Расчет трансформатора тока по нагрузке: Онлайн расчет трансформатора тока

Содержание

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

пусковой и номинальный ток, пример на 10 кВ

На чтение 6 мин. Просмотров 99 Опубликовано Обновлено

Суммарный нагрузочный ток на линию жилого, коммерческого объекта или предприятия в некоторых случаях может превышать ее фактические возможности. Правильный расчет трансформатора тока поможет обеспечить качество линейного преобразования, контроль и защиту электросети.

Причины для установки токовых трансформаторов

Трансформатор тока РТП-58

Устройство предназначено для трансформации первичного значения тока до безопасного для сети. Трансформаторы также эксплуатируются с целью:

  • разграничения низковольтной учетной аппаратуры и реле, подкинутых на вторичную обмотку, если в сети первичное высокое напряжение;
  • повышения или понижения показателей напряжения;
  • замера состояния электросети и параметров переменного тока;
  • обеспечения безопасности ремонтных и диагностических работ;
  • быстрой активации релейной защиты при коротких замыканиях;
  • учета энергозатрат – с ними обычно совмещен электросчетчик.

Для измерения понадобится подключить ТТ в разрыв провода, а на вторичную отметку подсоединить вольтметр или амперметр, совмещенный с резистором.

Разновидности трансформаторов тока

Выбирать прибор, подходящий под напряжение сети или конкретные работы, необходимо на основании классификации по разным признакам.

Назначение

Существуют такие трансформаторы:

  • измерительные – замеряют параметры цепи;
  • защитные – предотвращают перегрузки, выход оборудования из строя;
  • промежуточные – подключаются в цепь с релейной защитой, выравнивают токи в схемах дифзащиты;
  • лабораторные – отличаются высокой точностью.

У лабораторных моделей больше коэффициентов преобразования.

Тип монтажа

Для частного дома и квартиры можно подобрать аппарат, монтируемый внутри или снаружи помещения. Некоторые модификации встраиваются в оборудование, а также надеваются на проходную изоляцию. Для измерения и лабораторных тестов используются переносные модели.

Конструкция первичной обмотки

Существуют шинные, одновитковые (со стержнем) и многовитковые (с катушкой, обмоткой петлевого типа и «восьмеркой») устройства.

Тип изоляции

Бывают следующие преобразователи:

  • сухая изоляция – на основе литой эпоксидки, фарфора или бакелита;
  • бумажно-масляная – стандартная или конденсаторная;
  • газонаполненные – внутри находится неорганический элегаз с высоким пробивным напряжением;
  • компаундные – внутри находится заливка из термоактивной и термопластичной смолой.

Компаунд имеет самые высокие показатели влагостойкости.

В зависимости от количества ступеней трансформации можно подобрать одноступенчатые и каскадные модели. Вся линейка имеет рабочее напряжение более 1000 В.

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
±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.

Особенности выбора

В процессе выбора трансформатора тока необходимо руководствоваться базовыми параметрами:

  • Номинал сетевого напряжения. Номинальный показатель должен превышать или быть равным рабочему напряжению.
  • Ток первичной и вторичной обмотки. Первый показатель зависит от коэффициента трансформации, второй – зависит от того, какой счетчик.
  • Коэффициент преобразования. Подбирается по нагрузке в аварийных случаях, но ПУЭ устанавливают необходимость монтажа устройств с коэффициентом, большим, чем номинальный.
  • Класс точности. Зависит от целевого использования счетчика. На коммерческом предприятии оправданы приборы 0,5S, в частном доме – 1S.

Конструктивное исполнение определяется типом счетчика. Для моделей до 18 кВ подойдет однофазный или трехфазный аппарат. Если значение больше 18 кВ, используется трансформатор на одну фазу.

Подбор токового трансформатора для организации релейной защиты

Релейный токовый трансформатор отличается классом точности 10Р и 5Р. В ПУЭ установлено, что его погрешность не должна быть более 10 % по току и 7 градусов по углу. При превышении погрешности устанавливается дополнительное оборудование.

В нормальных условиях трансформаторное реле определяет тип поломки (низкое напряжение, повышенный/пониженный ток или частота). После измерения параметров и обнаружения отклонений активируется защита – сеть обесточивается.

Нюансы выбора устройств для цепи учета

К цепи учета для корректности замеров можно подключать приборы с классом точности не более 0,5(S). При наличии колебаний и аварий графики протекания тока и напряжения бывают некорректными. Несоблюдение класса точности может привести к завышению показателей счетчика.

В п. 1.5.17 ПУЭ установлено, что при завышенном коэффициенте трансформатор для цепи учета должен иметь вторичный ток:

  • при максимальной нагрузке – не более 40 %;
  • при минимальной нагрузке – не более 5 %;
  • класс точности – от 25 до 100 % от номинала.

Коэффициент ТТ по мощности бывает от 1 до 5 % первички.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Табличный подбор оборудования целесообразно производить после уточнения технических параметров аппарата. Если они известны, стоит выбрать ТТ по таблице, где указана мощность, нагрузка и трансформационный коэффициент.

Максимальная мощность при расчете, кВА Сеть 380 В
Нагрузка, А Коэффициент трансформации, А
10 16 20/5
15 23 30/5
20 30 30/5
25 38 40/5
35 53 50/5 или 75/5
40 61 75/5
50 77 75/5 или 100/5

Для сети с напряжением 1,5 кВ применяется аналогичная таблица.

Максимальная мощность при расчете, кВА Сеть 1,5 кВ
Нагрузка, А Коэффициент трансформации, А
100 6 10/5
160 9 10/5
180 10 10/5 или 15/5
240 13 15/5

При табличном способе нужно учитывать, что вторичный ток прибора не должен быть больше 110 % от номинала.

Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сети с изолированной нейтралью

Простой измерительный аппарат предназначен для понижения номиналов напряжения, которое подается на измерители и защитные реле, подключенные к сети 6-10 кВ. Трансформатор исправно работает только в условиях заземления нейтрали.

При феррорезонансных реакциях (обрыв фазы ЛЭП, прикосновение ветвями, стекание капель росы по проводам, некорректная коммутация) существуют риски поломок трансформаторов напряжения.  Частота сбоев составляет 17 и 25 Гц. В этих условиях через первичную обмотку протекает сверхток и она перегорает.

Если используется схема «Звезда-Звезда», в условиях повышения напряжения повышается индукция магнитопровода. Прибор перегорает. Предотвратить этот процесс можно при помощи:

  • уменьшения показателей рабочей индукции;
  • подключения в сети устройств, демпфирующих сопротивление;
  • создания трехфазного устройства с общей магнитной пятистержневой системой;
  • эксплуатации аппаратов, подключенный в сеть при размыкании треугольника;
  • заземления нейтрали посредством реактора-токоограничителя.

Простейший вариант – использовать специальные обмотки или релейные схемы.

Расчет трансформатора тока по мощности

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

Пример расчета на 10 кВ

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

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

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

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

https://

Выбор трансформаторов тока для электросчетчика 0,4кВ

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

1 Номинальное напряжение трансформатора тока. 

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

2 Класс точности.

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

3 Номинальный ток вторичной обмотки.

Обычно 5А.

4 Номинальный ток первичной обмотки.

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

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

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

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

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

А сейчас вспомним математику и рассмотрим на примере данные требования.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При выборе трансформаторов тока можно руководствоваться  данными таблицы:

Выбор трансформаторов тока по нагрузке

Обращаю ваше внимание, там есть опечатки

Советую почитать:

Расчет трансформатора тока | Все своими руками

Бывают такие ситуации когда нужно контролировать большие токи в цепях переменного напряжения, например как контролировать ток в цепи сварочного аппарата, где ток достигает 150-250А. Для такого контроля отлично подходит трансформатор тока. Этот трансформатор нечем не отличается от обычного трансформатора, по сути это и есть обычный трансформатор с известным отношением витков первичной и вторичной обмотки.

На схеме представлен пример трансформатора тока с током в первичной обмотке 6А, на выходе этого трансформатора напряжение 6В

Принцип работы такого трансформатора прост и рассчитывается все довольно просто
1. Берется за основу абсолютно любой каркас трансформатора. Для простоты возьму колечко любого размера и намотаю на него 100 витков, это количество витков может быть абсолютно любое, но для простоты расчета пусть будет 100. Эта обмотка вторичка, с которой будет сниматься измеряемое напряжение. Первичная обмотка должна быть один виток, а точнее кабель пропущенный через кольцо. Отсюда известно, что отношение тока между первичной и вторичкой 1:100.

2. Теперь через первичную обмотку в один виток пропущу ток в 6А, зная отношение в витках можно узнать ток в вторичной обмотке трансформатора 6А/100=0,06А. Когда ток вторички известен вспомню закон Ома R=V/I, исходя из него узнаю на сколько Ом нужно нагрузить вторичку, чтобы при токе в 0,06А напряжение на выходе было 6В. R=V/I, R=6(В)/0,06(А)=100 (Ом), то есть если вторичку нагрузить на 100 Ом, напряжение на вторичке будет 6В при токе в первичке 6А
При максимальном токе на резисторе R2 будет рассеиваться некоторая мощность, поэтому нужно еще рассчитать рассеиваемую мощность на резисторе P=U*I,  P=6(В)*0,06(А)=0,36(Вт) минимальный резистор рассеиваемой мощностью о,5Вт

Вот таким простым способом можно измерять любые токи, главное правильно рассчитать трансформатор и балластный резистор.
Как смог рассказал о принципе работы, добавить тут нечего. Если вам интересны и полезны мои статьи, подписывайтесь на обновления в Контакте и Одноклассниках, что бы всегда быть в курсе новых тем.
С ув. Эдуард

 

Похожие материалы: Загрузка…

Выбор трансформаторов тока по нагрузке | ТТ и ТН

Таблица выбора трансформаторов тока по нагрузке


Номинальна

я

мощность

тр-ра в кВА

 

Номиналь

ный

ток в амперах

 

 

Трансформатор тока

 

 

Номинальн

ая

мощность

тр-ра в кВА

 

Трансформатор тока

 

 

нижни

й

предел

верхни

й

предел

нижни

й

предел

верхни

й

предел

Для учета на напряжении 0,4 кВ

Для учета на напряжении 6,0 кВ

5

7,2

10/5

20/5

 

0,5

10

14,4

20/5

30/5

 

0,9

20

28,9

30/5

30/5

 

1,8

25

36

50/5

75

 

2,25

30

43,3

50/5

75/5

 

2,7

35

50,5

75/5

100/5

 

3,15

40

5,8

75/5

100/5

 

3,62

50

72,2

75/5

150/5

 

4,52

60

86,5

100/5

200/5

 

5,42

10/5

20/5

63

91

100/5

200/5

 

5,7

10/5

20/5

75

108,3

150/5

300/5

 

6,9

10/5

20/5

100

144,3

150/5

400/5

 

9,2

10/5

20/5

135

194,9

200/5

400/5

 

12

20/5

30/5

160

231

300/5

400/5

 

14,8

20/5

30/5

180

258,9

300/5

400/5

 

16,5

30/5

30/5

240

346,4

400/5

600/5

 

22,0

30/5

50/5

250

360

400/5

600/5

 

25,0

30/5

50/5

320

461,9

600/5

700/5

 

29,3

50/5

75/5

400

580

600/5

700/5

 

36,6

50/5

75/5

420

610

750/5

1000/5

 

38,5

50/5

75/5

560

809

1000/5

1500/5

 

51,3

75/5

100/5

630

910

1000/5

1500/5

 

68,7

75/5

100/5

750

1089

1500/5

2000/5

 

81,9

100/5

150/5

1000

1443,5

1500/5

2000/5

 

91,7

100/5

150/5

Для учета на 10 кВ

5

0,3

 

180

9,9

20/5

30/5

10

0,5

240

13,2

20/5

30/5

20

1,1

320

17,6

20/5

30/5

30

1,6

420

23,1

30/5

50/5

50

2,7

560

30,8

50/5

75/5

75

4,1

630

36,4

50/5

75/5

100

5,5

10/5

20/5

750

41,2

50/5

75/5

135

7,4

10/5

20/5

1000

55,0

75/5

100/5

Установка трансформаторов тока с большим коэффициентом трансформации недопустима. В случае, когда необеспечивается точность учета из-за завышенного коэффициента трансформации, допускается устанавливать расчетные счетчики не на питающем, а на приемном конце (вводе) у потребителя. На силовых трансформаторах допускается установка счетчиков на стороне низшего напряжения. Нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений. Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25 % номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5 % при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1.0.

Как выбрать трансформатор тока по мощности нагрузки

Главная » Разное » Как выбрать трансформатор тока по мощности нагрузки

Как выбрать трансформатор тока для счетчика: таблица и формулы

При организации электроснабжения предприятий, жилых и коммерческих объектов, в тех случаях, когда суммарный ток нагрузки многократно превышает возможности узла учета, или же необходимо произвести учет электроэнергии высоковольтных потребителей, устанавливаются дополнительные узлы преобразования — трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН). Они позволяют произвести линейное преобразование и осуществить учет или контроль проходящего тока с помощью обычных однофазных или трехфазных электросчетчиков, амперметров, а также организовать систему защиты линии с помощью них. В этой статье мы узнаем как выбрать трансформатор тока для счетчика электроэнергии по мощности и другим параметрам.

Разновидность устройств

При выборе трансформатора нужно учитывать его место расположение (закрытые или открытые распределительные установки, встраиваемые системы), а также конструктивные особенности исполнения (проходные, шинные, опорные, разъемные).

Проходной ТТ устанавливают в комплексных РУ и используют в качестве проходного изолятора. Опорные используют для установки на ровной поверхности. Шинный ТТ устанавливается непосредственно на токоведущие части. В роли первичной обмотки трансформатора выступает участок шины. Встроенные модели как элемент конструкции, устанавливаются в силовые трансформаторы, масляные выключатели и пр. Разъемные ТТ выполнены разборными для быстрой установки на жилы кабеля, без физического вмешательства в целостность электрических сетей.

Кроме того, разделение также проходит по типу используемой изоляции:

  • литая;
  • пластмассовый корпус;
  • твердая;
  • вязкая компаудная;
  • маслонаполненная;
  • газонаполненная;
  • смешанная масло-бумажная.

И различают по спецификации и сфере применения:

  • коммерческий учет и измерения;
  • защита систем электроснабжения;
  • измерения текущих параметров;
  • контроль и фиксация действующих значений;

Также различаются трансформаторы по напряжению: для электроустановок до 1000 Вольт и выше.

Правила выбора

При выборе трансформатора его напряжение не должно быть меньшим, чем номинальное напряжение счетчика.

U ном ≥ U уст

Аналогично поступаем при выборе ТТ по току, который должен быть равен или больше максимального тока контролируемой установки. С учетом аварийных режимов работы.

 I ном ≥ I макс.уст

В ПУЭ описаны правила и нормативные требования к устройствам коммерческого учета счетчиками, а также уделено не мало внимания трансформаторам тока и нормам расчетных мощностей. Детально ознакомится можно в пункте ПУЭ 1.5.1 (Глава 1.5).

Помимо этого существуют следующие правила выбора трансформатора тока для счетчика:

  1. Длина и сечение проводников от ТТ к узлу учета должны обеспечивать минимальную потерю напряжения (не более 0.25% для класса точности 0.5 и 0.5% для трансформаторов точностью 1.0). Для счетчиков, используемых для технического учета, допускается падение напряжения 1.5% от номинального.
  2. Для систем АИИС КУЭ трансформаторы должны иметь высокий класс точности. Для установки в такие системы используют ТТ класса S 0.5S и 0.2S, позволяя увеличить точность учета при минимальных первичных токах.
  3. Для коммерческого учета нужно выбрать класс точности ТТ не более 0.5. При использовании счетчика точностью 2.0 и для технического учета, допускается применение трансформатора класса 1.0.
  4. Выбор ТТ с завышенной трансформацией допускается, если при максимуме тока нагрузки, ток в трансформаторе не меньше 40% от I ном электросчетчика.
  5. При расчете количества потребленной энергии необходимо учитывать коэффициент преобразования.
  6. Расчет параметров ТТ производится в зависимости от сечения проводника и расчетной мощности.

Пример расчета:

По таблице ниже, согласно получившимся расчетным параметрам выбираем ближайший ТТ:

При заключении договора с энергоснабжающей организацией, в случае когда для производства учета необходима установка трансформаторов тока, для организации узла учета, выдаются технические условия, в которых указано модель узла учета а также тип ТТ, номинал автоматических выключателей место их установки для конкретной организации. В результате самостоятельные расчеты ТТ производить не нужно.

Напоследок советуем читателям https://samelectrik.ru просмотреть полезное видео по теме:

Надеемся, теперь вам стало понятно, как выбрать трансформаторы тока для счетчиков и какие варианты исполнения ТТ бывают. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

samelectrik.ru

Подбор трансформатора тока — ГОСТ, ПУЭ, таблицы, формулы

Задача данной статьи дать начальные знания о том, как выбрать трансформатор тока для цепей учета или релейной защиты, а также родить вопросы, самостоятельное решение которых увеличит ваш инженерный навык.

В ходе подбора ТТ я буду ссылаться на два документа. ГОСТ-7746-2015 поможет в выборе стандартных значений токов, мощностей, напряжений, которые можно принимать для выбора ТТ. Данный ГОСТ действует на все электромеханические трансформаторы тока напряжением от 0,66кВ до 750кВ. Не распространяется стандарт на ТТ нулевой последовательности, лабораторные, суммирующие, блокирующие и насыщающие.

Кроме ГОСТа пригодится и ПУЭ, где обозначены требования к трансформаторам тока в цепях учета, даны рекомендации по выбору.

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).

В таблице выше:

zр — сопротивление реле

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.

Диапазоны по первичному и вторичному токам для разных классов точности должны соответствовать данным таблицы ниже:

Исходя из вышеописанного можно составить таблицу для выбора коэффициента ТТ по мощности. Однако, если с вторичкой требования почти везде 25-100, то по первичке проверка может быть от 1% первичного тока до пяти, плюс проверка погрешностей. Поэтому тут одной таблицей сыт не будешь.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Пройдемся по столбцам: первый столбец это возможная полная мощность нагрузки в кВА (от 5 до 1000). Затем идут три столбца значений токов, соответствующих этим мощностям для трех классов напряжений — 0,4; 6,3; 10,5. И последние три столбца — это разброс возможных коэффициентов трансформаторов тока. Данные коэффициенты проверены по следующим условиям:

  • при 100%-ой нагрузке вторичный ток меньше 5А (ток счетчика) и больше 40% от 5А
  • при 25%-ой нагрузке вторичный ток больше 5% от 5А

Я рекомендую, если Вы расчетчик или студент, сделать свою табличку. А если Вы попали сюда случайно, то за Вас эти расчеты должны делать такие как мы — инженеры, электрики =)

К сведению тех, кто варится в теме. В последнее время заводы-изготовители предлагают следующую услугу: вы рассчитываете необходимые вам параметра тт, а они по этим параметрам создают модель и производят. Это выгодно, когда при выборе приходится варьировать коэффициент трансформации, длину проводов, что приводит и к удорожанию схемы и увеличению погрешностей. Некоторые изготовители даже пишут, что не сильно и дороже выходит, чем просто серийное производство, но выигрыш очевиден. Интересно, может кто сталкивался с подобным на практике.

Вот так выглядят основные моменты выбора трансформаторов тока. После выбора и монтажа, перед включением, наступает самый ответственный момент, а именно пусковые испытания и измерения.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями



Последние статьи


Самое популярное

pomegerim.ru

расчет по нагрузке и назначение

Содержание статьи:

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

Устройство ТТ

Трансформатор тока

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

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

Конструкция ТТ

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

Ключевые параметры измерительных трансформаторов

Принцип действия трансформатора тока

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

Коэффициент трансформации — отношение номинального первичного и вторичного токов. На входе значения варьируются в зависимости от параметров питающей сети: 1, 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 1600, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000. На выходе оно унифицировано под шкалу измерительных приборов 1, 2, 5. Маркировка с обозначением выглядит как дробь (50/5, 100/5, 200/5 и т. д.).

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


Символ s указывает на то, что учёт возможен в пределах минимального деления. Для других моделей это слепая зона.

В измерительных цепях разной направленности:

Релейная защита: 10Р.

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

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

Оборудование учётного узла

Вводной автоматический выключатель

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

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

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

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


Технические паспорта нужно сохранить до регистрации узла. Проверяющий не примет трансформатор, после выпуска которого прошло больше года. Для пломбы на корпусе устройства присутствует специальная заглушка с винтом. Под ней может находиться вторая пара клемм для заземления и крепление для сети напряжения.

Испытательная коробка переходная

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

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

Счетчики электроэнергии

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

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

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

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

Бокс с окошками под табло учётного прибора и рычаги автоматов.

Комплектация дополняется защитной автоматикой в соответствии с проектом электросети.

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

strojdvor.ru

Выбор трансформаторов тока для присоединения расчетных счетчиков

Для правильного выбора трансформаторов тока (ТТ) для расчетных счетчиков, нам нужно правильно выбрать коэффициент трансформации трансформатора тока, исходя из того, что расчетная нагрузка присоединения, будет работать в аварийном режиме.

Коэффициент трансформации считается завышенным, если при 25%-ной нагрузке присоединения в нормальном режиме, ток во вторичной обмотке будет меньше 10% от номинального тока подключенного счетчика – 5 А.

Для того, чтобы присоединенные приборы, работали в требуемом классе точности (напоминаю что для счетчиков коммерческого учета класс точности трансформаторов тока должен быть – 0,2; 0,2S; для технического учета – 0,5; 0,5S), необходимо чтобы, подключаемая вторичная нагрузка Zн не превышала номинальной вторичной нагрузки трансформатора тока, для данного класса точности, при этом должно выполняться условие Zн ≤ Zдоп. Подробно это рассмотрено в статье: «Выбор трансформаторов тока на напряжение 6(10) кВ».

Еще одним условием правильности выбора трансформаторов тока, является проверка трансформаторов тока на токовую ΔI и угловую погрешность δ.

Угловая погрешность учитывается только в показаниях счетчиков и ваттметров, и определяется углом δ между векторами I1 и I2.

Токовая погрешность определяется по формуле [Л1, с61]:

где:

  • Kном. – коэффициент трансформации;
  • I1 – ток первичной обмотки ТТ;
  • I2 – ток вторичной обмотки ТТ;

Пример выбора трансформатора тока для установки расчетных счетчиков

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

Выбираем ТТ с коэффициентом трансформации 300/5.

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

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

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

I2 > 10%*Iн.счетчика, т. е. 1 > 0,5.

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

Таблица II.5 Технические данные трансформаторов тока

Таблица II.4 Выбор трансформаторов тока

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

Примечание.

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

Литература:

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

Поделиться в социальных сетях

raschet.info

Выбор трансформаторов тока для электросчетчика 0,4кВ

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

1 Номинальное напряжение трансформатора тока. 

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

2 Класс точности.

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

3 Номинальный ток вторичной обмотки.

Обычно 5А.

4 Номинальный ток первичной обмотки.

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

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

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

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

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

А сейчас вспомним математику и рассмотрим на примере данные требования.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

При выборе трансформаторов тока можно руководствоваться  данными таблицы:

Выбор трансформаторов тока по нагрузке

Обращаю ваше внимание, там есть опечатки

Советую почитать:

220blog.ru

Блог » Выбор измерительных трансформаторов тока

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.

neokip.ru

пусковой и номинальный ток, пример на 10 кВ

Содержание статьи:

Суммарный нагрузочный ток на линию жилого, коммерческого объекта или предприятия в некоторых случаях может превышать ее фактические возможности. Правильный расчет трансформатора тока поможет обеспечить качество линейного преобразования, контроль и защиту электросети.

Причины для установки токовых трансформаторов

Трансформатор тока РТП-58

Устройство предназначено для трансформации первичного значения тока до безопасного для сети. Трансформаторы также эксплуатируются с целью:

  • разграничения низковольтной учетной аппаратуры и реле, подкинутых на вторичную обмотку, если в сети первичное высокое напряжение;
  • повышения или понижения показателей напряжения;
  • замера состояния электросети и параметров переменного тока;
  • обеспечения безопасности ремонтных и диагностических работ;
  • быстрой активации релейной защиты при коротких замыканиях;
  • учета энергозатрат – с ними обычно совмещен электросчетчик.

Для измерения понадобится подключить ТТ в разрыв провода, а на вторичную отметку подсоединить вольтметр или амперметр, совмещенный с резистором.

Разновидности трансформаторов тока

Выбирать прибор, подходящий под напряжение сети или конкретные работы, необходимо на основании классификации по разным признакам.

Назначение

Существуют такие трансформаторы:

  • измерительные – замеряют параметры цепи;
  • защитные – предотвращают перегрузки, выход оборудования из строя;
  • промежуточные – подключаются в цепь с релейной защитой, выравнивают токи в схемах дифзащиты;
  • лабораторные – отличаются высокой точностью.

У лабораторных моделей больше коэффициентов преобразования.

Тип монтажа

Для частного дома и квартиры можно подобрать аппарат, монтируемый внутри или снаружи помещения. Некоторые модификации встраиваются в оборудование, а также надеваются на проходную изоляцию. Для измерения и лабораторных тестов используются переносные модели.

Конструкция первичной обмотки

Существуют шинные, одновитковые (со стержнем) и многовитковые (с катушкой, обмоткой петлевого типа и «восьмеркой») устройства.

Тип изоляции

Бывают следующие преобразователи:

  • сухая изоляция – на основе литой эпоксидки, фарфора или бакелита;
  • бумажно-масляная – стандартная или конденсаторная;
  • газонаполненные – внутри находится неорганический элегаз с высоким пробивным напряжением;
  • компаундные – внутри находится заливка из термоактивной и термопластичной смолой.

Компаунд имеет самые высокие показатели влагостойкости.

В зависимости от количества ступеней трансформации можно подобрать одноступенчатые и каскадные модели. Вся линейка имеет рабочее напряжение более 1000 В.

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
±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.

Особенности выбора

В процессе выбора трансформатора тока необходимо руководствоваться базовыми параметрами:

  • Номинал сетевого напряжения. Номинальный показатель должен превышать или быть равным рабочему напряжению.
  • Ток первичной и вторичной обмотки. Первый показатель зависит от коэффициента трансформации, второй – зависит от того, какой счетчик.
  • Коэффициент преобразования. Подбирается по нагрузке в аварийных случаях, но ПУЭ устанавливают необходимость монтажа устройств с коэффициентом, большим, чем номинальный.
  • Класс точности. Зависит от целевого использования счетчика. На коммерческом предприятии оправданы приборы 0,5S, в частном доме – 1S.

Конструктивное исполнение определяется типом счетчика. Для моделей до 18 кВ подойдет однофазный или трехфазный аппарат. Если значение больше 18 кВ, используется трансформатор на одну фазу.

Подбор токового трансформатора для организации релейной защиты

Релейный токовый трансформатор отличается классом точности 10Р и 5Р. В ПУЭ установлено, что его погрешность не должна быть более 10 % по току и 7 градусов по углу. При превышении погрешности устанавливается дополнительное оборудование.

В нормальных условиях трансформаторное реле определяет тип поломки (низкое напряжение, повышенный/пониженный ток или частота). После измерения параметров и обнаружения отклонений активируется защита – сеть обесточивается.

Нюансы выбора устройств для цепи учета

К цепи учета для корректности замеров можно подключать приборы с классом точности не более 0,5(S). При наличии колебаний и аварий графики протекания тока и напряжения бывают некорректными. Несоблюдение класса точности может привести к завышению показателей счетчика.

В п. 1.5.17 ПУЭ установлено, что при завышенном коэффициенте трансформатор для цепи учета должен иметь вторичный ток:

  • при максимальной нагрузке – не более 40 %;
  • при минимальной нагрузке – не более 5 %;
  • класс точности – от 25 до 100 % от номинала.

Коэффициент ТТ по мощности бывает от 1 до 5 % первички.

Таблица предварительного выбора трансформатора тока по мощности и току

Табличный подбор оборудования целесообразно производить после уточнения технических параметров аппарата. Если они известны, стоит выбрать ТТ по таблице, где указана мощность, нагрузка и трансформационный коэффициент.

Максимальная мощность при расчете, кВА Сеть 380 В
Нагрузка, А Коэффициент трансформации, А
10 16 20/5
15 23 30/5
20 30 30/5
25 38 40/5
35 53 50/5 или 75/5
40 61 75/5
50 77 75/5 или 100/5

Для сети с напряжением 1,5 кВ применяется аналогичная таблица.

Максимальная мощность при расчете, кВА Сеть 1,5 кВ
Нагрузка, А Коэффициент трансформации, А
100 6 10/5
160 9 10/5
180 10 10/5 или 15/5
240 13 15/5

При табличном способе нужно учитывать, что вторичный ток прибора не должен быть больше 110 % от номинала.

Надежность измерительных трансформаторов напряжения в сети с изолированной нейтралью

Простой измерительный аппарат предназначен для понижения номиналов напряжения, которое подается на измерители и защитные реле, подключенные к сети 6-10 кВ. Трансформатор исправно работает только в условиях заземления нейтрали.

При феррорезонансных реакциях (обрыв фазы ЛЭП, прикосновение ветвями, стекание капель росы по проводам, некорректная коммутация) существуют риски поломок трансформаторов напряжения.  Частота сбоев составляет 17 и 25 Гц. В этих условиях через первичную обмотку протекает сверхток и она перегорает.

Если используется схема «Звезда-Звезда», в условиях повышения напряжения повышается индукция магнитопровода. Прибор перегорает. Предотвратить этот процесс можно при помощи:

  • уменьшения показателей рабочей индукции;
  • подключения в сети устройств, демпфирующих сопротивление;
  • создания трехфазного устройства с общей магнитной пятистержневой системой;
  • эксплуатации аппаратов, подключенный в сеть при размыкании треугольника;
  • заземления нейтрали посредством реактора-токоограничителя.

Простейший вариант – использовать специальные обмотки или релейные схемы.

Расчет трансформатора тока по мощности

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

Пример расчета на 10 кВ

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

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

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

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

https://

strojdvor.ru

Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока

Содержание

1. Общая часть

Всем доброго времени суток! Представляю Вашему вниманию типовую работу «Указания по расчету нагрузок трансформаторов тока» №48082-э «Теплоэлектропроект».

Вторичная нагрузка на трансформаторы тока (ТТ) складывается из:

  • а) сопротивления проводов — rпр;
  • б) полного сопротивления реле и измерительных приборов — Zр и Zп;
  • в) переходного сопротивления принимаемого равным — rпер = 0,05 Ом.

Согласно ГОСТ трансформаторы тока должны соответствовать одному из следующих классов точности: 0,5; 1; 3; 5Р; 10Р.

Класс точности 0,5 должен обеспечиваться при питании от трансформатора тока расчетных счетчиков. При питании щитовых измерительных приборов класс точности трансформаторов тока должен быть не ниже 3. При необходимости для измерения иметь более высокий класс точности трансформаторы тока должны выбираться по классу точности на ступень выше, чем соответствующий измерительный прибор.

Например: для приборов класса 1 трансформаторов тока должен обеспечивать класс 0,5; для приборов — 1,5 трансформаторов тока должен обеспечивать класс точности 1,0.

Требования к трансформаторам тока для релейной защиты рассмотрены ниже.

При расчете нагрузки на ТТ в целях упрощения допускается сопротивления элементов вторичной цепи ТТ складывать арифметически, что создает некоторый расчетный запас.

Потребление токовых обмоток релейной и измерительной аппаратуры приведено в разделе «7. Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры». Для удобства и упрощения расчета в указанных приложениях потребление дано в Омах. Для тех приборов и реле, для которых в каталогах указано их потребление в ВА, сопротивление в Омах определяется по выражению

где:
S – потребляемая мощность по токовым цепям, ВА;
I – ток, при котором задана потребляемая мощность, А.

При расчете сопротивления проводов (кабеля) во вторичных цепях ТТ используется:

где:

  • rпр — активное сопротивление проводов (жилы кабеля) от трансформатора тока до прибора или реле, Ом;
  • l – длина провода (кабеля) от трансформатора тока до места установки измерительных приборов или релейной аппаратуры, м;
  • S – сечение провода или жилы кабеля, мм2;
  • γ –удельная проводимость, м/Ом.мм2(для меди γ = 57, для алюминия γ =34,5).

2. Определение нагрузки на трансформаторы тока для измерительных приборов

Нагрузка на ТТ для измерительных приборов складывается из сопротивлений последовательно включенных измерительной аппаратуры, соединительных проводов и переходных сопротивлений в контактных соединениях.

Величина расчетной нагрузки Zн зависит также от схемы соединения ТТ.

При расчете определяется нагрузка для наиболее загруженной фазы ТТ.

В случае включения релейной аппаратуры последовательно с измерительной в расчетную нагрузку вводится также сопротивление реле. При этом расчетная нагрузка не должна превосходить допустимую в требуемом классе точности данного ТТ для измерительных приборов.

При соединении трансформаторов тока в звезду.

При соединении трансформаторов тока в неполную звезду.

При соединении ТТ в треугольник и включении измерительных приборов последовательно с реле во всех линейных проводах.

где:

— сопротивление нагрузки, включенной в линейном проводе трансформатора тока.

При соединении трансформаторов тока в треугольник и включении измерительного прибора последовательно с прибора последовательно с реле только в одном линейном проводе (например, в фазе А).

При использовании только одного ТТ.

В выражениях (3-7) известны сопротивления измерительных приборов Zп, сопротивления реле Zр, переходное сопротивление rпер и неизвестно сопротивление проводов rпр.

Поэтому расчет нагрузки на ТТ сводится к определению сопротивления соединительных проводов rпр.

Сопротивление rпр. определяется из условия обеспечения работа ТТ в требуемом классе точности при расчетной нагрузке. Поэтому должно быть Zн < Zдоп. Принимая Zн=Zдоп и пользуясь выражениями (3-7), определяется rпр для соответствующих схем соединения:

По найденному значению rпр определяется допустимое сечение соединительных проводов, пользуясь выражением (2).

Если в результате расчета сечение S окажется меньше 2,5 мм2, то оно должно быть принято равным 2,5 мм2 из условия механической прочности проводов в токовых цепях ТТ.

3. Определение напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока

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

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

где:

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

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

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

4. Определение нагрузки на трансформаторы тока для релейной защиты

Нагрузка на ТТ для релейной защиты складывается из последовательно включенных сопротивлений релейной аппаратуры , соединительных проводов и переходных сопротивлений в контактных соединениях. Величина вторичной нагрузки зависит также от схемы соединения ТТ и от вида КЗ.

Релейная защита в условиях КЗ обычно работает при больших токах, которые во много раз превышают номинальный ток ТТ. Расчетами и опытом эксплуатации установлено, что для обеспечения правильной работы релейной защиты погрешности ТТ не должны превышать предельно допустимых значений.

По ПУЭ эта погрешность, как правило, не должна быть более 10%.

В ГОСТ 7746-88 точность ТТ, используемых для релейной защиты, нормируется по их полной погрешности (ε), обусловленной током намагничивания. По условию ε < 10% построены кривые предельных кратностей ТТ.

При этом наибольшее отношение первичного тока к его номинальному значению, при котором полная погрешность при заданной вторичной нагрузке не превышает 10%, называется предельной кратностью (К10).

Согласно тому же ГОСТ заводы-поставщики ТТ обязаны гарантировать значение номинальной предельной кратности (К10н), при которой полная погрешность ТТ, работающего с номинальной вторичной нагрузкой, не превышает 10%.

Чтобы найти допустимую нагрузку по кривым предельных кратностей, необходимо предварительно определить расчетную кратность тока К.З., т. е. отношение тока КЗ в расчетной точке к минимальному току ТТ (Красч.)

5. Определение расчетной кратности (Красч.) для выбора допустимой нагрузки (Zдоп.) на трансформаторы тока по кривым предельных кратностей

Для правильного выбора допустимой нагрузки на ТТ необходимо выбрать соответствующий режим и место короткого замыкания.

Расчетным режимом является КЗ, при котором ток к.з. имеет максимальную для данного ТТ величину Iмакс. в заданном месте КЗ.

Величины Iмакс. Выбираются различно для разных типов защиты зависимости от принципа их работы.

5.1 Токовые защиты с независимой характеристикой

Для максимальной токовой защиты с независимой характеристикой Iмакс = 1,1*Ic.з., поскольку для этих защит точная работа ТТ требуется лишь при токе их срабатывания.

Расчетная кратность определяется в условиях срабатывания защиты:

где:

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

Для токовой отсечки Iмакс = 1,1*Ic.з., поскольку для этих защит точная работа ТТ требуется лишь при токе их срабатывания.

Расчетная кратность определяется в условиях срабатывания защиты:

где: n=1,2-1,3

5.3 Максимальные токовые защиты с зависимой характеристикой

Для МТЗ с зависимой характеристикой Iмакс должен соответствовать току КЗ, при котором производится согласование по времени защит смежных элементов.

Расчетная кратность:

Iк.з.макс.- максимальный ток короткого замыкания, при котором производится согласование смежных защит;
n=1,2-1,3

5.4 Направленные токовые и дистанционные защиты

Для предотвращения излишних срабатываний, многоступенчатых защит Iмакс определяется при КЗ в конце зоны первой ступени защит или в конце линии.

Расчетная кратность:

n – коэффициент, принимается при минимальном времени действия защиты: менее 0,5 сек равным 1,4-1,5, а при времени больше 0,5 сек равным 1,2-1,3.

5.5 Дифференциальные токовые защиты

Для предотвращения срабатывания защиты от токов небаланса Iмакс определяется при наибольшем токе внешнего КЗ.

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при внешнем коротком замыкании;
n – коэффициент, принимается при выполнении защиты на реле с БНТ равным 1, а при реле без БНТ равным 1,8-2.

5.6 Дифференциально-фазные высокочастотные защиты

Для предотвращения срабатывания защиты от токов небаланса Iмакс определяется при наибольшем токе внешнего КЗ.

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при коротком замыкании в конце защищаемой линии;
n — принимается 1,6-1,8.

5.7 Продольные дифференциальные токовые защиты линий

Для предотвращения срабатывания защиты от токов небаланса Iмакс определяется при наибольшем токе внешнего КЗ.

Расчетная кратность:

I1расч.- максимальный ток при коротком замыкании в конце защищаемой линии;
n – принимается 1,8-2,0.

По расчетной кратности, пользуясь кривыми предельных кратностей (по данным заводов-изготовителей трансформаторов тока) находится допустимое сопротивление Zдоп для трансформаторов тока рассматриваемой защиты.

В тех случаях, когда из-за отсутствия кривых предельных кратностей при проектировании вынужденно используются кривые 10%-ных кратностей, необходимо для учета возможного их завышения по сравнению с действительно допустимыми значениями по кривым предельных кратностей полученное по выражениям (13-19) значение Красч. увеличивать в 1,25 раз.

6.Определение расчетной нагрузки Zн

Расчетная нагрузка для трансформаторов тока релейной защиты определяется по выражениям, приведенным в таблице №1. В расчете принимается Zн=Zдоп.

По значению Zн можно определить сопротивление соединительных проводов (жил кабеля) во вторичных цепях трансформаторов тока.

Таблица 1 – расчетные формулы для определения вторичной нагрузки и сопротивления соединительных проводов трансформаторов тока для релейной защиты

7.Определение сопротивления соединительных проводов

В Таблице №1 приведены расчетные выражения, для определения сопротивления соединительных проводов во вторичных цепях трансформаторов тока в зависимости от их схем соединения и от вида КЗ.

При этом сопротивление релейной аппаратуры, подключенной к трансформаторам тока, может быть найдено по Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры или по другим заводским данным.

По найденному значению rпр определяется допустимое сечение соединительных проводов.

Если в результате расчета S окажется менее 2,5 мм2, то оно должно быть принято равным 2,5 мм2 из условия механической прочности проводов в токовых цепях ТТ, после чего определяется фактическое сопротивление проводов по выражению (2).

Если в результате расчета сечение кабеля окажется чрезмерно большое (более 10 мм2), то для его уменьшения можно рекомендовать следующие мероприятия:

1. Применить последовательное соединение двух обмоток трансформаторов тока рассматриваемой защиты. При последовательном соединении одинаковых сердечников трансформаторов тока нагрузка на каждый сердечник ТТ уменьшается в 2 раза. При последовательном соединении разных сердечников трансформаторов тока расчетная нагрузка на ТТ уменьшается, так как она распределяется между обмотками трансформаторов тока пропорционально их ЭДС.

2. Изменить схему соединения трансформаторов тока вместо неполной звезды перейти к полной звезде; вместо схемы на разность токов перейти к схеме неполной звезды и т.п.

3. Применить другой трансформатор тока, допускающий большую вторичную нагрузку.

4. Установить дополнительный комплект трансформаторов тока и перевести на него часть вторичной нагрузки.

8.Справочные данные по потреблению релейной аппаратуры

Реле тока серии РТ-40

№ п/пТип релеПределы уставок, А Сопротивление обмотки реле, ОмПримечание
1РТ40/0,20,05-0,1
0,1-0,2
80
2РТ40/0,60,15-0,3
0,3-0,6
8,9
2,2
3РТ40/20,5-1
1-2
0,8
0,2
4РТ40/61,5-3
3-6
0,22
0,055
5РТ40/102,5-5
5-10
0,08
0,02
6РТ40/205-10
10-20
0,02
0,005
7РТ40/5012,5-25
25-50
0,0051
0,00128
8РТ40/10025-50
50-100
0,00288
0,00072
9РТ40/20050-100
100-200
0,0032
0,0008
10РТ40/Ф1,75-3,5
2,9-5,8
4,4-8,8
8,8-17,6
0,090
0,036
0,020
0,008

Реле тока серии РТ-40/1Д

№ п/п Пределы уставок, А Полное сопротивление, Ом
Фазы
А В С
1 0,15 40 20 21
2 0,4 25 13 13
3 1 14 7 7
4 2 9 5 5
5 4 6 2,5 2,8
6 5 5 2 2

Реле тока серии РТ 40/Р-1

Зависимость величины полного сопротивления от величины подаваемого тока при питании всех трех обмоток реле

№ п/п Пределы уставок, А Полное сопротивление, Ом
Фазы
А В С
1 0,15 40 20 21
2 0,4 25 13 13
3 1 14 7 7
4 2 9 5 5
5 4 6 2,5 2,8
6 5 5 2 2

Реле тока серии РТ 40/Р-5

Зависимость величины полного сопротивления от величины подаваемого тока при питании всех трех обмоток реле

№ п/п Пределы уставок, А Полное сопротивление, Ом
Фазы
А В С
1 1 1,6 0,9 0,92
2 3 0,8 0,35 0,36
3 5 0,5 0,25 0,26
4 7 0,4 0,17 0,18
5 15 0,25 0,08 0,1
6 25 0,15 0,06 0,08

Реле тока серии РТ 80

№ п/п Тип реле Сопротивление обмотки реле при разных уставках Примечание
Iном, А Z, Ом
1 РТ81/1 4 0,62
2 РТ81/1У 5 0,4
3 РТ82/1 6 0,28
4 РТ82/1У 7 0,204
5 РТ83/1 8 0,156
6 РТ83/1У
7 РТ84/1 9 0,123
8 РТ84/1У
9 РТ85/1 10 0,1
10 РТ85/1У
11 РТ86/1
12 РТ86/1У
13 РТ81/2 2 2,5
14 РТ81/2У
15 РТ82/2 2,5 1,6
16 РТ82/2У
17 РТ83/2 3 1,11
18 РТ83/2У 3,5 0,82
19 РТ84/2 4 0,625
20 РТ84/2У
21 РТ85/2 4,5 0,495
22 РТ86/2 5 0,4

Реле тока серии РТ 90

№ п/п Тип реле Сопротивление обмотки реле при разных уставках Примечание
Iном, А Z, Ом
1 РТ91/1 4 1,56
2 РТ91/1 5 1
3 РТ91/1У 6 0,695
4 РТ91/1У 7 0,51
5 РТ95/1 8 0,39
6 РТ95/1У 9 0,308
7 РТ95/1У 10 0,25
8 РТ91/2 2 6,25
9 РТ91/2 2,5 4
10 РТ91/2У 3 2,78
11 РТ91/2У 3,5 2,03
12 РТ95/2 4 1,56
13 РТ91/2У 4,5 1,24
14 РТ91/2У 5 1

Фильтр-реле тока обратной последовательности серии РТФ

№ п/п Тип реле Сопротивление обмотки реле при разных уставках Примечание
Iном, А Z, Ом
1 РТФ 1М 5 0,22 На фазу
2 РТФ 1М 1 5,5 На фазу
3 РТФ 7/1 5 0,8 На фазу
4 РТФ 7/1 10 0,2 На фазу
5 РТФ 7/2 5 0,6 На фазу
6 РТФ 7/2 1 15 На фазу
7 РТФ 6М 5 0,4 На фазу
8 РТФ 6М 10 0,1 На фазу

Реле токовые дифференциальные

№ п/п Тип реле Наименование обмоток Сопротивление обмоток, Ом Примечание
1 РНТ 565 Рабочая 0,1 При полностью включенных витках
Первая уравнительная 0,1 При полностью включенных витках
Вторая уравнительная 0,1 При полностью включенных витках
2 РНТ 566 Первая рабочая 2,5 При полностью включенных витках
Вторая рабочая 1,5 При полностью включенных витках
Третья рабочая 0,25 При полностью включенных витках
3 РНТ 566/2 Первая рабочая 1,5 При полностью включенных витках
Вторая рабочая 0,1 При полностью включенных витках
4 РНТ 567 Первая рабочая 0,05 При полностью включенных витках
Вторая рабочая 0,05 При полностью включенных витках
5 РНТ 567/2 Первая рабочая 0,5 При полностью включенных витках
Вторая рабочая 0,5 При полностью включенных витках

raschet.info

Параметры трансформатора тока | Заметки электрика

Доброго времени суток, уважаемые гости и читатели сайта «Заметки электрика».

Сегодня мы рассмотрим основные характеристики и параметры трансформаторов тока. Эти параметры будут необходимы нам для правильного выбора трансформаторов тока.

Итак, поехали.

Основные характеристики и параметры трансформаторов тока

1. Номинальное напряжение трансформатора тока

Первым основным параметром трансформатора тока, конечно же, является его номинальное напряжение. Под номинальным напряжением понимается действующая величина напряжения, при которой может работать ТТ. Это напряжение можно найти в паспорте на конкретный трансформатор тока.

Существует стандартный ряд номинальных значений напряжения у трансформаторов тока:

Ниже смотрите примеры трансформаторов тока с номинальным напряжением 660 (В) и 10 (кВ). Разница на лицо.

2. Номинальный ток первичной цепи трансформатора тока

Номинальный ток первичной цепи, или можно сказать, номинальный первичный ток — это ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора тока, при котором предусмотрена его длительная работа. Значение первичного номинального тока также указывается в паспорте на конкретный трансформатор тока.

Обозначается этот параметр индексом — I1н

Существует стандартный ряд номинальных значений первичных токов у выпускаемых трансформаторов тока:

Прошу обратить внимание на то, что ТТ со значением номинального первичного тока 15, 30, 75, 150, 300, 600, 750, 1200, 1500, 3000 и 6000 (А) в обязательном порядке должны выдерживать наибольший рабочий первичный ток, равный соответственно, 16, 32, 80, 160, 320, 630, 800, 1250, 1600, 3200 и 6300 (А). В остальных случаях наибольший первичный ток не должен быть больше номинального значения первичного тока.

Ниже на фото показан трансформатор тока с номинальным первичным током равным 300 (А).

3. Номинальный ток вторичной цепи трансформатора тока

Еще одним параметром трансформатора тока является номинальный ток вторичной цепи, или номинальный вторичный ток — это ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока.

Значение номинального вторичного тока, тоже отображается в паспорте на трансформатор тока и оно всегда равно 1 (А) или 5 (А).

Обозначается этот параметр индексом — I2н

Сам лично ни разу не встречал трансформаторы тока со вторичным током 1 (А). Также по индивидуальному заказу можно заказать ТТ с номинальным вторичным током равным 2 (А) или 2,5 (А).

4. Вторичная нагрузка трансформатора тока

Под вторичной нагрузкой трансформатора тока понимается полное сопротивление его внешней вторичной цепи (амперметры, обмотки счетчиков электрической энергии, токовые реле релейной защиты, различные токовые преобразователи). Это значение измеряется в омах (Ом).

Обозначается индексом — Z2н

Также вторичную нагрузку трансформатора тока можно выразить через полную мощность, измеряемую в вольт-амперах (В*А) при определенном коэффициенте мощности и номинальном вторичном токе.

Если сказать точно по определению, то вторичная нагрузка трансформатора тока — это вторичная нагрузка с коэффициентом мощности (cos=0,8), при которой сохраняется установленный класс точности трансформатора тока или предельная кратность первичного тока относительно его номинального значения.

Вот так сложно написал, но просто вчитайтесь в текст внимательнее и все поймете.

Обозначается индексом — S2н.ном

И здесь тоже существует ряд стандартных значений номинальной вторичной нагрузки трансформаторов тока, выраженных через вольт-амперы при cos=0,8:

Чтобы выразить эти значения в омах, то воспользуйтесь следующей формулой:

К этому вопросу мы еще с Вами вернемся. В следующих статьях я покажу Вам как самостоятельно можно рассчитать вторичную нагрузку трансформатора тока наглядным примером из своего дипломного проекта. Чтобы ничего не пропустить, подписывайтесь на новые статьи с моего сайта. Форму подписки Вы можете найти после статьи, либо в правой колонке сайта.

5. Коэффициент трансформации трансформатора тока

Еще одним из основных параметров трансформатора тока является коэффициент трансформации. Коэффициент трансформации трансформатора тока — это отношение величины первичного тока к величине вторичного тока.

При расчетах коэффициент трансформации разделяют на:

  • действительный (N)
  • номинальный (Nн)

В принципе их названия говорят сами за себя.

Действительный коэффициент трансформации — это отношение действительного первичного тока к действительному вторичному току. А номинальный коэффициент — это отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току.

Вот примеры коэффициентов трансформации трансформаторов тока:

  • 150/5 (N=30)
  • 600/5 (N=120)
  • 1000/5 (N=200)
  • 100/1 (N=100)

6. Электродинамическая стойкость

Здесь сразу нужно внести ясность, что такое ток электродинамической стойкости — это максимальное значение амплитуды тока короткого замыкания за все время его протекания, которую трансформатор тока выдерживает без каких-либо повреждений, препятствующих дальнейшей его исправной работе.

Своими словами, это способность трансформатора тока противостоять механическим и разрушающим воздействиям тока короткого замыкания.

Ток электродинамической стойкости обозначается индексом — Iд.

Есть такое понятие, как кратность электродинамической стойкости. Обозначается индексом Кд и является отношением тока электродинамической стойкости  к амплитуде номинального первичного тока I1н.

Требования электродинамической стойкости не распространяются на шинные, встроенные и разъемные трансформаторы тока. Читайте статью про классификацию трансформаторов тока. По другим типам трансформаторов тока данные о токе электродинамической стойкости можно найти все в том же паспорте.

7. Термическая стойкость

Что такое ток термической стойкости?

А это максимальное действующее значение тока короткого замыкания за промежуток времени t, которое трансформатор тока выдерживает без нагрева токоведущих частей до превышающих допустимых температур и без повреждений, препятствующих дальнейшей его исправной работе. Так вот температура токоведущих частей трансформатора тока, выполненных из меди не должна быть больше 250 градусов, из алюминия — 200.

Ток термической стойкости обозначается индексом — ItТ.

Своими словами, это способность трансформатора тока противостоять тепловым воздействиям тока короткого замыкания за определенный промежуток времени.

Существует такое понятие, как кратность тока термической стойкости. Обозначается индексом Кт и является отношением тока термической стойкости ItТ к действующему значению номинального первичного тока I1н.

Все данные о токе термической стойкости Вы можете найти в паспорте на трансформатор тока.

Ниже я представляю Вашему вниманию скан-копию этикетки на трансформатор тока типа ТШП-0,66-5-0,5-300/5 У3, где указаны все его вышеперечисленные основные параметры и характеристики.

P.S. На этом я завершаю свою статью про основные характеристики и параметры трансформаторов тока. В следующих статьях я расскажу Вам про обозначение выводных концов, принцип работы трансформатора тока, режимы работы, класс точности и другие интересные темы.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

zametkielectrika.ru

Пример выбора трансформатора тока 10 кВ

Теория теорией, а практика совсем другое. В этой статье я поделюсь своим опытом выбора трансформатора тока 10 кВ. Думаю, многие из вас узнают для себя что-то новенькое, т.к. в каталогах данной информации я не встречал, и приходилось общаться с производителями трансформаторов тока.

По трансформаторам тока у меня имеется несколько статьей:

Эта статья далась мне очень тяжело. Я ее несколько раз переписывал, находил ошибки перед самой публикацией, даже были мысли не публиковать на блоге. Но, все-таки решил написать про особенности ТТ с разными коэффициентами трансформации, поскольку найти что-нибудь по этой теме очень трудно.

В одном из последних проектов мне нужно было запроектировать трансформаторную подстанцию на 160 кВА и подвести к ней питающую линию 10 кВ. В ячейке КРУ на РП 10 кВ нужно было выбрать трансформаторы тока.

Изначально я думал, что коммерческий учет будет все-таки на стороне 0,4 кВ, но в энергосбыте сказали, что граница разграничения ответственности будет по линии 10 кВ. В связи с этим, трансформаторы тока следует выбирать как для коммерческого учета.

Основная сложность заключается в том,  что при такой мощности силового трансформатора ток в линии очень маленький, всего около 10 А.

Если следовать требованиям  ПУЭ, то для учета нужно ставить ТТ с обмоткой 20/5:

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 %.

Сперва у меня был заложен трехобмоточный ТОЛ с обмотками 400/5, т.к. на другие ячейки поставлялись ТТ с такими обмотками. Как оказалось, обмотки ТТ могут иметь разные коэффициенты трансформации. В каталогах об этом не пишут.

Я запросил информацию у нескольких производителей и торгашей по поводу возможных коэффициентов трансформации у ТТ. Большинство ответило, что соотношение обмоток защитная/измерительная  должно быть 2. Т.е. если защитная обмотка 400А, то измерительная – 200А.

Затем я узнал, кто будет поставлять ТТ в мое КРУ. Им оказался ООО «Невский трансформаторный завод «Волхов». Связался с заводом, предоставил свои исходные данные и мне предложили несколько вариантов:

Один из вариантов: ТОЛ-НТЗ-11-11А-0,5SFs10/0,5Fs10/10Р10-10/10/15-75/5-300/5-300/5 31,5кА УХЛ2.

Пример условного обозначения опорного трансформатора тока

Соотношение обмоток – 300/75=4.

Данный трансформатор не совсем удовлетворяет моим требованиям. Тем не менее, мне его согласовали.

Иногда надо уметь признавать свои ошибки. В программу по расчету ТТ высокого напряжения я ввел неправильные исходные данные: вместо кратности токов термической и электродинамеческой стойкости я записал токи. В итоге мой расчет завысил характеристики ТТ.

Сейчас в программу расчета ТТ высокого напряжения внесены изменения.

Здесь еще следует понимать, что у всех обмоток трансформатора тока будет одинаковая термическая и электродинамическая стойкость и чем меньше номинальный ток обмотки, тем меньше данные показатели.

Из руководства по эксплуатации трансформатора тока ТОЛ НТЗ:

Номинальный первичный ток, А Односекундный ток термической стойкости, кА Ток электродинамической стойкости, кА
5 0,5…1 1,25…2,5
10 1…2 2,5…5
15 1,6…3,2 4…8
20 2…8 5…20
30 3…12 7,5…30
40 4…16 10…40
50 5…20 12,5…50
75,80 8…31,5 18,8…78,8
100 10…40 25…100
150 16…40 37,5…100
200 20…40 50…100
300 31,5…40 78,8…100
400-1500 40 100

Выбранный ТТ я проверял на термическую и электродинамическую стойкость при помощи своей программы, однако, достаточно было бы взять ТТ и с более низкими значениями термической и электродинамической стойкости:

Расчет ТТ 75/5

Теоретически с такими характеристиками может быть выполнена обмотка 20/5. Буду очень признателен, если вдруг увидите ошибки в данном расчете.

Кстати, в ПУЭ имеется еще очень интересная особенность: измерительную обмотку ТТ по режиму КЗ можно не проверять?

1.4.3. По режиму КЗ при напряжении выше 1 кВ не проверяются:

5 Трансформаторы тока в цепях до 20 кВ, питающих трансформаторы или реактированные линии, в случаях, когда выбор трансформаторов тока по условиям КЗ требует такого завышения коэффициентов трансформации, при котором не может быть обеспечен необходимый класс точности присоединенных измерительных приборов (например, расчетных счетчиков), при этом на стороне вьющего напряжения в цепях силовых трансформаторов рекомендуется избегать применения трансформаторов тока, не стойких к току КЗ, а приборы учета рекомендуется присоединять к трансформаторам тока на стороне низшего напряжения.

Что будет с измерительной обмоткой, если в цепи возникнет ток КЗ, а она не проходит проверку по режиму КЗ? По всей видимости трансформатор тока не успеет «сгореть». Наверное это актуально только для  однообмоточных трансформаторов, т.к. у многообмоточных трансформаторов характеристики всех обмоток одинаковые.

В моей старой программе по проверке ТТ высокого напряжения был заложен трехсекундный ток термической стойкости, но в каталогах в основном пишут односекундный ток термической стойкости.

Чтобы перевести односекундный ток в трехсекундный нужно воспользоваться формулой:

I3с=I1с/1,732

Если вам нужен трансформатор тока с разными коэффициентами трансформации, то советую всегда консультироваться с производителями ТТ, т.к. только они знают, какие возможны варианты изготовления.

Кстати, при помощи этой программы очень быстро можно проверить различные варианты трансформаторов тока.

В ближайшее время будет рассылка обновленной версии программы и запишу видео с подробным описанием всех переменных. Жду ваших комментариев, возможно найдете ошибки.

А что вы знаете про ТТ с разными кф трансформации, какое их назначение?

Советую почитать:

220blog.ru

Расчет силового трансформатора: по мощности, нагрузке, формулы

Расчетный срок службы трансформатора обеспечивается при соблюдений условий:

При проектировании, строительстве, пуске и эксплуатации эти условия никогда не выполняются (что и определяет ценологическаятеория).

Определение номинальной мощности трансформатора

Для правильного выбора номинальной мощности трансформатора (автотрансформатора) необходимо располагать суточным графиком нагрузки, из которого известна как максимальная, так и среднесуточная активная нагрузки данной подстанции, а также продолжительность максимума нагрузки.

График позволяет судить, соответствуют ли эксплуатационные условия загрузки теоретическому сроку службы (обычно 20…25 лет), определяемому заводом изготовителем.

Для относительного срока службы изоляции и (или) для относительного износа изоляции пользуются выражением, определяющим экспоненциальные зависимости от температуры. Относительный износ L показывает, во сколько раз износ изоляции при данной температуре больше или меньше износа при номинальной температуре. Износ изоляции за время оценивают по числу отжитых часов или суток: Н=Li.

В общем случае, когда температура изоляции не остается постоянной во времени, износ изоляции определяется интегралом:

В частности, среднесуточный износ изоляции:

Влияние температуры изоляции определяет, сколько часов с данной температурой может работать изоляция при условии, что ееизнос будет равен нормированному износу за сутки:

При температуре меньше 80°С износ изоляции ничтожен и им можно пренебречь. Температура охлаждающей среды, как правило, не равна номинальной температуре и, кроме того, изменяется во времени. В связи с этим для упрощения расчетов используют эквивалентную температуру охлаждающей среды, под которой понимают такую неизменную за расчетный период температуру, при которой износ изоляции трансформатора будет таким же, как и при изменяющейся температуре охлаждающей среды в тот же период.

Допускается принимать эквивалентную температуру за несколько месяцев или год равной среднемесячным температурам или определять эквивалентные температуры по специальным графикам зависимости эквивалентных месячных температур от среднемесячных и среднегодовых, эквивалентных летних (апрель—август), осенне-зимних (сентябрь—март) и годовых температур от среднегодовых.

Если при выборе номинальной мощности трансформатора на однотрансформаторной подстанции исходить из условия

(где Рмах — максимальная активная нагрузка пятого года эксплуатации; Рр — проектная расчетная мощность подстанции), то при графике с кратковременным пиком нагрузки (0,5… 1,0 ч) трансформатор будет длительное время работать с недогрузкой. При этом неизбежно завышение номинальной мощности трансформатора и, следовательно, завышение установленной мощности подстанции.

В ряде случаев выгоднее выбирать номинальную мощность трансформатора близкой к максимальной нагрузке достаточной продолжительности с полным использованием его перегрузочной способности с учетом систематических перегрузок в нормальном режиме.

Режимы работы трансформатора

Наиболее экономичной работа трансформатора по ежегодным издержкам и потерям будет в случае, когда в часы максимума он работает с перегрузкой (эксплуатация же стремится работать в режимах, когда в часы максимума загрузки данного трансформатора он не превышает свою номинальную мощность). В реальных условиях значение допустимой нагрузки выбирается в соответствии с графиком нагрузки и коэффициентом начальной нагрузки и зависит также от температуры окружающей среды, при которой работает трансформатор.

Коэффициент нагрузки, или коэффициент заполнения суточного графика нагрузки, практически всегда меньше единицы:

В зависимости от характера суточного графика нагрузки (коэффициента начальной загрузки и длительности максимума), эквивалентной температуры окружающей среды, постоянной времени трансформатора и вида его охлаждения согласно ГОСТ допускаются систематические перегрузки трансформаторов.

Перегрузки силовых трансформаторов

Перегрузки определяются преобразованием заданного графика нагрузки в эквивалентный в тепловом отношении (рис. 3.5). Допустимая нагрузка трансформатора зависит от начальной нагрузки, максимума нагрузки и его продолжительности и характеризуется коэффициентом превышения нагрузки:

Допустимые систематические перегрузки трансформаторов определяются из графиков нагрузочной способности трансформаторов, задаваемых таблично или графически. Коэффициент перегрузки передается в зависимости от среднегодовой температуры воздуха /сп вида охлаждения и мощности трансформаторов, коэффициента начальной нагрузки кн н и продолжительности двухчасового эквивалентного максимума нагрузки tmах.

Для других значений tmax допустимый можно определить по кривым нагрузочной способности трансформатора.

Если максимум графика нагрузки в летнее время меньше номинальной мощности трансформатора, то в зимнее время допускается длительная 1%я перегрузка трансформатора на каждый процент недогрузки летом, но не более чем на 15 %. Суммарная систематическая перегрузка трансформатора не должна превышать 150 %. При отсутствии систематических перегрузок допускается длительная нагрузка трансформаторов током на 5 % выше номинального при условии, что напряжение каждой из обмоток не будет превышать номинальное.

На трансформаторах допускается повышение напряжения сверх номинального: длительно — на 5 % при нагрузке не выше номинальной и на 10% при нагрузке не выше 0,25 номинальной; кратковременно (до 6 ч в сутки) — на 10 % при нагрузке не выше номинальной.

 Дополнительные перегрузки одной ветви за счет длительной недогрузки другой допускаются в соответствии с указаниями заводом — изготовителя. Так, трехфазные трансформаторы с расщепленной обмоткой 110 кВ мощностью 20, 40 и 63 М ВА допускают следующие относительные нагрузки: при нагрузке одной ветви обмотки 1,2; 1,07; 1,05 и 1,03 нагрузки другой ветви должны составлять соответственно 0; 0,7; 0,8 и 0,9.

Расчет номинальной мощности трансформатора

Номинальная мощность, MB • А, трансформатора на подстанции с числом трансформаторов п > 1 в общем виде определяется из выражения

Для сетевых подстанций, где примерно до 25 % потребителей из числа малоответственных в аварийном режиме может быть отключено, обычно принимается равным 0,75…0,85. При отсутствии потребителей III категории К 1-2 = 1 Для производств (потребителей) 1й и особой группы известны проектные решения, ориентирующиеся на 50%ю загрузку трансформаторов.

Рекомендуется широкое применение складского и передвижного резерва трансформаторов, причем при аварийных режимах допускается перегрузка трансформаторов на 40 % на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 ч в течение не более 5 сут.

При этом коэффициент заполнения суточного графика нагрузки трансформаторов кн в условиях его перегрузки должен быть не более 0,75, а коэффициент начальной нагрузки кпн — не более 0,93.

Так как К1-2 < 1, а Кпер > 1 их отношение К = К 1-2 / К пер. всегда меньше единицы и характеризует собой ту резервную мощность, которая заложена в трансформаторе при выборе его номинальной мощности. Чем это отношение меньше, тем меньше будет закладываемый в трансформаторы резерв установленной мощности и тем более эффективным будет использование трансформаторной мощности с учетом перегрузки.

Завышение коэффициента к приводит к завышению суммарной установленной мощности трансформаторов на подстанции.

Уменьшение коэффициента возможно лишь до такого значения, которое с учетом перегрузочной способности трансформатора и возможности отключения неответственных потребителей позволит покрыть основную нагрузку одним оставшимся в работе трансформатором при аварийном выходе из строя второго трансформатора.

Таким образом, для двухтрансформаторной подстанции

В настоящее время существует практика выбора номинальной мощности трансформатора для двух трансформаторной подстанции с учетом значения к = 0,7, т.е.

Формально выражение (3.14) выглядит ошибочно: действительно, единица измерения активной мощности — Вт; полной (кажущейся) мощности — ВА. Есть различия и в физической интерпретации S и Р. Но следует подразумевать, что осуществляется компенсация реактивной мощности на шинах подстанции 5УР, ЗУР и что коэффициент мощности cos ф находится в диапазоне 0,92… 0,95.

Тогда ошибка, связанная с упрощением выражения (3.13) до (3.14), не превышает инженерную ошибку 10%, которая включает в себя и приблизительность значения 0,7, и ошибку в определении фиксированного Рмах

Таким образом, суммарная установленная мощность двухтрансформаторной подстанции

При этом значении к в аварийном режиме обеспечивается сохранение около 98 % Рмах без отключения неответственных потребителей. Однако, учитывая принципиально высокую надежность трансформаторов, можно считать вполне допустимым отключение в редких аварийных режимах какойто части неответственных потребителей.

При двух и более установленных на подстанции трансформаторах при аварии с одним из параллельно работающих трансформаторов оставшиеся в работе трансформаторы принимают на себя его нагрузку. Эти аварийные перегрузки не зависят от предшествовавшего режима работы трансформатора, являются кратковременными и используются для обеспечения прохождения максимума нагрузки.

Далее приведены значения кратковременных перегрузок масляных трансформаторов с системами охлаждения М, Д, ДЦ, Ц сверх номинального тока (независимо от длительности предшествующей нагрузки, температуры окружающей среды и места установки).

Аварийные перегрузки масляных трансформаторов со всеми видами охлаждения:

Для трехобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов указанные перегрузки относятся к наиболее нагруженной обмотке.

pue8.ru

Трансформаторы тока — описание, принципы работы, схемы

В числе задач, которые решает электротехника – проведение профессиональных измерений при больших значениях величин. В качестве вспомогательного оборудования при проведении «исследований» выступает трансформатор тока. Основными элементами прибора выступают его обмотки. Для производства «измерений» осуществляется последовательное подключение первичной обмотки к сети переменного (исследуемого) тока. При этом вторичный контур прибора замыкается на контрольно-измерительную аппаратуру. В числе ведущих характеристик трансформатора высокая точность, которая достигается постоянным пропорциональным соотношением значений тока между обмотками. В целях исследований могут применяться прибора с большим количеством обмоток.

Главным отличием прибора для измерения токов от аналогичных устройств мощности или напряжения является использование нескольких витков. Первичная обмотка изготавливается в виде катушки или плоского, установленных на сердечник. Есть и другие варианты исполнения, например, в виде шины, расположенной на центральном отверстии. В нашем случае применяются трансформаторы тока Т-0,66 и ТШП.

Особенности вспомогательных приборов

Компоновка первичной обмотки трансформатора обычно не имеет более одного витка. Такое расположение позволяет подключать прибор в последовательную цепь. Вторичная же обмотка выполняется с большим количеством витков, посаженных на многослойный сердечник, что обеспечивает низкую плотность магнитного поля. В этой части трансформатора будет происходить короткое замыкание (при подаче на амперметр), либо ток будет подаваться на резистивную нагрузку. Во втором случае происходит эффект насыщения сердечника с одновременным пробоем напряжения до отказа.

Вне зависимости от подаваемого на первичную обмотку тока, значение на вторичном контуре будет равняться 1 или 5 Ампер. В отличие от последовательного прибора, на трансформаторе напряжения зависимость входящего и выходного значений сохраняется.

Типы вспомогательных приборов, используемых в промышленных целях:

  1. Обмоточный трансформатор. Первичная обмотка устройства имеет постоянное последовательное соединение с проводником. На этом участке цепи протекает замеренный ток. Вторичная обмотка выдает электрическую величину, значение которой будет зависеть от количества витков.
  2. Тороидальный трансформатор. Такие устройства не имеют первичной обмотки. Для изготовления приборов используется рулонная сталь. Ток проходит через специальное окно практически без потерь, при этом наблюдается высокая индукция насыщения. Сам сердечник может быть выполнен в раздельном виде, что позволяет отключать его без разрыва цепи. В числе преимуществ тороидального трансформатора меньшие вес, объем и уровень шума, экономия энергии и простой монтаж. Среди недостатков отмечаются более высокая стоимость, отсутствие магнитного зазора и повышенная чувствительность к сетевому напряжению.
  3. Стержневой трансформатор. В качестве первичной обмотки используется подключаемый кабель или шина основной цепи. Элементы фиксируются на жесткой сцепке, подключаются только при выполнении измерений.

Сухой силовой трансформатор обеспечивает снижение больших значений тока до нормативных 1 или 5 Ампер. При таких условиях может работать контрольно-измерительная аппаратура или управляющая автоматика. Таким образом проявляется защитная функция приборов, в паре с которыми могут подключаться к высоковольтным линиям передач защитные реле, магнитные выключатели, измерители мощности или МСВ (модульные автоматические расцепители). Также устройства используются при оборудовании комплектных трансформаторных подстанций (КТП).

Конструктивные особенности

На практике трансформаторы тока не используются в качестве одиночной компоненты. Включаются в цепь как вспомогательные приборы. Примером такой связки служит согласованная пара трансформатора и амперметра. При этом под различные типы контрольно-измерительной аппаратуры подбирается подходящий тип устройства. В случае с трансформатором осуществляется калибровка на предмет установления пропорциональной зависимости между первичной и вторичной обмотками.

В технических характеристиках вспомогательных приборов чаще можно найти стандартное значение вторичной мощности 5 А. Соотношение на первичной и вторичной обмотках при этом устанавливается как 100/5. Расшифровка пропорции означает, что входящий ток больше выходного в 20 раз. Для соотношения 500/5 будет применяться соответственно стократное превышение на первичной обмотке.


Учитывая стандартные параметры трансформаторов и их возможности, появляется возможность регулирования значений выходного тока за счет увеличения количества вторичных обмоток. В этом случае используется обратная пропорциональность между количеством витков между двумя контурами устройства. Исходя из этого подтверждаются два уравнения электрической цепи:

  1. Соотношение витков T.R.=N=Np/Ns=Is/Ip.
  2. Для вычисления выходного тока (на вторичной обмотке) Is=Ip*Np/Ns.

Коэффициент тока как параметр трансформатора устанавливает соотношение для витков в обмотках. Если в первичном контуре может быть один или несколько оборотов проводника, то на втором их число может достигать нескольких сотен. При этом соотношения 100/5 и 20/1 не определяют аналогичные трансформаторы, поскольку входные токи будут разные. Что касается преобразования трансформаторов, это можно сделать за счет изменения проходов на входной обмотке. Так, для преобразования прибора 300/5А в меньший достаточно поменять (увеличить) число витков на первичном контуре. Наращивание числа витков позволит получить трансформатор с максимальными выходными параметрами.


Примеры расчетов

Назначением трансформатора стержневого типа с количеством витков 1 и 160 на первичной и вторичной обмотках соответственно будет использование в паре с амперметром 0.2 Ом. Измерительный прибор рассчитан на максимальный входной ток в 800 А. Для расчета выходных параметров будет использоваться формула:

Is=Ip*Np/Ns=800/160=5 A.

Напряжение на амперметре рассчитается следующим образом: vs=Is*Ra=5*0.2=1 V

Формула показывает, что при использовании силового трансформатора тока в паре с амперметром малого сопротивления падение напряжения будет незначительным. При условиях подачи максимального тока составит 1 В.

При удалении из связки измерительного прибора произойдёт размыкание вторичной обмотки. При таком условии трансформатор станет повышающим, поскольку на выходном сердечнике будет наблюдаться значительное увеличение намагничивающего потока. Для расчета возрастающего напряжения используется формула Vp*Ns/Np. К примеру, если трансформатор включен в цепь линии электропередач с расчетным напряжением 480 В, то на выходе значение будет 76.8 кВ. Указанное значение получится по формуле Vp*Ns/Np=480 В*160 витков первичной обмотки/1 проход первичного контура.


Исходя из этого использование трансформатора без нагрузки не допускается. Аналогично вспомогательные приборы для напряжения не могут включаться без короткого замыкания. Для того чтобы исключить поражение электрическим током, перед удалением измерительной аппаратуры следует закоротить вторичный контур.

Возвращаясь к расчетной формуле, растущее напряжение является только показателем высокого насыщения. Отсутствие сдерживающих факторов может привести к повреждению изоляционного слоя проводника и пробою цепи. В этом случае на выходе трансформатора возрастает риск поражения электрическим током.

Дополнительная классификация устройств

Промышленное назначение трансформаторов задается не только конструкцией первичной обмотки. Включение в цепь осуществляется по таким параметрам рабочих условий, принципу работы или типу установки:

  • Назначение приборов. Промежуточные, защитные или измерительные трансформаторы используются в паре с соответствующими устройствами. Назначение задает схему подключения, в том числе для проведения лабораторных испытаний, где важны коэффициенты трансформации;
  • Тип установки. Трансформаторы могут быть встраиваемыми, накладными или переносными. Тип установки внутренний или наружный учитывается при включении устройств в схему промышленного оборудования или специальных аппаратов. При монтаже также учитываются опорные или проходные способы;
  • При активной эксплуатации трансформаторов имеет значение тип изоляции. В технических характеристиках приборов встречаются описания конденсаторных, сухих, фарфоровых или бакелитных исполнений. Самый надежных вид изоляции – заливка компаундом;
  • Количество ступеней трансформации. Этот параметр определяет возможности приборов по корректировке значений входного тока. Существуют одноступенчатые или каскадных устройства.
Технические характеристики трансформаторов тока, определяющие практическое применение

Поскольку вспомогательные приборы используются в промышленных условиях, выбор устройств должен осуществляться профессионально, по ряду параметров. В их числе следующие:

  1. Номинальный ток. Это не максимальное значение цепи, а параметр, при котором будет сохраняться отказоустойчивость трансформатора. Запас перегрева обычно находится на уровне 20% от номинального тока.
  2. Коэффициент трансформации. Отличается от установленного значения номинального тока. Определяет соотношение между токами на входной (первичной) и выходной (вторичной) обмотках.
  3. Номинальное напряжение. Аналогично нормативному значению для тока задает нормальные для прибора условия работы. Номинальное напряжение определяет качество изоляции, способность к отказоустойчивости в режиме перегрузок.
  4. Токовая погрешность. Явление, возникающее под действием намагничивающего тока. Обозначает разницу между параметрами входного и выходного токов. Возрастает при увеличении намагничивания сердечника в трансформаторе.
  5. Нагрузка номинальная. Под этим параметром понимается значение в Ом, определяющее нормативные условия работы устройства. Нормированными остаются значение входного тока и класс точности.
  6. Номинальная предельная кратность. Соотношение тока первичного к току номинальному.
  7. Максимальное значение кратности для вторичного контура. Соотношение токов на выходной обмотке к номинальному току задает предельный уровень насыщения магнитопровода.

Трансформаторы тока остаются популярными приборами с широким спектром применения в электроэнергетике. Используются для измерений, защиты или в качестве промежуточных устройств корректировки цепи. Самый высокий класс точности применяется в лабораторных условиях.

Калькулятор первичного и вторичного тока трансформатора

и кВА согласно I

Калькулятор тока трансформатора:

Просто введите количество фаз, мощность трансформатора в ВА / кВА / МВА, напряжение первичной обмотки или первичный ток, затем нажмите кнопку расчета, чтобы получить вторичный и первичный ток.
Также вы можете найти тип трансформатора: понижающий или понижающий.

Кнопка сброса используется для сброса значения по умолчанию 20 кВА. Вы можете изменить значение по умолчанию на текущее значение для расчета.

Результаты

Первичный ток полной нагрузки:

Вторичный ток полной нагрузки:

Передаточное число:

Тип трансформатора: однофазный повышающий трансформатор

Трансформатор — это статическое устройство, которое помогает преобразовывать энергию без изменения ее характера и частоты. Он работает по принципу фарадеевской электромагнитной индукции. Ток протекает через первичную обмотку, а вторичная обмотка сокращает поток, создаваемый первичной обмоткой, поэтому во вторичной обмотке будет индуцироваться ЭДС.

Допустим,

I (первичный) = первичный ток в амперах

I (вторичный) = вторичный ток в амперах

В (первичный) = первичное напряжение в вольтах

В (вторичный) = вторичное напряжение в вольтах

Расчет тока трансформатора:

Коэффициент трансформации трансформатора,

В (первичный) * I (первичный) = В (вторичный) * I (вторичный)

Первичное напряжение равно произведению вторичного напряжения и первичного тока, разделенных на вторичный ток.

В (первичный) = В (вторичный) * I (первичный) / I (вторичный)

Вторичное напряжение равно произведению первичного напряжения и первичного тока, разделенных на вторичный ток.

В (вторичный) = В (первичный) * I (первичный) / I (вторичный)

Первичный ток равен произведению вторичного напряжения и вторичного тока, разделенных на первичный ток.

I (первичный) = V (вторичный) * I (вторичный) / V (первичный)

Вторичный ток равен произведению первичного напряжения и первичного тока, разделенных на вторичное напряжение.

I (вторичный) = V (первичный) * I (первичный) / V (вторичный)

Трансформатор кВА к токовым расчетам:

кВА = В (первичный) * I (первичный)

Отсюда

I (первичный) = кВА / В (первичный)

Следовательно, первичный ток трансформатора равен кВА, деленному на первичное напряжение трансформатора

Измерение тока нагрузки двигателя с помощью трансформатора тока

Точное измерение тока нагрузки двигателя (чтобы определить, работает ли двигатель с малой нагрузкой, полной нагрузкой или перегрузкой) является обычным требованием для конечного пользователя и может быть выполнено быстро с помощью трансформатора тока, предназначенного для измерительных приложений. .

Определение того, какой трансформатор тока использовать, требует, чтобы установщик знал ток полной нагрузки (FLC или FLA) двигателя. Чтобы узнать ток полной нагрузки, найдите на двигателе табличку с паспортной табличкой и запишите указанный коэффициент тока. Если паспортная табличка двигателя нечитаема или вообще отсутствует, обратитесь к таблице данных о нагрузке двигателя из Справочника NEC на основе номинальной мощности, номинального напряжения системы и того, является ли двигатель однофазным или трехфазным.

Например, если номинал трехфазного асинхронного двигателя с номинальным напряжением 460 В составляет 110 А, то, согласно руководству NEC, мы должны выбрать трансформатор тока с соотношением 150: 5 А.ВАЖНО — не забудьте убедиться, что внешний диаметр вашего проводника меньше внутреннего диаметра трансформатора тока.

Используя модель 180RL-151 (для приведенного выше примера) с номинальной выходной мощностью 5 А (150: 5 А) и оконным проемом с внутренним диаметром 2,5 дюйма, мы получим:

  1. Предположим, что внешний диаметр проводника меньше 2,5 дюйма внутреннего диаметра трансформатора тока 180RL.
  2. Определите фактическую нагрузку двигателя, убедившись, что шкала измерителя соответствует коэффициенту передачи трансформатора тока.В этом случае шкала счетчика должна быть 0-150А.
  3. Выберите аналоговый панельный измеритель для отображения тока нагрузки. Если ток нагрузки трех фаз должен отслеживаться и считываться одновременно, можно использовать три отдельных трансформатора тока 180RL-151, каждый с аналоговым панельным измерителем. В качестве альтернативного варианта можно использовать три трансформатора тока (180RL-151), один аналоговый щитовой измеритель (HST905A150A) и селекторный переключатель (N25-61328-37S или N25-61325-37S) для получения показаний тока каждой фазы.

В случаях, когда кабели не могут быть удалены, как правило, в установках среднего напряжения, следует использовать трансформатор тока с разъемным сердечником, такой как модель FCL, для контроля тока нагрузки двигателя.

Обратите внимание, что трансформаторы тока оконного типа рассчитаны на 600 В, но могут использоваться на более высоких напряжениях с полностью изолированными кабелями. Следует проявлять осторожность при правильной установке оконного типа номинальным током 600 В на более высокие напряжения. Если ТТ оконного типа низкого напряжения предназначен для использования в приложениях с более высоким напряжением, покупатель несет ответственность за соблюдение рабочих условий и принятие необходимых мер предосторожности.Обычно это подтверждается проведением испытаний изоляции при соответствующем уровне напряжения системы с установленными трансформаторами тока низкого напряжения.

Для некоторых приложений, таких как установки для испытания двигателей под нагрузкой, которые требуют высокой точности измерения, рекомендуется использовать трансформатор тока более высокой точности (и более прочную конструкцию), такой как модели JAK-0C или JAK-0S. Эти модели имеют точность измерения уровня дохода 0,3% и 0,15%.

Для приложений, в которых измерительное устройство размещается отдельно от трансформатора тока, стандартный трансформатор тока 2RL, который имеет низкую нагрузку, не подходит, и потребуется трансформатор тока с более высокой нагрузкой для компенсации дополнительного импеданса длинного подводящие провода.Мы рекомендуем использовать трансформатор тока измерительного класса 60RBT.

Если расстояние между датчиком тока и измерительным устройством превышает 100 футов, подходящим вариантом является использование преобразователя тока с выходным сигналом 4–20 мА и измерительного устройства с входным сигналом 4–20 мА. Если вы оказались в такой ситуации, проконсультируйтесь с инженером по применению FLEX-CORE®.

Правильные расчеты в сумме с идеальным силовым трансформатором тока

Что вы узнаете:

  • Попытка Lotus предоставить LeMans электромобиль с возможностью горячей замены к 2030 году.
  • Успех модели «аккумулятор как услуга» (BaaS) автопроизводителя NIO.
  • Усилия Китая по стандартизации замены батарей.

Lotus представила исследование дизайна электрического гонщика на выносливость, цель которого состоит в том, чтобы он участвовал в гонках в Ле-Мане и других трассах в сезоне 2030 года. Среди планируемых нововведений Lotus E-R9 — электродвигатель для каждого колеса и панели кузова, похожие на самолет, которые могут изменять свою форму по мере необходимости, чтобы обеспечить минимальное сопротивление на прямых и максимальную прижимную силу в поворотах.

Из всех предложенных функций наиболее любопытным было то, что инженеры Lotus решили использовать батарею с возможностью горячей замены, которая могла быть заменена бригадой шахты с небольшой механической помощью, аналогично тому, как пополняется топливо.

Концепт-кар Lotus ER-9 Le Mans имеет подвижные аэродинамические поверхности и полностью заменяемый аккумулятор.

Во время гонки Ле-Ман автомобиль будет останавливаться для заправки примерно каждые 45 минут, всего около 30 раз. Это означает, что автомобиль должен проехать около 100 миль до дозаправки, чтобы быть конкурентоспособным.Однако технология аккумуляторов продвинулась только до того момента, когда они имеют смысл для более коротких (около 45 минут) гонок, как в текущей серии Formula E. К 2030 году в Lotus считают, что проблема будет решена.

«Плотность энергии и удельная мощность батарей значительно увеличиваются из года в год. До 2030 года у нас будут смешанные химические батареи, сочетающие в себе лучшее из обоих миров, а также возможность «горячей замены» батарей во время пит-стопов », — сказал Луис Керр, член команды разработчиков E-R9 и директор. разработчик платформы для Lotus Evija, ограниченного производства электрического спортивного автомобиля и первого электромобиля, который будет представлен и произведен компанией.

Идея о том, что автомобиль может быть спроектирована на основе идеи горячей замены аккумуляторов для более быстрой «дозаправки», не нова. Действительно, в 2013 году Илон Маск продемонстрировал технологию замены аккумуляторов Tesla на своей модели S. Однако, когда Tesla открыла станцию ​​замены аккумуляторов в Калифорнии, она была готова заменить энергетические элементы автомобиля на полностью заряженные, а не полагаться на быструю зарядку. станций, владельцы отказались от концепции замены батарей. Лишь небольшое количество автомобилей было ввезено для замены аккумуляторов.

Успешный обмен в Китае

Тем не менее, идея, похоже, работает в Китае, крупнейшем рынке электромобилей в мире, где активно используется 3,1 миллиона электромобилей. NIO, публичный автопроизводитель, основанный в 2014 году и базирующийся в Шанхае, успешно внедряет бизнес-модель с заменой батарей. Клиенты китайского бренда могут купить только автомобиль, выбрать BaaS (Battery as a Service) и выбрать лучший аккумулятор для своих нужд: например, 70 кВтч или более новый 100-кВтч.

Замена батареи также повышает вероятность того, что, поскольку потребители не будут владеть батареей — она ​​будет сдаваться в аренду до замены — автопроизводители смогут снизить общую стоимость электромобиля. Аккумуляторы — одна из самых дорогих частей электромобиля. Например, модель подписки NIO BaaS отделяет стоимость батареи от покупной цены своих транспортных средств. Используя модель BaaS, клиенты могут покупать автомобили NIO ES8, ES6 или EC6 без аккумулятора, арендовать аккумуляторы разной емкости и ежемесячно вносить плату за аккумулятор в соответствии с их фактическими потребностями.

Показана аккумуляторная батарея NIO на станции замены аккумуляторов компании.

Программа NIO по не включенным батареям для своей батареи на 70 кВтч может сэкономить покупателям 10 000 долларов на стоимости автомобиля. В настоящее время пакет на 70 кВт · ч стоит около 145 долларов в месяц.

С питанием от батареи емкостью 100 кВтч, диапазон моделей NIO теперь может достигать 615 км (382 миль). Покупка автомобиля NIO со 100-киловаттной батареей с использованием BaaS приводит к вычету из цены автомобиля 128 000 юаней (19 732 доллара США) с абонентской платой за аккумулятор в размере 1480 юаней (228 долларов США) в месяц.

NIO добилась такого успеха, которого не достиг ни один другой автопроизводитель в мире. Его сервис по замене аккумуляторов электромобилей в Китае, получивший название NIO Power, превысил 1,1 миллиона обменов. NIO также увеличила размер своей сети с заменой батарей до 158 и планирует построить еще 300 в 2021 году, поскольку автопроизводитель подписал несколько соглашений, призванных еще больше увеличить это число.

Например, у NIO есть соглашение с State Grid EV Service, подразделением китайского государственного распределителя электроэнергии, о строительстве 100 станций по всему Китаю и соглашение о стратегическом сотрудничестве с ведущим китайским розничным продавцом мебели Red Star Macalline для совместного строительства Станции зарядки и замены аккумуляторов электромобилей.В соответствии с последним соглашением стороны в этом году совместно построят 60 таких станций.

NIO построила свою первую станцию ​​с заменой батарей в мае 2018 года. Каждая станция имеет пять мест для сменных батарей. Замена разряженных батарей полностью заряженными на станции NIO Power Swap занимает в среднем от трех до пяти минут. Это примерно столько же времени, сколько нужно для заправки бензина на СТО.

Последние новости от NIO

На праздновании Дня NIO в начале января компания представила аккумуляторный блок емкостью 150 кВтч и станцию ​​замены аккумуляторов второго поколения.

Новый батарейный блок увеличивает удельную энергию до 360 Втч / кг благодаря гибридному электролиту, неорганическому композитному аноду Si / C и катоду с нанопокрытием и высоким содержанием никеля. Эта батарея увеличит запас хода нового ES8 до 850 км, ES6 до 900 км, EC6 до 910 км и ET7 до 1000 и более км.

Станция замены батарей второго поколения NIO вмещает 13 батарей, что позволяет производить до 312 услуг по замене в день. NIO заявила, что ожидает, что к концу 2021 года количество ее станций по замене батарей в Китае достигнет 500.В настоящее время BaaS охватывает 64 города в Китае, и NIO каждую неделю строит в Китае новую станцию ​​по замене аккумуляторов.

Помимо NIO, BAIC BJEV, подразделение по производству электромобилей Beijing Automotive Group (BAIC) и State Grid EV, китайская государственная электроэнергетическая компания, сотрудничают в бизнесе по замене аккумуляторов с целью совместного создания 100 станции замены аккумуляторов и обслуживающие не менее 10 000 транспортных средств с заменяемыми аккумуляторами до июня 2021 года.

Роль в правительстве

Одним из сдерживающих факторов полномасштабной попытки широко распространить замену аккумуляторов в Китае является то, что в этом году Министерство финансов Китая сократить субсидии на электромобили на 20%; Стандартная сумма, возмещаемая покупателям в прошлом году, составляла примерно 18 000 юаней (2 800 долларов США).Эта скидка теперь будет снижена примерно до 2220 долларов. Срок прекращения субсидии Пекина — 2022 год.

Чтобы обеспечить безопасный процесс замены батарей, китайское правительство работает над стандартизацией услуг по замене батарей, стремясь установить общие отраслевые стандарты для этой процедуры. Это важно, поскольку китайские производители электромобилей, предоставляющие услуги по замене аккумуляторов, в том числе BJEV и NIO, имеют разные модели аккумуляторов, а это означает, что владельцы электромобилей могут менять свои аккумуляторы только на станциях своего собственного бренда.

Техническое соответствие, необходимое для обслуживания нескольких типов транспортных средств с аккумуляторным питанием, затруднено. Однако ее можно преодолеть, работая с чем-то вроде парка такси, в котором все такси одинаковы.

В результате отраслевые обозреватели ожидают, что увидят, что замена батарей закрепится за роботами-такси и парками с долевым владением. Например, крупнейший в Китае производитель чисто электрических автомобилей BAIC BJEV владеет 206 станциями для замены аккумуляторов в 19 городах Китая.Станции в основном обслуживают таксомоторный парк компании.

Аналогичным образом, компания Bluepark Intelligence Energy Technology, дочерняя компания группы компаний BAIC, специализирующаяся на производстве аккумуляторов, имеет 187 станций по замене аккумуляторов в 15 городах Китая. Операция по замене аккумуляторов Bluepark обслуживает в основном такси, а также сети каршеринга; обслуживает 16 000 электрических такси. Одним из инвесторов BluePark Intelligence является SK Future Energy Shanghai, стопроцентная дочерняя компания SK Innovation из Кореи, которая, в свою очередь, является частью корейского конгломерата SK Group.

Журнал Low Processing Fee Journal в EEE / ECE / E & I / ECE / ETE — Impact Factor-7.122

IJAREEIE — это инициатива по обеспечению международной платформы для качественных исследовательских работ. Для управления различными расходами, связанными с ведением журнала, для всех принятых статей предусмотрена плата за обработку или обработку рукописей. Авторы могут зачислить платеж на соответствующие номера счетов, указанные в письме о приеме, и способ оплаты может быть либо через онлайн-банкинг (NEFT), либо через прямой перевод в филиале.


ПУБЛИКАЦИОННЫЙ ПЛАТА ЗА КАЖДУЮ ПРИНЯТУЮ ДОКУМЕНТУ

Из-за проблем с COVID-19 плата за обработку немедленно пересматривается следующим образом:

Название

Индийские авторы

Иностранные авторы

Тип публикации / сборы

рупий.700
[только для онлайн-публикации + электронный сертификат для каждого автора]

или

900 рупий
[если онлайн-публикация + электронные сертификаты + бумажные копии сертификатов]

или

1300 рупий
[Если и бумажная копия онлайн с сертификатами]

50USD
[только при публикации в Интернете + электронные сертификаты]

или

100USD
[Включает онлайн, бумажную и бумажную копии сертификатов]

Дополнительная печатная копия

рупий.500 за копию

40 долларов США за копию

Электронная копия свидетельства о публикации

Бесплатно

Бесплатно

Если превышает 8 страниц:

100 рупий за каждую дополнительную страницу

5USD за каждую дополнительную страницу

Авторы из зарубежных стран (кроме ИНДИИ) могут оплатить сбор за публикацию рукописи через Paypal.Пожалуйста, нажмите кнопку ниже, чтобы оплатить сбор.

Ошибки вычисления коэффициента

Трансформатор тока следует всем стандартным физическим законам для электрических трансформаторов. Первичная обмотка обычно имеет очень низкий импеданс и поэтому рассматривается как источник постоянного тока «грубой силы». Закон Фарадея баланса ампер-витков гласит, что количество витков первичной обмотки, умноженное на первичный ток, должно равняться числу витков вторичной обмотки, умноженному на вторичный ток.Следовательно, поскольку первичная обмотка является источником постоянного тока, вторичная обмотка становится источником постоянного тока, пропорционального только соотношению витков.

В игру вступают и другие факторы, которые влияют на базовые соотношения Фарадея, такие как нелинейные свойства материала сердечника, вихревые токи, гистерезис и потери ИК-излучения. Как показано на Рисунке 1, потери на вихревые токи и гистерезис действуют как шунтирующий ток через вторичную обмотку трансформатора и определяются как потери возбуждения IE. Поскольку потери возбуждения нелинейны, они определяются по кривой возбуждения, предоставленной производителем трансформатора.Потери IR действуют как сопротивление RS, включенное последовательно со вторичной обмоткой.

Как показано на рисунке 2, вторичное напряжение Es находится на вертикальной оси, а вторичный ток возбуждения IE — на горизонтальной оси. Этот возбуждающий ток лучше всего можно описать как ток, вносящий вклад в ошибку коэффициента трансформации тока.

Силовые трансформаторы используют термины «нагрузка» и «регулирование» для описания своей работы. Трансформаторы тока используют термины «нагрузка» и «точность» соответственно для описания аналогичных функций.Burden определяет соединение, сделанное со вторичной обмоткой, чтобы отличить его от первичного соединения, которое обычно называют нагрузкой. Трансформаторы тока используют термин «точность» для описания того, что обычно считается регулированием с силовым трансформатором. Важно помнить, что Бремя и Точность взаимозависимы; как правило, чем ниже сопротивление нагрузке, тем выше точность.

В конструкциях, в которых трансформатор тока отделен от измерительного резистора RI, необходимо учитывать погрешность коэффициента трансформации трансформатора.Примером может служить амперметр, в котором используется внешний трансформатор тока. Трансформатор должен иметь точно определенный коэффициент тока, чтобы обеспечить взаимозаменяемость с другими трансформаторами того же номинала.

Конструкции, в которых трансформатор тока является неотъемлемой частью контрольно-измерительной аппаратуры, могут уделять меньше внимания погрешности коэффициента передачи и уделять больше внимания линейности трансформатора. Примером может служить установленный на печатной плате трансформатор тока, который вводится в схему операционного усилителя.Ошибка соотношения, как правило, может быть минимизирована во время калибровки с помощью регулировки смещения и усиления. Тогда основной проблемой для общей точности конструкции будет линейность трансформатора во всем рабочем диапазоне.

На практике разработчик должен учитывать различные факторы при выборе трансформатора тока: поскольку вторичная обмотка работает как источник постоянного тока, нагрузочный резистор меньшего номинала обеспечит повышенную точность, но снизит измерительное напряжение (V = IR).При увеличении измерительного напряжения с помощью резистора большой нагрузки рассеиваемая мощность может стать фактором (P = I2 R). Обычно разработчик определяет минимальное напряжение, с которым может работать электроника, с учетом таких параметров, как шум схемы и коэффициенты усиления. Затем можно определить номинал нагрузочного резистора, зная характеристики трансформатора тока и общие требования к конструкции.

Пример расчета фактического вторичного тока, измерительного напряжения и процента ошибок выглядит следующим образом:

Определите полное сопротивление нагрузки RB на вторичной обмотке трансформатора тока.Сюда входят сопротивление RI вторичного оборудования
и любое сопротивление в соединительных проводах RL.

Для: RI = 0,02 Ом и RL = 0,01 Ом RB = 0,02 +,01 = 0,03 Ом

Добавьте полное сопротивление нагрузки к сопротивлению вторичной обмотки постоянному току RS. Из рисунка 2 для трансформатора с соотношением тока 200: 5:

RS = 0,034 Ом. 03 + 0,034 = 0,064 Ом

Выберите значение вторичного тока в точке, в которой вы хотите определить ошибку коэффициента

Для: IS = 3.75 А

Рассчитайте вторичное напряжение ES, необходимое для протекания тока через полное вторичное сопротивление.

ES = IS x R ES = 3,75 x 0,064 = 0,24 В

Найдите вторичное напряжение ES на вертикальной шкале кривой возбуждения и считайте до линии 200 и вниз до горизонтальной шкалы
для вторичного тока возбуждения IE.

IE = 0,013 A

Первичный ток будет равен соотношению витков, умноженному на сумму возбуждающего тока и вторичного тока.

IP = NS / NP x (IE + IS).IP = 40 x (0,013 + 3,75) = 150,52 A7.

Напряжение, развиваемое на измерительном резисторе, будет равно вторичному току, умноженному на измерительный резистор

.

EI = IS x RI.EI = 3,75 x 0,02 = 0,075 В

Чтобы вычислить ошибку процентного отношения, разделите ток возбуждения на ток вторичной обмотки, умноженный на 100.

IE / IS x 100..013 / 3,75 x 100 = 0,35%

Как рассчитать / найти номинал трансформатора в кВА

Рассчитать и найти номинал однофазных и трехфазных трансформаторов в кВА

Мы знаем, что трансформатор всегда рассчитывается в кВА.Ниже приведены две простые формулы для определения рейтинга однофазного и трехфазного трансформаторов .

Найдите номинал однофазного трансформатора

Номинал однофазного трансформатора:

P = V x I.

Номинал однофазного трансформатора в кВА

кВА = (В x I) / 1000

Рейтинг трехфазного трансформатора

Рейтинг трехфазного трансформатора:

P = √3. V x I

Мощность трехфазного трансформатора в кВА

кВА = (√3.V x I) / 1000

Но подождите, здесь возникает вопрос … Посмотрите на общие паспортные данные трансформатора 100 кВА.

Вы что-то заметили ???? В любом случае, мне все равно, каков ваш ответ;), но позвольте мне попытаться объяснить.

Вот рейтинг трансформатора — 100 кВА .

Но первичное или высокое напряжение (ВН) составляет 11000 В = 11 кВ.

И первичный ток на стороне высокого напряжения составляет 5,25 ампера.

Также вторичные напряжения или низкие напряжения (L.В) составляет 415 Вольт

И вторичный ток (ток на стороне низкого напряжения) составляет 139,1 Ампера.

Проще говоря,

Мощность трансформатора в кВА = 100 кВА

Первичное напряжение = 11000 = 11 кВ

Первичный ток = 5,25 А

Вторичное напряжение = 415 В

Вторичный ток = 139,1 Ампера.

Теперь рассчитайте номинал трансформатора согласно

P = V x I (первичное напряжение x первичный ток)

P = 11000V x 5.25A = 57750 VA = 57,75kVA

Или P = V x I (вторичное напряжение x вторичный ток)

P = 415V x 139.1A = 57.726 VA = 57.72kVA

Еще раз мы заметили, что номинал трансформатора (на паспортной табличке) 100 кВА , но согласно расчету… это около 57 кВА

Разница происходит из-за незнания того, что мы использовали однофазную формулу вместо трехфазной.

Теперь попробуйте по этой формуле

P = √3 x V x I

P = √3 Vx I (первичное напряжение x первичный ток)

P = √3 x 11000V x 5.25 A = 1,732 x 11000 В x 5,25 A = 100 025 ВА = 100 кВА

Или P = √3 x V x I (вторичные напряжения x вторичный ток)

P = √3 x 415 В x 139,1 A = 1,732 x 415 В x 139,1 A = 99,985 ВА = 99,98 кВА

Рассмотрим в следующем (следующем) примере.

Напряжение (от линии к линии) = 208 В .

Ток (линейный ток) = 139 A

Текущие характеристики трехфазного трансформатора

P = √3 x V x I

P = √3 x 208 x 139A = 1.732 x 208 x 139

P = 50077 VA = 50kVA

Примечание: этот пост был сделан по запросу нашего поклонника страницы Анила Виджая.

МЭК и NEMA / IEEE номинальные параметры трансформаторов тока (ТТ) в системах среднего напряжения

Назначение измерения и защиты

Во-первых, давайте напомним себе основы в нескольких предложениях. Вы должны это знать. Трансформатор тока (CT) 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.

Классы 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. Номинальный первичный 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 по выберите подходящие трансформаторы тока
        1. Упражнение № 1
        2. Упражнение № 2
        3. Упражнение № 3
  2. Номинальные параметры трансформатора тока NEMA / IEEE
    1. Класс точности
    2. Класс нагрузки
    3. Класс нагрузки

    1.Рейтинги 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 короткого замыкания.

    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 термический выдерживаемый ток: I

    th (кА)

    Это наивысший уровень среднеквадратичной ошибки первичной обмотки ток, который ТТ может выдерживать, как термически, так и динамически, в течение 1 секунды без повреждений .При использовании в корпусе среднего напряжения рейтинг I -го должен соответствовать номинальному значению 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 просто
    • 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.

    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 1709 : IEC 62271-1


    1,7 Номинальная частота: f

    r (Гц)

    Этот номинал 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 на кабель 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 (электромагнитная перегрузка по току) = 3-10 ВА (приблизительно)
    Рисунок 2 — Трансформаторы тока среднего напряжения

    Вернуться к таблице содержания ↑


    1.8.1 Упражнения

    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 показывает 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.

    Наиболее часто используемый класс защиты — это 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 ТТ: 5P10, 5P15, 5P20.

    Рисунок 4 — Рабочий диапазон для трансформатора тока класса защиты

    Где:

    1. Насыщение
    2. Линейный рабочий диапазон при допуске класса точности
    3. Зона срабатывания идеальной настройки защиты 50% ~ 100% ALF

    Вернуться к таблице содержания ↑


    1.10.1 Пример

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

    Для гарантированной работы любая уставка отключения при перегрузке по току должна быть в диапазоне от 7,5 до 15 А вторичного тока .

    Вернуться к таблице содержимого ↑


    1.11 Выбор трансформаторов тока

    Основными соображениями при выборе трансформатора тока 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)
    Поступающий от 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)

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

    1.11.2 Реальная выходная мощность (ВА)

    Реальная выходная мощность ТТ должна быть следующей по величине номинальной мощностью выше ожидаемой общей нагрузки 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 содержимого ↑


    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) срабатывает 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 — Рассчитайте 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 номинал 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
    • Фактическая выходная мощность: Обычно> 3 ВА для электромагнитного счетчика
      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 — Выбрать 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

    • Фактическая выходная мощность: обычно> 1 ВА для реле защиты цифрового типа
    • Используйте 2.5 ВА (это позволяет нагрузку на кабель 1,5 ВА 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 содержания ↑


    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 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 — Рассчитайте класс 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 A 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 содержимого ↑


    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 = класс точности
    • BU = максимальная нагрузка (Ом)

    2.1 Класс точности

    Обозначает точность вторичного 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
    0,5

    ± 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. . Максимальная нагрузка включает вторичный кабель / провод, соединители и нагрузку.

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

      903 907 907 907 907
      Ом 0,04 0,06 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28 0,32 9027 0,28 0,32 9027 0,72 0,80
      VA 1 1,5 2 3 4 5 6 7 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).

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *