Соединение трансформаторов тока: Схемы соединений трансформаторов тока: схем, звезда, треугольник, параллель

Схемы соединений трансформаторов тока: схем, звезда, треугольник, параллель

Пример HTML-страницы

Содержание

1. Назначение трансформаторов тока
2. Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз.
3. Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду
4. Соединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности
5. Последовательное соединение трансформаторов тока
6. Параллельное соединение трансформаторов тока

Назначение трансформаторов тока

Счётчики для однофазных и трёхфазных сетей рассчитаны на номинальные токи до 100 А. Использование приборов с большими токами затруднено по причине необходимости использования проводов слишком большого сечения. Таким образом, для измерения характеристик в линиях с большими токами необходимо использовать специальные устройства, понижающие ток до приемлемого значения. Для этой цели используются трансформаторы тока (ТТ).

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линейный провод, по которому проходит высокий ток, а ко вторичной обмотке подключается измерительный прибор. Для удобства выводы маркируются обозначениями. Для начала и, соответственно, конца первичной обмотки применяются обозначения Л1 и Л2. Для вторичной обмотки — И1 и И2. При подключении необходимо строго соблюдать полярность первичной и вторичной обмоток ТТ.

Чаще всего величина вторичного тока равна 5 А, иногда применяются ТТ со вторичным током 1 А. Для измерения же напряжения в высоковольтных сетях используется подключение через трансформатор напряжения, который понижает напряжение до 100 или 57.7 вольт.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Измерительные трансформаторы вносят свою погрешность в измерения. Здесь важно соблюдать правильную схему подключения с соблюдением обозначений. Например, если изменить местами выводы вторичных цепей И1 и И2, то за этим последует существенный недоучёт электроэнергии.

Трансформаторы тока подключаются в трёхфазных цепях по схеме неполной звезды (сети с изолированной нейтралью). При наличии нулевого провода подключение осуществляется с помощью полной звезды. В дифференциальных защитах силовых трансформаторов ТТ подключаются по схеме «Треугольник».

Это позволяет скомпенсировать сдвиг фаз вторичных токов, что уменьшит ток небаланса. В трёхфазных сетях без нулевого провода обычно трансформаторы тока подключаются только на две ведущие линии, поскольку измерив ток в двух фазах, можно легко рассчитать величину тока в третьей фазе.

Если сеть имеет глухозаземлённую нейтраль (как правило, сети 110 кВ и выше), то обязательно подключение ТТ ко всем трём фазам. Соединение обмоток реле и трансформаторов тока в полную звезду. Эта схема соединения трансформаторов представлена в виде векторных диаграмм, которые иллюстрируют работу трансформатора на рис. 2.4.1 и на схемах 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4.

Если трансформатор работает в нормальном режиме, или если он симметричный, то будет проходить ток небаланса или небольшой ток, который появляется из–за разных погрешностей трансформаторов тока.

Представленная выше схема применяется против всех видов КЗ (междуфазных и однофазных) во время включения защиты.
Трехфазное КЗ
Двухфазное КЗ

Однофазное КЗ
Отношение Iр/Iф (ток в реле)/ (ток в фазе) называется коэффициентом схемы, его можно определить для всех схем соединения. Для данной схемы коэффициент схемы kсх будет равен 1.

На рис. 2.4.5 предоставлена схема соединения обмоток реле и трансформаторов тока в неполную звезду, а на рис. 2.4.6, 2.4.7. ее векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Трехфазное КЗ — когда токи могут идти в обратном проводе по обоим реле.
Двухфазное КЗ — когда токи, могут протекать в одном или в двух реле в соответствии с повреждением тех или иных фаз.

КЗ фазы В одной фазы может происходить тогда, когда токи не появляются в этой схеме защиты.

Схему неполной звезды можно применять только в сетях с нулевыми изолированными точками при kсх=1 с целью защиты от КЗ междуфазных, и может реагировать только на некоторые случаи КЗ однофазного.

На рис. 2.4.8. можно изучить схему соединения в звезду и треугольник обмоток реле и трансформаторов соответственно.

Во время симметричных нагрузок в реле и в период возникновения трехфазного КЗ может проходить линейный ток, сдвинутый на 30* по фазе относительно тока фазы и в разы больше его.

Особенности схемы этого соединения:

1.  при разных всевозможных видах КЗ проходят токи в реле, при этом защита которая построена по такой схеме, будет реагировать на все виды КЗ;
2. ток в реле относится к фазному току в зависимости от вида КЗ;
3. ток нулевой последовательности, который не имеет путь через обмотки реле для замыкания, не может выйти за границы треугольника трансформаторов тока.

Выше приведенная схема применяется чаще всего для дистанционной или во время дифференциальной защиты трансформаторов.

Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз.

На рис. 2.4.9 представлена сама схема соединения, а на рис. 2.4.10, 2.4.11.векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Симметричная нагрузка при трехфазном КЗ.

Двухфазное КЗДвухфазно КЗ АВ или ВС
При разных видах КЗ, ток в реле и его чувствительность будут разными. Ток в реле будет равен нулю во время однофазного КЗ фазы В. Эту схему можно применять, тогда, когда не требуется действий трансформатора для защиты от разных междуфазных КЗ с соединением обмоток Y/* – 11 группа, и когда эта защита обеспечивает необходимую чувствительность.

Соединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

На рис. 2.4.12. можно изучить схему соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности. Только во время однофазных или двуфазных КЗ на землю появляется ток в реле. Эту схему можно применять во время защиты от КЗ на землю. КЗ IN=0 при двухфазных и трехфазных нагрузках. Но часто ток небаланса Iнб появляется из–за погрешности трансформаторов тока в реле.

Последовательное соединение трансформаторов тока

На рис. 2.4.13. представлена схема последовательного соединения трансформаторов тока. Подключенная к трансформаторам тока, нагрузка, распределяется поровну. Напряжение, которое приходится на любой трансформатор тока и на вторичный ток остается неизменным.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Во время использования трансформаторов тока малой мощности применяется эта схема.

Параллельное соединение трансформаторов тока

На рис. 2.4.14. представлена схема параллельного соединения трансформаторов тока. Эту схему можно использовать с целью получения разных нестандартных коэффициентов трансформации. Схемы подключения счетчиков электроэнегии, как однофазных, так и 3-х фазных Вы можете найти тут.

Схемы соединений трансформаторов тока и цепей тока реле токовых защит

Для токовых защит используются схемы с ТТ, установленными во всех трёх фазах (трёхфазные) или в двух фазах (двухфазные). При этом вторичные обмотки ТТ могут соединяться в полную или неполную звезду, а также в полный или неполный треугольник.

Подключение пусковых реле тока к трансформаторам тока в схемах токовых защит может осуществляться по различным схемам:

• соединение ТТ и обмоток реле в полную звезду;

• соединение ТТ и обмоток реле в неполную звезду;

• соединение ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду;

• соединение двух ТТ и одного реле в схему на разность токов 2-х фаз;

• соединение ТТ в фильтр токов нулевой последовательности.

Поведение и работа реле в каждой из этих схем зависят от характера распределения токов в ее вто­ричных цепях в нормальных и аварийных условиях. При анализе различных схем сначала определяются положительные направления действующих величин первичных токов ТТ при различных видах к.з., а затем определяются пути замыкания вторичных токов каждого ТТ. Результирующий ток в проводах и обмотках реле тока определяется геометрическим сложением или вычитанием соответствующих векторов фазных токов.

Для каждой схемы определяется отношение тока в реле I_р к току в фазе I_ф, которое называется коэффициентом схемы:

;

Коэффициент схемы необходимо учитывать при расчёте уставок и оценке чувствительности токовой защиты.

Векторные диаграммы первичных токов при различных к.з. представлены на рисунке 23.

Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

Трансформаторы тока устанавливаются во всех фазах. Вторич­ные обмотки трансформаторов тока и обмотки реле соединяются в звезду и их нулевые точки связываются одним проводом, назы­ваемым нулевым. В нулевую точку объединяются одноименные зажимы обмоток трансформаторов тока.

Рисунок 22 – Соединение трансформаторов тока и реле по схеме полной звезды

При нормальном режиме и трехфазном к.з. в реле I, II и III проходят токи фаз:

; ;,

а в нулевом проводе — их гео­метрическая сумма, ,которая при симметричных режимах равна нулю (как при наличии, так и отсутствии заземления, рисунок 23, а).

Рисунок 23 – Векторная диаграмма токов.

а — при трехфазном к. з.; б — при двухфазном к. з.; е — при однофазном коротком замы­кании; г — при двухфазном к. з. на землю; д — при двойном замыкании на землю в раз­ных точках.

При двухфазных к. з. ток к.з. проходит только в двух поврежденных фазах и соответственно в реле, подключенных к трансформаторам тока поврежденных фаз (рисунок 23, б), ток в неповрежденной фазе отсутствует. Согласно закону Кирхгофа сумма токов в узле равна нулю, следовательно, = 0, отсюда .

С учетом этого на векторной диаграмме (рисунок 23, б) токи I_B и I_С показаны сдвинутыми по фазе на 180°.

Ток в нулевом проводе схемы равен сумме токов двух повре­жденных фаз, но так как последние равны и противоположны по фазе, то ток в нулевом проводе также отсутствует.

Т.е. реле, включенное в нулевой провод схемы трансформаторов тока, соединённых в полную звезду, не будет реагировать на междуфазные к.з.

Однако, из-за неидентичности характеристик и погрешностей ТТ сумма вторичных токов при нагрузочном режиме и при 3-х и 2-х фазных к.з. отличается от нуля и в нулевом проводе проходит ток, называемый током небаланса.

При однофазных к. з. первичный ток к.з. проходит только по одной поврежденной фазе (рисунок 23, в). Соответствующий ему вторичный ток проходит также только через одно реле и замы­кается по нулевому проводу.

При двухфазных к.з. на землю токи проходят в двух повреждённых фазах и соответственно в двух реле, а в нулевом проводе проходит ток, равный геометрической сумме токов повреждённых фаз, всегда отличный от нуля.

При двойном замыкании на землю в различных точках, например фаз В и С, на участке между точками замыкания на землю режим аналогичен 1ф. к.з. фазы В, а между источником питания и ближайшему к нему месту замыкания фазы С – соответствует режиму 2-х фазного к.з. фаз В и С.

Нулевой провод схемы звезды является фильтром токов нулевой последовательности. Токи прямой и обратной последовательностей в нулевом проводе не проходят, так как векторы каждой из этих систем дают в сумме нуль. Токи же нулевой последовательности совпадают по фазе, поэтому в нулевом проводе проходит утроенное значение этого тока.

Ток в реле равен току в фазе, поэтому коэффициент схемы равен единице:

К_СХ = 1.

Выводы:

1. Схема полной звезды реагирует на все виды замыканий.

2. Схема применяется для включения защиты от всех видов однофазных и междуфазных к.з.

3. Схема отличается надежностью, так как при любом замыкании срабатывают по крайней мере два реле.

Схема соединения трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

ТТ устанавливаются в двух фазах (обычно А и С), вторичные обмотки и обмотки реле соединяются аналогично схемы полной звезды.

Рисунок 24 – Схема соединения транс­форматоров тока и обмоток реле в неполную звезду.

В нормальном режиме и при трёхфазном к.з

. в реле I и III проходят токи соответствующих фаз:

; ,

В нулевом проводе ток равен их геометрической сумме: Фактически ток в нулевом проводе соответствует току фазы В, отсутствующей во вторичной цепи.

В случае двухфазного к.з. токи появляются в одном или двух реле (I или III) в зависимости от того, какие фазы по­вреждены.

Ток в обратном проводе при двухфазных к.з. между фазами А и С, в которых установлены трансформаторы тока, равен нулю, т.к. I_A = — I_C, а при замыка­ниях между фазами AB и ВC он соответственно равен I_Н.П = — I_а и I_Н.П = — I_С.

В случае однофазного к.

з. фаз (А или С), в кото­рых установлены трансформаторы тока, во вторичной обмотке трансформатора тока и обратном проводе проходит ток к.з. При замыкании на землю фазы В, в которой трансформатор тока не установлен, токи в схеме защиты не появляются; следовательно, схема неполной звезды реагирует не на все случаи однофазного к.з. и поэтому применяется только для защит, действующих при между фазных повреждениях. Рассмотрев поведение защиты при различных видах замыканий, нетрудно заметить, что при трехфазном замыкании работают три реле, при двухфазном — два; при замыкании фазы В на землю защита не работает.

Выводы:

1. Схема неполной звезды реагирует на все виды междуфазных замыканий.

2. Схема достаточно надежна, т.к. при любом междуфазном замыкании срабатывают, по крайней мере, два реле.

3. Для ликвидации однофазных замыканий требуется дополнительная защита.

4. используется для подключения защиты от междуфазных к.з.

Коэффициент схемы К_СХ = 1.

Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду

Вторичные обмотки трансформаторов тока, соединенные после­довательно разноименными выводами, образуют тре­угольник. Реле, соединенные в звезду, подключаются к вершинам этого треугольника. Из токораспределения на рисунке 25, а) видно, что в каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:

; ;.

Рисунок 25 – Схема соединения ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду – а), векторная диаграмма токов – б).

При симметричной нагрузке и трехфаз­ном к.з. в каждом реле проходит линейный ток, в раз больший фазных токов и сдвинутый относи­тельно последних по фазе на 30°

(рисунок 25, б).

В таблице 3 приведены значения токов при других видах к.з. в предположении, что коэффициент трансформации трансформа­торов тока равен единице (К_Т = 1).

Таблица 3 – Значения токов при различных видах к.з.

Вид короткого замыкания	Поврежден­ные фазы	Токи в фазах	Токи в реле
			I	II	III
Двухфазное	А, В	IB = — IA, I C= 0	2IA	IB	-IA
	В, С	IC = — IB, IA = 0	-IB	2IB	IC
	С, А	IA = — IC, I B = 0	IA	-IC	2IC
Однофазное	А	IA = IK, IB = IC = 0	IA	0	-IA
	В	IB = IK, IA = IC = 0	-IB	IB	0
	С	IC =IK, IB = IC = 0	0	-IC	IC

Таким образом, схема соединения трансформаторов тока в тре­угольник обладает следующими особенностями:

1. Токи в реле проходят при всех видах к.з., и, следовательно, защиты по такой схеме реагируют на все виды к.з.

2. Отношение тока в реле к фазному току зависит от вида к.з.

3. Токи нулевой последовательности не выходят за пределы треугольника трансформаторов тока, не имея пути для замыка­ния через обмотки реле, значит при к.з. на землю в реле попадают только токи прямой и обратной последовательностей, т. е. только часть тока к.з.

В рассматриваемой схеме ток в реле при 3-х фазных симметричных режимах в раз больше тока в фазе, поэтому коэффициент схемыК_СХ =.

В соответствии с таблицей 3 коэффициент схемы при 2-х фазных к.з. для разных реле соответствует значениям К_СХ = 2 или 1 , а при однофазных к.з. – К_СХ = 1или 0.

Описанная выше схема применяется в основном для дифферен­циальных и дистанционных защит

Схема соединения двух ТТ и одного реле, включённого на разность токов двух фаз.

ТТ устанавливаются в 2-х фазах (обычно А и С), их вторичные обмотки соединяются разноимёнными зажимами, к которым параллельно подключается токовое реле. В некоторой литературе эту схему называют схемой неполного треугольника.

Рисунок 26 – Схема соединения двух ТТ и одного реле, включённого на разность токов двух фаз.

В рассматриваемой схеме ток в реле равен геометрической сумме токов двух фаз, в которых установлены ТТ:

, где , .

При симметричной нагрузке и в режиме 3-х фазного к.з. ток в реле I⁽³⁾_Р = I_Ф и К⁽³⁾_СХ =.

При 2-х фазных к.з. между фазами, в которых установлены ТТ (А и С) в реле будет протекать двойной ток, т. к. в этом случае I_A = — I_C, и следовательно I⁽²⁾_Р = 2 I_Ф и К⁽²⁾_СХ.АС = 2.

При замыканиях между фазами АВ или ВС в реле поступает только ток той фазы, в которой установлен ТТ (I_а или I_с), поэтому I⁽²⁾_Р = I_Ф и К⁽²⁾_СХ.АВ = 1, К⁽²⁾_СХ.ВС = 1.

При 1 фазных к.з. на фазах, в которых установлены ТТ в реле появляется фазный ток, при этом К⁽¹⁾_СХ. = 1, а при 1ф. к.з. на фазе, в которой ТТ не устанавливается (В) ток в реле будет отсутствовать и К⁽¹⁾_СХ. = 0.

Анализ поведения схемы при различных повреждениях показывает, что такое соединение позволяет выполнить защиту от всех видов междуфазных замыканий. Схема отличается экономичностью, но в то же время обладает сравнительно невысокой надежностью — отказ реле ведет к отказу защиты.

Защита, выполненная по этой схеме, имеет разную чувствительность к различным видам междуфазных замыканий Наименьший ток Iр, и поэтому наихудшая чувствительность, бу­дет при к.з. между двумя фазами (АВ и ВС), из которых одна фаза (В) не имеет трансформатора тока. Данная схема имеет худшую чувствительность при к.з. между АВ и ВС по сравнению со схемой полной и двухфазной звезды.

В случае однофазных к.з. на фазе, не имеющей трансформато­ров тока, ток в реле равен нулю, поэтому схема с включе­нием на разность токов двух фаз не может использоваться в ка­честве защиты от однофазных к. з.

Рассматриваемая схема может применяться только для за­щиты от междуфазных к.з. в тех случаях, когда она обеспечивает необходимую чувствительность при двухфазных к.з.

Схема соединения ТТ в фильтр токов нулевой последовательности

ТТ устанавливаются во всех фазах, а одноимённые зажимы их вторичных обмоток соединяются параллельно и к ним подключается обмотка реле (рисунок 27).

Рисунок 27 – Схема соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

В рассматриваемой схеме ток в реле равен геометрической сумме вторичных токов трёх фаз:

;

Ток в реле появляется только в режимах 1ф. к.з. и 2-х фазных к.з. на землю, так как только в этих режимах появляется ток нулевой последовательности.

В режимах симметричной нагрузки и междуфазных к.з. без земли сумма первичных и вторичных токов трёх фаз равна нулю и реле не действует.

Однако, в этих режимах из-за погрешностей ТТ в реле появляется ток небаланса I_н.б., который необходимо учитывать при применении схемы.

Рассматриваемую схему часто называют трёхтрансформаторным фильтром токов I₀ и применяют для защит от однофазных и 2-х фазных к.з. на землю.

В режимах 2-х фазных к.з. за трансформаторами с соединением обмоток / и / и при 1 фазных к.з. за трансформаторами с соединением обмоток / различные схемы соединений ТТ и реле работают не одинаково.

Распределение токов к.з. в фазах линии при перечисленных к.з. за трансформаторами характеризуется тем, что токи проходят во всех фазах, причем в одной из фаз ток в 2 раза больше, чем в двух других, и сдвинут по отношению к ним по фазе на 180⁰. На рисунке 26 в виде примера приведён случай 2-х фазного к. з. между фазами А и В за силовым трансформатором /-11 с n_Т = 1.

Рисунок 28 – Замыкание между двумя фазами за трансформатором с соединением обмоток /-11.

Защита по схеме полной звезды реагирует всегда на больший из токов, проходящий по одному из трёх реле.

Защита по схеме неполной звезды может оказаться в фазах с меньшими токами, поэтому она будет иметь в 2 раза меньшую чувствительность.

Защита по схеме неполного треугольника вообще не будет работать, т.к. ток в ней окажется равным нулю.

Исходя из вышеизложенного, в распределительных сетях напряжением до 35 кВ широкое применение получили защиты от междуфазных к.з. со схемой неполной звезды. Некоторые её недостатки по сравнению со схемой полной звезды – в 2 раза меньшая чувствительность при двухфазных к. з. за трансформаторами / и / и однофазных к.з. за трансформаторами / с заземлённой нейтралью могут быть устранены включением в обратный провод третьего реле тока. Ток в этом реле будет равен:

;

Ток I_р равен току третьей фазы (где отсутствует ТТ) и эта схема работает как схема полной звезды.

Схема неполного треугольника по сравнению со схемой неполной звезды имеет ряд недостатков:

– непригодна в качестве резервной защиты от двухфазных и однофазных к.з. за трансформаторами;

– имеет пониженную чувствительность для МТЗ при двухфазных к.з. между фазами, в одной из которых отсутствует ТТ.

Схема полной звезды является наиболее дорогой и не нашла широкого использования, т.к. требует установки 3-х ТТ.

Схема полного треугольника используется только на понижающих трансформаторах с глухозаземлёнными нейтралями.

Нагрузка трансформаторов тока

Выше отмечалось, что погрешность трансформатора тока за­висит от величины его нагрузки. Сопротивление нагрузки трансформатора тока равно:

,

где U₂ и I₂ — напряжение и ток вторичной обмотки ТТ.

Чтобы определить Z_Н, нужно вычислить напряжение U₂, рав­ное падению напряжения в сопротивлении нагрузки Z_Н от про­ходящего в нем тока I_Н.

Сопротивление нагрузки состоит из сопротивления проводов r_п и сопротивления реле Z_Р, которые для упрощения суммируются арифметически: Z_Н = r_п + Z_Р.

Величина U₂ = I₂Z_Р зависит от схемы соединения трансформаторов тока, величины нагрузки Z_Н, вида к. з. и сочетания повреждённых фаз.

Для схемы полной звезды при трёх и двухфазных к.з.U₂ равно падению напряжения в нагрузке фазы, т.е. U₂ = I₂ (r_п + Z_Р), поэтому

;

При однофазном к.з. U₂ равно падению напряжения в сопротивлении петли «фаза – нуль» и в сопротивлении реле в фазе Z_Р.Ф.и нулевом проводе Z_Р.0:

;

В схеме неполной звезды максимальная нагрузка на трансформаторы тока имеет место при двухфазных к.з. между фазой, имеющей ТТ и фазой, не имеющей его и равна Z_Н = 2r_п + Z_Р.

При включении ТТ на разность токов двух фаз максимальная нагрузка на трансформаторы тока имеет место при двухфазных к. з. между фазами, имеющими трансформаторы тока и составляет:

;

В схеме треугольника трансформаторы тока имеют наибольшую нагрузку, равную как при 3-х, так и при 2-х фазных к.з. Z_Н = 3(r_п + Z_Р).

Для уменьшения нагрузки на ТТ применяют последовательное включёние вторичных обмоток трансформаторов тока. При этом нагрузка распределяется поровну (уменьшается в два раза). Ток в цепи, равный I₂=I₁/n_Т остается неизменным, а напряжение, приходящееся на каждый ТТ составляет I₂Z_Н/2.

Выбор трансформаторов тока

Выбор трансформаторов тока для релейной защиты выполняется по следующему алгоритму:

1. Определяется рабочий ток защищаемого объекта I _раб.

2. По найденному значению тока и номинальному напряжению выбирается трансформатор тока.

3. Определяется максимально возможное значение тока повреждения защищаемого объекта I _{к.макс..}

4. Рассчитывается кратность тока короткого замыкания как отношение

,

где I_1.ном – номинальный первичный ток ТТ.

5. Зная кратность К, по кривой 10%-й погрешности определяется допустимая нагрузка Z_{Н. доп} для выбранного трансформатора тока.

6. Учитывая схему соединения ТТ, рассчитывается фактическая нагрузка трансформаторов тока Z_Н.факт. и сравнивается с допустимой Z_{Н. доп.}

7. Если Z_Н.факт ≤ Z_{Н. доп} считается, что трансформатор тока удовлетворяет требованиям точности и его можно использовать для данной схемы защиты. Если Z_Н.факт > Z_{Н. доп}, то необходимо принять меры для уменьшения нагрузки. В качестве таких мер можно назвать следующие:

— выбор трансформатора тока с увеличенным значением коэффициента трансформации;

— увеличение сечения контрольного кабеля;

— использование вместо одного трансформатора тока группу трансформаторов, соединенных последовательно.

Нормальным режимом работы для ТТ является режим короткого замыкания, в котором погрешности ТТ имеют наименьшие значения.

Работа трансформатора тока с разомкнутой вторичной обмоткой недопустима, т. к. в этом случае отсутствует размагничивающий поток в сердечнике ТТ, что приводит к его насыщению, резкому росту тока намагничивания и, как следствие, недопустимому нагреву трансформатора и разрушению изоляции. Раскорачивание вторичной обмотки ТТ при наличии тока в первичной приводит к перенапряжению во вторичных цепях и пробою изоляции.

Параллельные трансформаторы тока — Continental Control Systems, LLC

ВВЕДИТЕ КЛЮЧЕВОЕ СЛОВО И НАЖМИТЕ ВВОД…

• Центр поддержки
• Технические статьи
• Параллельные трансформаторы тока

На этой странице обсуждаются вопросы параллельного использования трансформаторов тока (ТТ). Ниже приведен рисунок, иллюстрирующий параллельное подключение трансформаторов тока. Это полезно для следующего:

• В цепях 400 А и выше обычно используются наборы из нескольких параллельных проводников для каждой фазы. См. раздел «Измерение параллельных проводников».
• Для измерения нескольких отдельных ответвлений или панелей и их суммирования с помощью одного измерителя WattNode.

При параллельном подключении ТТ эффективный номинальный ток ТТ, CtAmps, эквивалентен сумме номинальных токов отдельных ТТ. Таким образом, если вы подключите параллельно два ТТ на 100 А, эффективное значение CtAmps составит 200 А. Если вы запараллелите три ТТ на 50 А, эффективный ток CtAmps составит 150 А. Это хорошо работает как для сбалансированных, так и для несимметричных токов в ТТ, подключенных параллельно. Точность не ухудшится, если превышен номинальный ток любого отдельного трансформатора тока, при условии, что общий ток не превышает значительно суммарный номинальный ток.

Ключ к пониманию того, как работает параллельное подключение ТТ, заключается в том, чтобы помнить, что внутренние нагрузочные резисторы каждого ТТ также подключены параллельно (1/R _{НАГРУЗКА} = 1/R _ТТ1 + 1/R _ТТ2 ) Каждый ТТ генерирует вторичный ток пропорционален его первичному току. Но при параллельном подключении падение напряжения на меньшем эффективном нагрузочном резисторе меньше.

Указания

• Все параллельные ТТ должны иметь одинаковый номер детали и номинальный ток. Различные модели ТТ имеют разные внутренние нагрузочные резисторы, поэтому их параллельное соединение будет работать некорректно.
• Не превышайте максимальную номинальную силу тока любого отдельного ТТ. См. Максимальный ток ACTL-0750 и Максимальный ток ACTL-1250.
• Датчики тока катушки Роговского CTRC могут быть включены параллельно, но только перед схемой кондиционирования.
• Параллельное подключение трансформаторов тока незначительно влияет на точность. На самом деле параллельная работа приводит к усреднению номинальных погрешностей отдельных трансформаторов тока.
• Параллельное подключение трансформаторов тока для суммирования токов в отдельных фазных проводах работает хорошо, но есть некоторые проблемы:
  • Чем больше трансформаторов тока подключено параллельно, тем труднее обнаружить и найти ошибки проводки. Пометьте каждый ТТ и его подводящие провода. Убедитесь, что каждый ТТ направлен в правильном направлении и находится на правильном фазном проводе.
  • Входная клеммная колодка ТТ подходит максимум для 3 проводов #18 AWG. При подключении более 3 ТТ используйте гайки для проводов или одобренный тип сращивания и короткую косичку для подключения к входным клеммам ТТ.
  • Суммарная длина проводов многих трансформаторов тока может увеличить риск электромагнитных помех. ТТ могут быть подключены параллельно на панели, а одна витая пара идет к счетчику.
• Добавляйте по одному набору трансформаторов тока, каждый раз проверяя выходной сигнал WattNode, чтобы убедиться, что ни один из трансформаторов тока не перепутан и не установлен на неправильную фазу.
• Если возможно, используйте портативный анализатор мощности для ввода установки в эксплуатацию.

См. также

• Измерение параллельных проводников
• Максимальный номинальный ток трансформатора тока

Беспроводные трансформаторы тока и проводные трансформаторы тока CT

При таком количестве беспроводных технологий связи имеет смысл выяснить, практичны ли беспроводные трансформаторы тока для промышленных или коммерческих приложений. Могут ли беспроводные трансформаторы тока произвести революцию в отрасли? Ниже приведен список из четырех ключевых соображений при выборе проводного или беспроводного трансформатора тока: точность, установка, гибкость и цена.

Точность

Для того, чтобы измеритель мощности точно измерял электроэнергию, очень важно тщательно снимать показания эталонного напряжения и тока, а также точно измерять частоту. Если какое-либо из этих измерений будет неточным, окончательное измерение энергии будет искажено, что приведет к недостоверным данным.

В системе, основанной на беспроводных трансформаторах тока, измерения тока передаются по беспроводной сети на приемник, который затем подключается к измерителю мощности. Беспроводная передача данных может повлиять на измерение частоты или сместить измерение частоты между напряжением и током.

Помехи также могут отрицательно сказаться на точности измерения тока. Существует много источников помех внутри и вокруг электрического щита. Беспроводные передачи по своей природе восприимчивы к беспроводным помехам, и в случае беспроводных ТТ это может привести к пропуску показаний на цикл или даже дольше, в зависимости от серьезности.

Несмотря на то, что можно компенсировать искаженные показания, точность всегда снижается. В конечном счете, беспроводные трансформаторы тока, протестированные в идеальных условиях, обычно соответствуют классу точности 1%.

Проводные ТТ, напротив, могут обеспечивать высокоточные измерения в широком диапазоне применений и условий. Ток по-прежнему непосредственно воспринимается трансформатором и направляется на счетчик энергии. Однако сигнал передается через прямое проводное соединение (обычно по витой паре), обеспечивающее правильное измерение частоты между напряжением и током. В этом сценарии нет пропущенных показаний из-за помех от беспроводных сигналов. На самом деле витая пара помогает поддерживать точность сигнала.

Проверенная десятилетиями точность проводных трансформаторов тока надежна и воспроизводима. Лучшие проводные трансформаторы тока на рынке сегодня могут обеспечивать точность 0,5% или выше, и их обычно называют измерительными с точностью «доходного класса».

Установка

Беспроводные и проводные трансформаторы тока имеют схожий процесс установки на электрическом щите. В обоих случаях доступ к электрической панели должен иметь обученный лицензированный специалист, а трансформаторы тока должны быть установлены вокруг соответствующих проводников с особым вниманием к ориентации. Для проводных ТТ следующим этапом установки является прокладка подводящего провода от ТТ через электрическую панель для подготовки к подключению счетчика. Этот шаг пропускается для беспроводных CT и заменяется настройкой беспроводного подключения.

Хотя сама установка может быть довольно быстрой для любой конфигурации, важно отметить, что может потребоваться значительное время для настройки беспроводного подключения беспроводных ТТ, чтобы обеспечить стабильное соединение с принимающим модулем. Дополнительные действия по устранению неполадок могут потребоваться в шумных средах, где сложно поддерживать надежное соединение.

Ненадежные беспроводные соединения после установки могут привести к простою системы, потере ценных данных об энергопотреблении или увеличению количества дорогостоящих обращений в службу поддержки на месте. Постоянное техническое обслуживание системы, включая замену оборудования, проверку подключения и замену батареи, также необходимо почти во всех случаях.

Также важно отметить, что хотя сами трансформаторы тока можно считать «беспроводными», остальная часть системы будет полагаться на провода. Например, контроллер/приемник должен быть подключен к измерителю мощности. Самому электросчетчику также потребуется проводное подключение к напряжению в электрощите. Электрическая панель должна быть обесточена перед установкой, поэтому отключение неизбежно независимо от того, какой тип трансформатора тока выбран.

С учетом этих факторов экономия времени при сравнении беспроводного КТ с его проводным аналогом очень мала. На самом деле, для беспроводных ТТ может потребоваться дополнительное время, учитывая поиск и устранение неисправностей связи и текущее обслуживание, которые обычно не требуются для проводных ТТ.

Гибкость

Поскольку беспроводные ТТ являются относительным новичком на рынке мониторинга энергии, варианты диапазона силы тока по-прежнему ограничены и во многих случаях предназначены для контроля относительно небольших нагрузок (до 200 А). Это сильно ограничивает диапазон проектов, в которых они могут использоваться. В попытке расширить диапазон измерения можно использовать стороннее патч-решение, но, к сожалению, это может привести к дополнительным затратам и внесению дополнительных ошибок в и без того подверженную ошибкам систему. В некоторых случаях необходимо выбрать совершенно новый расходомер, чтобы компенсировать недостатки трансформаторов тока, что еще больше увеличивает стоимость и сложность проекта.

Проводные трансформаторы тока, напротив, отличаются прочной конструкцией и широким выбором диапазонов тока (до 50 000 А), что позволяет удовлетворить практически любые требования проекта в диапазоне приложений от жилых до коммерческих или промышленных. Разнообразие форм-факторов, от шарнирных разъемных сердечников до поясов Роговского, подходит даже для самых требовательных установок.

Цена

Хотя цена одного беспроводного КТ может быть почти такой же, как и у сопоставимой проводной модели, необходимо также учитывать стоимость текущего модуля приемника датчика. С учетом приемника общая стоимость может быть вдвое больше, чем у проводного ТТ.

Кроме того, стоимость измерительной системы превышает стоимость самого оборудования. Время установки и устранения неполадок также необходимо учитывать, поскольку оно влияет на общую стоимость проекта. Эти невидимые затраты могут быстро возрасти, особенно в сложных условиях установки.

В конце концов, беспроводные трансформаторы тока могут быть просто недоступны для чувствительных к цене проектов или приложений с большими объемами.

Заключение

Когда проводные и беспроводные ТТ сравниваются по точности, установке, гибкости и цене, становится ясно, почему проводные ТТ остаются отраслевым стандартом для управления энергопотреблением. Хотя на первый взгляд концепция беспроводных трансформаторов тока может показаться привлекательной, реальность такова, что они остаются непрактичными для строгих приложений, требующих строгой точности и надежного обслуживания. По этим причинам беспроводные трансформаторы тока еще не получили широкого распространения в отрасли управления энергопотреблением.

Accuenergy имеет более чем 20-летний опыт производства счетчиков электроэнергии и трансформаторов тока. Несмотря на то, что беспроводные ТТ были исследованы, фундаментальные недостатки технологии не позволяют ей стать жизнеспособным решением на рынке.

Для установок, в которых можно использовать беспроводную связь, Accuenergy рекомендует использовать стандартные проводные трансформаторы тока и измерительное оборудование со встроенной беспроводной связью, например WiFi. Если беспроводная сеть недоступна, рассмотрите возможность подключения Ethernet к сети для передачи данных измерений в систему управления зданием (BMS).