенности сборок низкого напряжения, расположение токоведущих шин, необходимо использовать шинные трансформаторы тока типа ТШП-0,66, ТШ-0,66, и трансформаторы тока опорного типа ТОП-0,66, Т-0,66.

11.1.3. Расчёт коэффициента трансформации ТТ.

Коэффициент трансформации по каждой точке необходимо выбирать с учётом минимальных и максимальных первичных токов в режимные дни (летний минимум и зимний максимум) или данных о присоединённой мощности абонента, или уставок предохранителей или установленной мощности силового трансформатора (для организации технического учёта на лучах ТП). Максимальный первичный ток ТТ рассчитывается по формуле:

Минимальный ток принимается равным 15% от максимального:

Согласно ПУЭ (п. 1.5.17) допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации, если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40% номинального тока счётчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5%. Выбор ТТ заключается в подборе ТТ с номинальным первичным током, удовлетворяющем условию:

11.1.4. Проверка выбора коэффициента трансформации ТТ

Выбранные коэффициенты ТТ проверяются на соответствие п. 1.5.17 ПУЭ. при применении электросчётчиков типа с Iном сч.=5 А, должны выполняться неравенства:

Трансформаторы тока необходимо установить типа ТШП-0,66, или ТШ-0,66, с классом точности 0,5S, с номинальной вторичной нагрузкой 5 ВА.

Расчётные токи присоединений и выбранные коэффициенты трансформации приведены в Приложении 11.1. таблица 11.1.

11.2. Расчёт вторичной нагрузки ТТ.

Чтобы погрешность ТТ не превысила допустимую для данного класса точности, нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов в соответствии с ГОСТ 7746 должна удовлетворять следующим требованиям: «для трансформаторов с номинальными вторичными нагрузками 1; 2; 2,5; 3; 5 и 10 ВА нижний предел вторичных нагрузок — 0,8; 1,25; 1,5; 1,75; 3,75 и 3,75 ВА соответственно». Для ТТ с номинальными вторичными нагрузками выше 10 Вт вторичная нагрузка должна быть не менее 25 % от номинальной и не должна превышать номинальную, задаваемую в каталогах.

В проекте предусмотрено использование трансформаторов тока типа ТШП -0,66 и Т-0,66. Класса точности ТТ — 0,5S, номинальная вторичная нагрузка — 5 ВА и номинальный вторичный ток 5 А. В соответствии с требованиями ГОСТ 7746 расчётное значение вторичной нагрузки ТТ должно находится в пределах: 3,75 ВА … 5 ВА (0,15 Ом…0,2 Ом).

Согласно ГОСТ 7746 номинальная вторичная нагрузка — полное сопротивление внешней вторичной цепи трансформатора тока, имеющей коэффициент мощности cos φ = 0,8, при котором гарантируются класс точности трансформатора тока.

Нагрузка трансформатора тока складывается из следующих элементов: сопротивления проводов, связывающих счётчик электрической энергии с трансформаторами тока; сопротивления приборов, включённых в цепь трансформатора тока; переходного сопротивления в контактных соединениях.

Внешняя нагрузка на трансформатор тока определяется с учетом схемы соединения трансформаторов тока, данных каталогов на счетчики и расчётных данных длины вторичных цепей ТТ приведённых в кабельном журнале.

При расчёте внешней нагрузки трансформатора тока для упрощения принимается, что все полные сопротивления имеют одинаковые углы, т. е. могут складываться арифметически. Указанное допущение приемлемо, поскольку вносимая этим ошибка обычно невелика и идет в сторону дополнительного запаса.

Вторичная нагрузка трансформаторов тока определяется по формуле,

— переходное сопротивление в контактах принимается равным — 0,05 Ом;

— сопротивление проводов, Ом (в случае соединения трансформаторов тока звездой в испытательной клеммной коробке, сопротивление увеличить в 2- раза);

Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

Трансформаторы тока ТОЛ-СЭЩ-10.

Трансформатор тока ТОЛ-СЭЩ-10 обеспечивает передачу сигнала измерительной информации приборам измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления, предназначен для использования в цепях коммерческого учета электроэнергии в электрических установках переменного тока на класс напряжения до 10 кВ.

Трансформаторы тока ТОЛ-СЭЩ-10 ТУ3414-073-00110473-2005.

Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении «У» и «Т» категории размещения 2 для эксплуатации в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе, имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха, а также в оболочке комплектного изделия категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69 и предназначен для работы в следующих условиях:

• верхнее значение температуры окружающего воздуха для исполнения «У» плюс 50 ºС, для исполнения «Т» плюс 55 ºС;
• нижнее значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации минус 45 ºС, при транспортировании и хранении минус 50 ºС;
• относительная влажность воздуха 100% при плюс 25 ºС для исполнения «У», при плюс 35 ºС для исполнения «Т»;
• высота установки над уровнем моря не более 1000 м;
• окружающая среда — невзрывоопасная; не содержащая токопроводящей пыли, химически активных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы — атмосфера типа II по ГОСТ 15150-69;
• положение трансформатора в пространстве — любое.

Класс точности

Класс точности токового трансформатора прописан в ГОСТ 7746-2001 и зависит от его назначения, а также параметров первичного тока и вторичной нагрузки:

• В условиях малого сопротивления происходит почти полное шунтирование намагниченной ветви. Прибор работает с большой погрешностью.
• При повышении сопротивления также увеличивается погрешность. Причина – функционирование устройства на участке насыщения.
• При минимальном номинале первичного тока трансформатор работает в нижней части намагниченной кривой, при максимальном – на участке насыщения.

Точный подбор трансформатора по классу точности можно произвести на основе таблицы.

Класс точности	Номинал первичного тока в %	Предел вторичной нагрузки в %
0,1	5, 20, 100-200	25-100
0,2
0,2 S	1,5, 20, 100, 120
0,5	5, 20, 100, 120
0,5 S	1, 5, 20, 100, 120
1	5, 20, 100-120
3	50-120	50-100
5
10

Для устройств защиты класс точности также определяется по таблице.

Класс точности	Предельная погрешность			Процент предельной вторичной нагрузки
	тепловая	угловая
		мин	ср
5Р	±1	±60	±1,8	5
10Р	±3	Норма отсутствует		10

Для энергоучета применяются модели с классом точности 0,2S — 0,5, для амперметров с минимальной чувствительностью – с 1-м или 3-м, для релейной защиты – 5P и 10Р.

Технические характеристики трансформаторов тока ТОЛ-СЭЩ-10.

Трансформатор выполняется с двумя уровнями изоляции «а» или «б» по ГОСТ 1516.3-96. При отсутствии специальных требований со стороны заказчика одноминутное испытательное напряжение изоляции первичной обмотки берется согласно ГОСТ 1516.3-96 для уровня изоляции «б», т.е. 42 кВ. При этом все трансформаторы, независимо от уровня изоляции, проходят контроль уровня частичных разрядов, который не должен превышать 20 пКл при напряжении измерения 7,62 кВ.

Класс нагревостойкости трансформатора — «В» по ГОСТ 8865-93.

Наименование параметра	Значение параметра
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный первичный ток, А	10, 15, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800, 1000, 1500, 2000
Номинальный вторичный ток, А	5
Номинальная частота, Гц	50
Число вторичных обмоток, не более	4
Номинальные вторичные нагрузки с коэффициентом мощности cos φ = 0,8 ВА
обмотки для измерения	5; 10
обмотки для защиты	15; 20; 30
Номинальный класс точности
для измерений и учета	0,2S; 0,2; 0,5S; 0,5
для защиты	5P; 10P
Номинальная предельная кратность вторичной обмотки для защиты Кном	10; 15; 20
Номинальный коэффициент безопасности приборов вторичной обмотки для измерений КБном	5; 10; 15

— в зависимости от возможных комбинаций технических параметров, указанных в таблице трансформаторы изготавливаются в трех габаритных размерах.

Значения токов односекундной термической и электродинамической стойкости трансформаторов указаны в таблице:

Номинальный первичный ток:	Исполнения трансформаторов
	01, 02, 03, 11, 21, 31, 51, 61, 71, 81	04, 05, 06, 12, 22, 52, 62, 72, 82	07, 08, 09, 13, 24, 53, 63, 73, 83	14, 24	01, 02, 03, 11, 21, 31, 51, 61, 71, 81	04, 05, 06, 12, 22, 52, 62, 72, 82	07, 08, 09, 13, 24, 53, 63, 73, 83	14, 24
	Односекундный ток термической стойкости, кА				Ток электродинамической стойкости, кА
10 А	1	2	—	—	2,5	5	—	—
15 А	1,6	3	—	—	4	7,5	—	—
20 А	2	4	—	—	5	10	—	—
30 А	3	6	—	—	7,5	15	—	—
50 А	5	8	10	20	12,5	20	25	50
75 А	8	10	16	31,5	20	25	40	78,8
100 А	10	16	20	40	25	40	50	100
150 А	16	20	31,5	40	40	50	78,8	100
200 А	20	31,5	40	—	50	78,8	100	—
300 А	31,5	40	—	—	78,8	100	—	—
400-2000 А	40	—	—	—	100	—	—	—

Трансформатор выполнен в виде опорной конструкции. Корпус трансформатора выполнен из эпоксидного компаунда, который одновременно является главной изоляцией и обеспечивает защиты обмоток от механических и климатических воздействий.

Выводы первичной обмотки расположены на верхней поверхности трансформатора. Вторичные обмотки размещены каждая на своем магнитопроводе. Выводы вторичных обмоток имеют 3 вариант исполнения и расположены в нижней части трансформатора.

Трансформаторы исполнений — 11-14, 21-24, 31, 51-53, 61-63, 71-73, 81-83 не подлежат заземлению, т.к не имеют подлежащих заземлению металлических частей. Трансформаторы исполнений 01…09 имеют болт заземления, который расположен на основании, возможность заземления одного из выводов вторичных обмоток непосредственно на основание и прозрачную крышку с возможностью пломбирования для защиты вторичных выводов от несанкционированного доступа.

Трансформаторы с числом катушек более 3 поставляются с незаземленными вторичными обмотками. Иначе обязательно требование в заказе о заземлении одного из выводов вторичных обмоток.

Выбор номинальных параметров трансформаторов тока

До определения номинальных параметров и их проверки на различные условия, необходимо выбрать тип ТТ, его схему и вариант исполнения. Общими, в любом случае, будут номинальные параметры. Разниться будут некоторые критерии выбора, о которых ниже.

1. Номинальное рабочее напряжение ТТ

. Данная величина должна быть больше или равна номинальному напряжению электроустановки, где требуется установить трансформатор тока. Выбирается из стандартного ряда, кВ: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 750.

2. Далее, перед нами встает вопрос выбора первичного тока ТТ

. Величина данного тока должна быть больше значения номинального тока электрооборудования, где монтируется ТТ, но с учетом перегрузочной способности.

Приведем пример из книги. Допустим у статора ТГ ток рабочий 5600А. Но мы не можем взять ТТ на 6000А, так как турбогенератор может работать с перегрузкой в 10%. Значит ток на генераторе будет 5600+560=6160. А это значение мы не замерим через ТТ на 6000А.

Выходит необходимо будет взять следующее значение из ряда токов по ГОСТу. Приведу этот ряд: 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 8000, 10000, 12000, 14000, 16000, 18000, 20000, 25000, 28000, 30000, 32000, 35000, 40000. После 6000 идет 8000. Однако, некоторое электрооборудование не допускает работу с перегрузкой. И для него величина тока будет равна номинальному току.

Но на этом выбор первичного тока не заканчивается, так как дальше идет проверка на термическую и электродинамическую стойкость при коротких замыканиях.

2.1 Проверка первичного тока на термическую стойкость производится по формуле:

Данная проверка показывает, что ТТ выдержит определенную величину тока КЗ (IТ) на протяжении определенного промежутка времени (tt), и при этом температура ТТ не превысит допустимых норм. Или говоря короче, тепловое воздействие тока короткого замыкания.

iуд — ударный ток короткого замыкания

kу — ударный коэффициент, равный отношению ударного тока КЗ iуд к амплитуде периодической составляющей. При к.з. в установках выше 1кВ ударный коэффициент равен 1,8; при к.з. в ЭУ до 1кВ и некоторых других случаях — 1,3.

2.2 Проверка первичного тока на электродинамическую стойкость:

В данной проверке мы исследуем процесс, когда от большого тока короткого замыкания происходит динамический удар, который может вывести из строя ТТ.

Для большей наглядности сведем данные для проверки первичного тока ТТ в небольшую табличку.

3. Третьим пунктом у нас будет проверка трансформатора тока по мощности вторичной нагрузки

. Здесь важно, чтобы выполнялось условие Sном>=Sнагр. То есть номинальная вторичная мощность ТТ должна быть больше расчетной вторичной нагрузки.

Вторичная нагрузка представляет собой сумму сопротивлений включенных последовательно приборов, реле, проводов и контактов умноженную на квадрат тока вторичной обмотки ТТ (5, 2 или 1А, в зависимости от типа).

Величину данного сопротивления можно определить теоретически, или же, если установка действующая, замерить сопротивление методом вольтметра-амперметра, или имеющимся омметром.

Сопротивление приборов (амперметров, вольтметров), реле (РТ-40 или современных), счетчиков можно выцепить из паспортов, которые поставляются с новым оборудованием, или же в интернете на сайте завода. Если в паспорте указано не сопротивление, а мощность, то на помощь придет известный факт — полное сопротивление реле равно потребляемой мощности деленной на квадрат тока, при котором задана мощность.

Схемы включения ТТ и формулы определения сопротивления по вторичке при различных видах КЗ

Не всегда приборы подключены последовательно и это может вызвать трудности при определении величины вторичной нагрузки. Ниже на рисунке приведены варианты подключения нескольких трансформаторов тока и значение Zнагр при разных видах коротких замыканий (1ф, 2ф, 3ф — однофазное, двухфазное, трехфазное).

rпер — переходное сопротивление контактов

rпр — сопротивление проводов определяется как длина отнесенная на произведение удельной проводимости и сечения провода. Удельная проводимость меди — 57, алюминия — 34,5.

Кроме вышеописанных существуют дополнительные требования для ТТ РЗА и цепей учета — проверка на соблюдение ПУЭ и ГОСТа.

Выбор ТТ для релейной защиты

Трансформаторы тока для цепей релейной защиты исполняются с классами точности 5Р и 10Р. Должно выполняться требование, что погрешность ТТ (токовая или полная) не должна превышать 10%. Для отдельных видов защит эти десять процентов должны обеспечиваться вплоть до максимальных токов короткого замыкания. В отдельных случаях погрешность может быть больше 10% и специальными мероприятиями необходимо обеспечить правильное срабатывание защит. Подробнее в ПУЭ вашего региона и справочниках. Эта тема имеет множество нюансов и уточнений. Требования ГОСТа приведены в таблице:

Хоть это и не самые высокие классы точности для нормальных режимов, но они и не должны быть такими, потому что РЗА работает в аварийных ситуациях, и задача релейки определить эту аварию (снижение напряжения, увеличение или уменьшение тока, частоты) и предотвратить — а для этого необходимо уметь измерить значение вне рабочего диапазона.

Выбор трансформаторов тока для цепей учета

К цепям учета подключаются трансформаторы тока класса не выше 0,5(S). Это обеспечивает бОльшую точность измерений. Однако, при возмущениях и авариях осциллограммы с цепей счетчиков могут показывать некорректные графики токов, напряжений (честное слово). Но это не страшно, так как эти аварии длятся недолго. Опаснее, если не соблюсти класс точности в цепях коммерческого учета, тогда за год набежит такая финансовая погрешность, что “мама не горюй”.

ТТ для учета могут иметь завышенные коэффициенты трансформации, но есть уточнение: при максимальной загрузке присоединения, вторичный ток трансформатора тока должен быть не менее 40% от максимального тока счетчика, а при минимальной — не менее 5%. Это требование п.1.5.17 ПУЭ7 допускается при завышенном коэффициенте трансформации

. И уже на этом этапе можно запутаться, посчитав это требование как обязательное при проверке.

По требованиям же ГОСТ значение вторичной нагрузки для классов точности до единицы включительно должно находиться в диапазоне 25-100% от номинального значения.

Структура условного обозначения трансформаторов тока ТОЛ-СЭЩ-10.

ТОЛ — СЭЩ — 10 — ХХ — Х/Х/Х — Х/Х/Х — Х / Х — Х 2

Т — трансформатор тока; О — опорный; С — с литой изоляцией; СЭЩ — зарегистрированный товарный знак изготовителя; 10 — номинальное напряжение в киловольтах; ХХ — конструктивный вариант исполнения: 11…14, 21…24, 31, 51-53, 51-63, 71-73, 81-83, 01…09 Х/Х/Х — номинальный класс точности: 0,2S; 0,5S; 0,5; 0,5; 5P; 10P; Х/Х/Х — номинальная нагрузка, ВА: 5; 10; 15; 20; 30; Х — номинальный первичный ток, А: 10…2000; Х — номинальный вторичный ток, А: 5; Х — климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 (У или Т); 2 — категория размещения по ГОСТ 15150-69.

Выбор трансформаторов тока на напряжение 6(10) кВ

Требуется выбрать трансформаторы тока (ТТ) типа ТОЛ-СЭЩ-10 на напряжение 6 кВ устанавливаемые в ячейку типа КРУ-СЭЩ-61М (ОАО «Самарский ), для питания счетчика электрической энергии типа СЭТ 4ТМ.03M, подключеный к обмотке класса точности 0,5S (для технического учета), а также для подключения терминала релейной защиты типа Сириус-21-Л-И1 (ЗАО «РАДИУС Автоматика»), согласно рис.1 и рис.2.

От проектируемой ячейки осуществляется питание силового трансформатора мощностью 2500 кВА.

Рис.1 — Схема подключения трансформаторов тока к терминалу Сириус-21-Л-И1

Рис.2 — Схема подключения трансформаторов тока к cчетчику СЭТ 4ТМ.03M

Выбирать трансформаторы тока, мы должны из условий:

1. Номинальное напряжение Uуст=6 кВ ≤ Uном=10 кВ (условие выполняется);

Предварительно выбираем трансформаторы тока на номинальный первичный ток 300 А (согласно каталога, см. таблицу 1) Iном.=300 А > Iрасч =240,8 А (условие выполняется);

3. Для того, чтобы присоединенные приборы, работали в требуемом классе точности, необходимо чтобы, подключаемая вторичная нагрузка Zн не превышала номинальной, для данного класса точности, при этом должно выполняться условие Zн ≤ Zдоп.

3.1 Определяем сопротивление счетчика типа СЭТ 4ТМ.03M:

• Sприб. = 0,3 ВА – потребляемая мощность прибора, согласно каталога на счетчик СЭТ 4ТМ.03M.
• I2ном. = 5 А – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока.

3.2 Определяем сопротивление обмотки трансформаторов тока для измерения, рассчитанное из номинальной вторичной нагрузки, равное 5 ВА, согласно каталога на ТОЛ-СЭЩ-10.

3.3 Определяем сопротивление провода (кабеля) пользуясь выражением (3) из типовой работы №48082-э, для схемы соединения трансформаторов тока в полную звезду, принимая что Zн=Zдоп:

где: rпер=0,05 Ом – переходное сопротивление контактов при двух, трех приборов и 0,1 Ом при большем числе приборов;

3.4 Определяем сечение кабеля соединяющего трансформаторы тока класса точности 0,5S с счетчиком типа СЭТ 4ТМ.03M:

• l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки измерительных приборов, м;
• γ –удельная проводимость, м/Ом*мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).

По условиям механической прочности для меди, принимаем кабель сечением 2,5 мм2.

3.5 Определяем фактическое сопротивление кабеля с учетом принятого.

3.6 Определяем фактическую нагрузку, при этом должно выполняться условие Zн

где: Sприб. = 0,5 ВА – потребляемая мощность терминала Сириус-21-Л-И1, согласно каталога.

4.2 Определяем расчетную кратность для токовой отсечки по формуле (13) из типовой работы №48082-э:

• 1,1 – коэффициент, учитывающий 10%-ную погрешность ТТ при срабатывании защиты;
• Iс.з.=3000 А – первичный ток срабатывания защиты;
• I1н – первичный номинальный ток ТТ.

По кривой предельной кратности для ТОЛ-СЭЩ-10 определяем допустимую нагрузку, исходя из расчетной кратности 11 при которой погрешность, не должна быть более 10%. Sдоп.=30 ВА.

Рис.3 – Кривая предельной кратности вторичной обмотки для защиты с классом точности 5Р, 10Р и номинальной нагрузкой 30 ВА трансформатора с первичными токами 10…300, 600 А

4.3 Определяем сопротивление обмотки трансформаторов тока для защиты — 10Р, рассчитанное из допустимой вторичной нагрузки, равной 30 ВА:

4.4 Определяем сопротивление провода (кабеля) пользуясь выражением (3) из типовой работы №48082-э, для схемы соединения трансформаторов тока в полную звезду, принимая что Zн=Zдоп:

4.5 Определяем сечение кабеля соединяющего трансформаторы тока класса точности 10Р с терминалом Сириус-21-Л-И1:

• l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки терминала, м;
• γ –удельная проводимость, м/Ом*мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).

По условиям механической прочности для меди, принимаем кабель сечением 2,5 мм2.

4.6 Определяем фактическое сопротивление кабеля с учетом принятого.

4.7 Определяем фактическую нагрузку, при условии, что Zн

6. Определим предельный ток термической стойкости. При этом должно выполнятся условие:

• Iтер. =31,5 кА предельный ток термической стойкости, выбранный по каталогу (см. таблицу 2);
• tтер=1 сек.- длительность протекания тока термической стойкости, согласно каталогу (см. таблицу 2);
• Вк – тепловой импульс рассчитывался ранние, при выборе силового выключателя 6 кВ.

Выбираем трансформатор тока типа ТОЛ-СЭЩ-10-01-0,5S/0,5/10P-5/10/30-300/5У2 и для токовых цепей выбираем кабель марки КВВГЭнг-4х2,5мм2.

Все расчетные и каталожные данные, сводим в таблицу 3.

Источник