Схема включения трехфазного счетчика с трансформаторами тока: Подключение счетчика через трансформаторы

Содержание

Способы подключения электросчетчиков к электросетям

По способу подключения к сети счетчики разделяют на 3 группы:
Счетчики непосредственного включения (прямого включения) — подключаются к сети напрямую, без измерительных трансформаторов. Выпускаются однофазные и трехфазные модели, для сетей 0,4/0,23 кВ на токи до 100 А.

Счетчики полукосвенного включения — подключаются к сети напрямую только обмотками напряжения, токовые обмотками подключаются через трансформаторы тока. Выпускаются только трехфазные модели (для электротранспорта существуют и однофазные) на напряжение 0,4 кВ. Величина измеряемого тока зависит от характеристик подключенных трансформаторов тока.

Счетчики косвенного включенияподключаются к сети через трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Выпускаются только трехфазные модели. Величина измеряемого тока и напряжения зависит от характеристик подключенных трансформаторов. Область применения — сети от 6 кВ и выше.

Схемы включения индукционных и электронных электросчётчиков абсолютно идентичны.

Схемы прямого (непосредственного) подключения электросчетчиков

Схема прямого подключения однофазного электросчетчика

 

Схема прямого подключения трехфазного электросчетчика к сети TNS

 

Схема прямого подключения трехфазного электросчетчика к сети TNС

 

 

Схемы полукосвенного (трансформаторного) подключения электросчетчиков

Схема полукосвенного (3-х трансформаторного) подключения трехфазного электросчетчика к сети TNS (без испытательной коробки)

 

8-проводная схема полукосвенного (3-х трансформаторного) подключения трехфазного электросчетчика к сети TNS через испытательную коробку

 

10-проводная схема полукосвенного (3-х трансформаторного) подключения трехфазного электросчетчика к сети TNS через испытательную коробку

 

Схема полукосвенного (3-х трансформаторного) подключения трехфазного электросчетчика к сети TNC (без испытательной коробки)
8-проводная схема полукосвенного (3-х трансформаторного) подключения трехфазного электросчетчика к сети TNC через испытательную коробку

10-проводная схема полукосвенного (3-х трансформаторного) подключения трехфазного электросчетчика к сети TNC через испытательную коробку

 

Схема полукосвенного (2-х трансформаторного) подключения трехфазного электросчетчика к сети TNS (без испытательной коробки)

 

Схема полукосвенного (2-х трансформаторного) подключения трехфазного электросчетчика к сети TNC через испытательную коробку

Схемы косвенного (трансформаторного) подключения электросчетчиков

Схема косвенного подключения трехфазного электросчетчика (без испытательной коробки)

8-проводная схема косвенного подключения трехфазного электросчетчика через испытательную коробку

10-проводная схема косвенного подключения трехфазного электросчетчика через испытательную коробку

 

 

Схема Подключения Счетчика Через Трансформаторы Тока Меркурий

Важно также выбрать оптимальное место в здании для монтажа счетчика.


Было решено провести электрификацию домов.

Не понял, как защищаются цепи напряжения счетчика? В том то все и дело, что председатель со своим электриком лоханулись и после установки шкафа не проверили схему подключения и не опламбировали счетчик.
Ноль в счётчик нельзя! Подключение PEN строго по ПУЭ.

Десятипроводная схема подключения считается наиболее распространенной. Основной ее плюс — гальваническая развязка измерительных и силовых цепей.

Подключить счетчик «Меркурий» АМ таким способом можно по различным схемам, в каждой из которых трансформаторы тока будут использоваться как своеобразный источник информации. К таковым относятся атомные, гидравлические и тепловые электростанции.

К ним можно провести монтаж проводов, у которых сечение составляет 15 м2. К таковым относятся атомные, гидравлические и тепловые электростанции.

Неисправности схемы присоединения: Окисление, а также ослабление контактов на выводах ТТ.

При выборе подходящего варианта подключения электросчетчика Меркурий в первую очередь исходят из соображений безопасности.

Подключение счетчика через трансформаторы тока своими руками

Схема подключения трансформатора тока

Обрыв или излом фазных проводников в цепях Uвтор. На эти клеммы приходит провод, который подключен к шинам питания V, а потом идет на прибор учета через перемычки.

По истечении определенного времени их следует проверять.

Аппарат не заменим при подключении эталонного или образцового прибора учета и позволяет с легкостью производить замену или поверку без отключения нагрузки на сеть. Подписывайтесь на наш канал!

Данные от клемм трансформаторов поступают на прибор учета, фиксирующий объем выработанной электрической энергии.


КИП также обладает функцией отключения цепи по каждой фазе.

Последние монтируют на крупных промышленных предприятиях, где присутствует высоковольтное соединение.

Также используется схема присоединения электросчетчика посредством трех ТН и двух ТТ.
Сборка трехфазного щита учета

Преимущества установки и эксплуатации изделия Меркурий 230

Каждая из них несет на себе информацию срока последней поверки с обозначением года и квартала, а также имеет печать поверяющей организации. Четные номера проводов соответствуют нагрузке, нечетные — вводу.

Мы обязательно Вам ответим. Для схемы обязательно присоединение всех трех элементов измерения счетчика с обязательным строгим соблюдением полярности и с чередованием фаз в прямом порядке относительно соответствующему U. При нарушении функции памяти необходимо выяснить сопутствующий код и перепрограммировать опцию.


Характеристики надежности электросчетчика «Меркурий» О качестве продукции ООО «НПК «Инкотекс» могут говорить следующие технические характеристики надежности: Минимальная наработка на отказ до часов; Интервал между поверками: 10 лет; Средний срок службы прибора— 30 лет; Гарантийный срок эксплуатации «Меркурий» составляет 3 года с даты выпуска. Показатели снимают в одном и в двух направлениях. Показатель именно этого напряжения фиксируется прибором учета.

Подключение трехфазного счетчика Меркурий через трансформаторы тока осуществляется по следующей схеме: Подключение «Меркурий » через трансформаторы тока Подключение электросчетчика «Меркурий » через ТТ Счетчик «Меркурий» имеет возможность тарифного учёта электроэнергии по зонам суток, учитывает потери и передает измерения и накопленную информацию об энергопотреблении по цифровым интерфейсным каналам. ИКК снабжена защитной прозрачной крышкой и устройством для опломбирования, винт со сквозным отверстием. Моно нотировать изменения при анализе журнала событий.

К таковым относятся атомные, гидравлические и тепловые электростанции. Наличие колодки существенно облегчает монтаж.

Важные ссылки


Счетчик «Меркурий»: подключение косвенное Подобный вариант подключения прибора учета не используется в бытовой сфере. Виды трехфазных электросчетчиков Различают 3 основных вида данного типа устройств: Косвенного подключения. В первом случае к распределительной коробке счетчика подводятся три провода от каждой из фазных линий плюс нейтраль и по две жилы от 3-х ТТ. Это помогает осуществлять замену и проверку схемы присоединения прибора, позволяет определить погрешность в измерениях непосредственно на месте установки электросчетчика при наличии нагрузочного тока без отключения потребителей. Наличие колодки существенно облегчает монтаж.

Что касается минусов, то это габаритные размеры и необходимость иметь опыт и навыки для установки оборудования данного типа. На сегодняшний день он устарел окончательно, несмотря на то что его можно встретить в реальных условиях. Счетчик подключается как прямым, так и трансформаторным способом: подключение трансформаторов тока к счетчику «Меркурий » позволяет учитывать электроэнергию на объектах, где высока токовая нагрузка. Прибор проводит фиксацию напряжения, появляющегося во время протекания электричества по вторичной обмотке. При работе с электрическими приборами, стоит использовать индикаторные отвертки, резиновые перчатки.

Легко переделать работу поможет небольшой запас в пределах мм при присоединении проводов к зажимам. При уровне напряжения более 6 кВ и выше применяются два трансформатора тока, это так по всей стране.
Подключение испытательной коробки (КИП). Схема #1

Подключение «Меркурий 230» через трансформаторы тока

Подключение электросчетчика через трансформаторы тока выполняется при помощи десятипроводного кабеля. Это помогает осуществлять замену и проверку схемы присоединения прибора, позволяет определить погрешность в измерениях непосредственно на месте установки электросчетчика при наличии нагрузочного тока без отключения потребителей.

Далее демонтируется старый счетчик.

Тем же способом крепятся два оставшихся контакта.

Данные от клемм трансформаторов поступают на прибор учета, фиксирующий объем выработанной электрической энергии. Одна из них — подсоединение посредством десяти отдельных проводящих жил. Как правило цепи напряжения выполняются тем же сечением, что и токовые цепи Как было написано выше цепи учета необходимо выводить на сборки зажимов или испытательные блоки, так что же представляет из себя испытательный блок?

Технические характеристики

Они возникают при неправильно собранной схеме. Напоминаем, что электромонтажные работы следует проводить только с полным соблюдением требований техники безопасности. На сегодняшний день он устарел окончательно, несмотря на то что его можно встретить в реальных условиях. При уровне напряжения более 6 кВ и выше применяются два трансформатора тока, это так по всей стране.

Различают однофазные и трехфазные, бытовые и промышленные приборы учета электроэнергии. По общему показателю тарифов и каждому отдельно из них индикация и информация фиксируются несколькими временными сроками. Это помогает осуществлять замену и проверку схемы присоединения прибора, позволяет определить погрешность в измерениях непосредственно на месте установки электросчетчика при наличии нагрузочного тока без отключения потребителей.

Александр, в примере 1 применяется трансформатор тока с двумя вторичными обмотками, поэтому и маркировка соответствующая. Трудно выявить во время работы электрический пробой внутри ТТ. Они бывают временные или носят постоянный характер.

Счетчик «Меркурий»: подключение косвенное Подобный вариант подключения прибора учета не используется в бытовой сфере. Для монтажа счетчика в разрыв цепи трансформаторов используют клеммы Л1 и Л2.

Как правильно установить и подключить трансформаторы тока

Как подключить счётчик через трансформатор тока

Не во всех случаях есть возможность измерять израсходованную электроэнергию с помощью простого подключения устройства учёта, то есть счётчика, в сеть. В электрических цепях с переменным напряжением 0,4 кВ (380 Вольт), силой тока больше чем 100 Ампер и с потреблением мощности соответственно больше 60 кВт применяется подключение трёхфазного электросчётчика через измерительный трансформатор тока. Такое подключение называется косвенным и только оно даёт точные показатели при измерении таких мощностей. Для начала перед рассмотрением самих схем соединения, нужно разобраться в принципе работы измерительного трансформатора.

Принцип работы измерительных трансформаторов

Принцип измерительного и обычного трансформатора тока (ТТ) не имеют различия кроме точности передачи тока во вторичной обмотке. Не измерительные ТТ применяются в цепях токовой релейной защиты, однако, в любом случае принцип их работы одинаков. По первичной обмотке, включенной последовательно в линию, будет протекать электрический ток такой же, как и в нагрузке. Иногда, это зависит от конструкции ТТ, первичной обмоткой может служить алюминиевая или медная шина, идущая от источника энергии, к потребителю. За счёт прохождения тока и наличия магнитопровода во вторичной обмотке возникает тоже ток но уже меньшей величины, который уже можно измерять с помощью обычных измерительных приборов, или же счётчиков. При расчете израсходованной электроэнергии нужно учитывать коэффициент, определяющий окончательную величину затрат. Фазный ток, протекающий по линии, будет в разы больше чем ток вторичной обмотки, и зависит он от коэффициента трансформации.

Таким образом, данная манипуляция и установленный трансформатор тока обеспечивает не только возможность измерять большие тока, но и способствуют безопасности проведения таких измерений.

Интересным является тот факт что все ТТ выдают при определённом номинале, на который он рассчитан в первичной обмотке, всего лишь 5 Ампер во вторичной. Например, если номинальный ток первичной обмотки будет 100А, то во вторичной будет 5 А. Если оборудование более мощное и выбирается измерительный трансформатор 500А, то всё равно коэффициент трансформации выбран таким образом, что во вторичной обмотке будет опять-таки 5 Ампер. Поэтому выбор счётчика здесь очевиден и несложен, главное, чтоб он был рассчитан на 5 Ампер. Вся ответственность лежит на выборе именно измерительного трансформатора. Ещё один важный фактор работы такой цепочки это частота переменного напряжения, она должна быть строго 50 Гц. Это стандартная величина частоты, которая чётко контролируется компанией поставщиком электроэнергии и её отклонение недопустимо для работы любого, применяемого в странах постсоветского пространства стандартного электрооборудования. По всей плане эта частота регламентируется другими величинами.

Одной из важных особенностей ТТ является также невозможность работы его без нагрузки, а когда это необходимо какими-либо мероприятиями, то стоит закоротить концы вторичной обмотки, чтобы не было пробоя. Ты даже представить себе не можешь, чем занимается голодный брат с сестренкой, который не видел её голой уже больше суток. Прямо здесь посмотреть можно видео бесплатно или скачать к себе на девайс. В коллекции всегда получится найти крутой свежий контент и получить просто максимальное наслаждение!.

Схема подключения к трёхфазной цепи

Существует несколько схем предназначенных для подключения счетчика через трансформаторы тока, вот самая распространённая из них

Как видно, измерительный трансформатор имеет клеммы, которые обозначены Л1 и Л2. Л1 обязательно подключается к источнику электроэнергии, а Л2 к нагрузке. Перепутывать их и переставлять местами нельзя.

А также имеются и клеммы идущие непосредственные на подключение непосредственно к счётчику, они обозначены как И1 и И2. Для цепей измерительного трансформатора рекомендуется использовать провода с сечением не меньше 2,5 мм2. Желательно иметь и выполнять монтаж соответствующего цвета проводами, для упрощения их коммутации. Стандартная раскраска жил и токоведущих шин:

  • Жёлтый — это фаза А;
  • Зелёный — В;
  • Красный — С;
  • Синий проводник или чёрный обозначает земляной или нулевой провод.

При монтаже лучше использовать клеммные коробки для соединения, чтобы было легче в случае неисправности производить диагностику или замену какого-либо узла или элемента. Это связано с тем что сами счётчики пломбируются.

Схема подключения соединенных ТТ звездой также применяется в электроустановках, как видно вторичная обмотка подлежит заземлению. Это делается для того, чтобы обезопасить, и устройства учета, и персонал обслуживающий их от возможного появления, в результате пробоя во вторичных цепях, высокого напряжения.

Недостатки такого подключения

  1. Ни в коем случае в трёхфазной цепи нельзя использовать трансформаторы с разными коэффициентами трансформации, подключаемые к одному и тому же счётчику.
  2. Существенный недостаток, который был замечен при применении устаревших индукционных электросчётчиков. При низких показателях тока в первичной цепи его вращающийся механизм может оставаться без движения, а значить не учитывать электроэнергию. Такой эффект получается из-за того, что сам индукционный прибор имеет значительное потребление и возникающий в его цепи ток уходил в его электромагнитный поток. С цифровыми современными приборами учёта такая ситуация невозможна.

Как подключить через ТТ счётчик в однофазной цепи

Очень редко появляется необходимость подключать счетчик через трансформаторы тока в однофазных сетях, так как токи в них не достигают больших величин. Но всё же если такая необходимость есть нужно воспользоваться схемой, приведённой ниже.

На рисунке «а» изображено обычное прямое подключение счётчика, на рисунке «б» через измерительный ТТ. Катушки напряжения в этих схемах подключены идентично, а вот токовые цепи подключаются через трансформатор тока. В таком случае производится гальваническая развязка, за счёт которой и возможно данное подключение.

В любом случае измерение затраченной электроэнергии необходимо, так как только так можно законно покупать этот вид продукции.

Схема подключения трехфазного счетчика: через трансформаторы, напрямую

Трехфазные сети в частные дома проводят нечасто, но все-таки, при большом планируемом потреблении разрешение можно получить. С одной стороны, это хорошо, так как есть возможность мощные приборы подключать к трехфазной цепи, то есть использовать провода меньшего сечения. С другой — сама схема сложнее, сложнее разбиение потребителей на группы, так как далеко не вся нагрузка трехфазная, а при использовании обычной техники нежелательно допускать перекос фаз. К тому же даже схема подключения трехфазного счетчика гораздо сложнее, чем однофазного. В общем, нет плюсов без минусов.

Содержание статьи

Типы трехфазных счетчиков

Вообще, тип счетчика, а иногда и его марка, указан в проекте электрификации. Очень редко случается, но у вас могут спросить, какой трехфазный счетчик вы желаете. Такие либеральные проэктанты встречаются крайне редко, и все же, стоит хоть немного разбираться в теме. Есть трехфазные счетчики для подключения трех и четырех проводов. Первые подключаются если нет «нулевого» повода. С этим разобраться несложно.

Далее необходимы выбрать тип счетчика:

  • Трехфазные счетчики прямого включения. Наиболее простое подключение, так как подсоединяются напрямую к сети. Мощность подключаемой нагрузки не более 60 кВт, ток не более 100 А. К ним можно подключать провода сечением 15 мм² (не более 25 мм²). Это ограничивает область применения — в основном их ставят в домах и квартирах, на небольших предприятиях.

    Выбор типа трехфазного счетчика зависит от потребления тока

  • Трехфазные счетчики косвенного включения. Их можно подключать только через трансформаторы тока и напряжения. Ставят обычно на предприятиях, потому что ограничений по мощности такой тип не имеет.
  • Полукосвенного (трансформаторного) подключения. Также требуют включения через трансформаторы, но не настолько мощные, как косвенные, поэтому могут применяться в частных домах. При определении платы за электроэнергию показания необходимо умножать на передаточный коэффициент.

Выбирать вам особо не придется, так как тип счетчика, обычно, тоже указывается в проекте. Для частных домов либо прямого, либо полукосвенного подключения, в квартирах преимущественно прямого. Прямое подключение проще в реализации (просто завести провода на клеммы), элементарно считать показания — просто списывать их. При установке полукосвенного счетчика, нужны трансформаторы тока (ТТ) или напряжения (зависит от проекта) и рекомендовано подключение через испытательную коробку. Под все эти устройства требуется место в щите. Что еще надо помнить, что при расчете показаний требуется учитывать коэффициент трансформации для каждой фазы. То есть, надо будет показания умножать на этот коэффициент.

Принцип работы  счетчика

Однофазные и трехфазные счетчики устроены по одному принципу. Разница только в том, что в сети 380 вольт учет ведется отдельно по каждой из фаз, а затем суммируется. Давайте разберемся, как работает счетчик для одной фазы, после чего понять устройство з-х фазного несложно. Ниже изображена блок-схема современного прибора с прямым подключением.

Клеммы для подключения проводов обычно располагаются в указанном на рисунке порядке, но лучше проверить по паспорту конкретного счетчика

Электронные модели

Электронные счетчики электроэнергии могут работать как в сетях переменного, так и в сетях постоянного тока. Постоянное напряжения обычно используется на предприятиях, так что для квартир и частных домов оно не слишком важно. Если сравнивать с электромеханическими моделями, по размерам электронные намного меньше, так как в них мало крупногабаритных элементов. Кроме того, они надежнее, так как нет подвижных деталей. Есть у электронных еще один плюс — они учитывают как активную, так и реактивную нагрузку (сумма индуктивной и емкостной составляющей).

Трансформатор напряжения подключен между фазой и нулем, трансформатор тока — в разрыв фазного проводника. Данные с трансформаторов передаются на преобразователь, где трансформируются в частотные сигналы и поступают в микроконтроллер. В нем расшифровываются показания и записываются в ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Параллельно микропроцессор руководит электронным реле и дисплеем.

Блок-схема электронного счетчика электроэнергии

Данные в ОЗУ сохраняются продолжительный период времени, записи делаются по типу дневника. В нем фиксируется расход электроэнергии по датам и времени, что позволяет провести анализ расхода. В некоторых модификациях, электронные трехфазные счетчики могут передавать информацию о расходе по специальному каналу. Этот канал может быть подключен к домашнему компьютеру, системе умный дом. При определенных настройках может автоматически передавать данные в абонентскую службу для проведения расчетов.

Еще одна функция электронных приборов учета — многотарифный учет. При наличии нескольких тарифных сеток, зависящих от времени, величина потребленной в разное время энергии, записывается в разные ячейки. При снятии показаний, данные списываются, умножаются на свой тариф. Использование многотарифного учета позволяет экономить на счетах за электричество.

Электромеханические или индукционные

Учет энергии в индукционных счетчиках построен на отслеживании параметров переменного магнитного поля, поэтому работать такие устройства могут только с переменным током.

Устройство индукционного электромеханического счетчика

Основной элемент индукционного 3-х фазного счетчика — специально сконструированный магнитопровод с прорезью. В прорезь вставляется край диска, закрепленного на оси. Через одну из катушек магнитопровода проходит ток, вторая подключена параллельно. К плоскости диска при помощи шестеренок подключен механический счетчик, отсчитывающий повороты диска.

Ток, проходя по магнитопроводу, создает магнитное поле, а оно вихревые потоки в алюминиевом диске. Взаимодействие магнитного поля и вихревых потоков создает крутящий момент, который заставляет диск крутиться вокруг своей оси. Чем больше сила тока, тем более мощное генерируется поле, тем быстрее вращается диск, тем быстрее сменяются показания на счетчике.

Схема подключения трехфазного счетчика прямого включения

Как уже сказано выше, подключение трехфазного счетчика прямого включения очень простое. Как и в случае с однофазным, к входным клеммам подключаются провода с вводного автомата. С выходных клемм уходят на нагрузку (обычно на противопожарное УЗО, а далее, уже на автоматы линий).

Схема подключения трехфазного счетчика прямого подключения

Обратите внимание, с выхода счетчика провод нейтрали заводится на шину. На другие устройства ноль подается с этой шины. Как видите, подключение совсем несложное. Важно не запутаться с фазами. Для этого лучше использовать цветные провода. Соблюдение цветовой маркировки в разы облегчает разводку электропроводки.

На схеме выше на счетчик заведено сразу четыре провода, включая нейтраль. И это правильно и резонно. Но есть и другая схема, по которой защитный PEN проводник подается не на счетчик, а заводится на шину, а с нее при помощи тонкого провода подается на соответствующий вход счетчика. Эта схема может существовать, так как в ПУЭ пункт 1.7.135 есть прямое указание на возможность такого подключения.  Даже есть счетчики под такую схему — с семью выходами (а не с восемью, как обычно). Например, Энергомера СЕ303-S34.

Вторая схема подключения трехфазного счетчика прямого типа

Но не все подразделения энергосбыта одобряют эту схему. Дело в том, что при таком подключении провод PEN можно отключить. В случае с однофазной сетью это приводит к останову счетчика. С трехфазными не так. Экран погаснет, но счетчик продолжит считать, так как для работы ему достаточно наличия трех фаз. Во всяком случае так утверждают производители. Вот только они не исключают того, что погрешность учета повысится. И никто не знает в какую сторону. Чтобы предотвратить остановку счетчика, некоторые подразделения Энергосбыта ставят три пломбы — как на рисунке выше. Самое неприятное в этом случае — опломбировка шины, ведь может понадобится вносить изменения в схему.

Через трансформаторы тока

При большом потреблении тока — более 100 А — счетчики прямого подключения работать не могут. В этом случае для частного дома рекомендовано подключение полукосвенного прибора учета через трансформаторы тока. Для этого подключения необходимы три трансформатора с определенными параметрами.

  • Коэффициент трансформации. Для определения этой характеристики необходимо посчитать максимальное потребление тока (не забудьте учесть пусковые токи). Эти данные вы подаете в проектную организацию, она рассчитывает требуемый коэффициент трансформации. Обычно это 100/5, но могут быть и другие. Полный перечень возможных вариантов в таблице ниже.

    Коэффициенты трансформации и сопротивление обмоток трансформаторов тока

  • Класс точности. Для того чтобы учет был с минимальными погрешностями, ищите трансформаторы с точностью 0,5S. При низком энергопотреблении (например, ночью или когда все на работе) они обеспечивают небольшую погрешность.

Для чего нужны трансформаторы тока при подключении счетчиков? Чтобы измерение потребленной электроэнергии было проще и дешевле. Если у вас максимальное потребление тока 100 А, соответственно, измерительный прибор (счетчик) должен быть рассчитан на прохождение такого тока. Обмотка измерительного прибора, которая выдержит 100 А, во-первых, будет дорогой, во-вторых, громоздкой. И провода для подключения такого прибора придется использовать очень толстые. В общем, неудобно и дорого. Трансформаторы тока подключаются к фазным, пропорционально преобразуют входной ток в меньший номинал и подают на стандартный измерительный прибор (счетчик в данном случае). Во сколько раз уменьшается ток и показывает коэффициент трансформации? Например, трансформатор с коэффициентом трансформации 40/5 уменьшает ток в 8 раз, 100/5 — в 20 раз.

А почему почти всегда ток уменьшается до 5 А? Это одна из стандартных величин, прописанная в нормативах. Могут быть еще варианты с 1 А, но они используются очень редко. Просто все измерительные приборы для трансформаторов тока выпускаются на 5 А или 1 А, все схемы строятся исходя из этого.

Трансформаторы тока и их подключение

Для корректной работы схемы необходимо строго соблюдать правила подключения трансформаторов. Трансформатор имеет следующие клеммы:

  • Л1 — для подключения фазного провода от входного автомата.
  • Л2 — подключают провод на нагрузку.
  • И1 и И2 — измерительные контакты для подключения клемм счетчика.

Что такое трансформатор тока для подключения счетчика

Весь потребляемый ток протекает по первичной обмотке трансформатора тока. Во вторичной обмотке возникает пропорционально уменьшенный ток, который идет на счетчик.

Вот так выглядит наглядная схема подключения 3-х фазного счетчика через ТТ

При вычислении расхода электроэнергии показания счетчика умножаются на коэффициент трансформации. Таким образом высчитывается реальный расход электричества. Все это так, но подключать трансформаторы можно по-разному.

Десятипроводная

Наиболее популярная схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы — десятипроводная. Она дает высокую степень защиты, так как цепи тока и напряжения разделены. Недостаток схемы — большое количество проводов, соответственно высокая вероятность неправильного подключения.

Десятипроводная схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Подключение происходит в следующем порядке:

  • С выхода защитного автомата фазные провода подаем на входные клеммы первичной обмотки трансформаторов тока. Обозначаются они Л1.
  • С выходов первичной обмотки трансформатора провода идут к нагрузке. Если говорит конкретно по приборам, после счетчика обычно ставят противопожарное УЗО. В этом случае выходы Л2 подают на входы этого устройства.
  • С клеммы И1 провод подаем на клемму для подключения первой фазы, со второго выхода этой фазы тянем провод на клемму И2. так подключаем все три фазы.
  • Нулевой провод  подключать можно двумя способами (описано для прямого подключения):
    • Если на счетчике есть две клеммы для нейтрали, заводим на N1, с выхода N2 подключаем к шине и далее разводку по схеме делаем с шины.
    • Если на счетчике только одна клемма для подключения нейтрали, сначала провод заводим на шину, с нее подаем на гнездо счетчика для подключения нуля.

В общем, вполне понятная и логичная схема, вот только проводов много. Чтобы не запутаться, собирайте схему последовательно. Сначала можно линейную часть, затем — измерительную. Или наоборот.

Звездой

Есть еще одна популярная схема подключения трехфазного счетчика — звездой. В этом случае все выхода измерительных обмоток трансформатора (И2) сходятся в одной точке.

Подключение счетчика электроэнергии через трансформаторы тока по схеме звезда

От описанной выше она отличается двумя моментами:

  • Все выходы измерительных обмоток трансформаторов подаются в последнее гнездо счетчика.
  • Все выходные гнезда для подключения фаз также соединяются между собой и подключаются в предпоследнее гнездо на счетчике. Туда же заводится провод с шины нейтрали.

При таком подключении проводов меньше, и обратите внимание, общая точка вторичных обмоток обязательно заземлена. Недостаток этой схемы — она слишком сложна для проверки.

Через испытательную колодку

Чтобы проще было проверять состояние трансформаторов тока, рекомендовано подключать трехфазный счетчик через испытательную колодку (называют еще испытательный блок). Как известно, оставлять вторичную обмотку без нагрузки нельзя, так как это приводит к ее пробою. При подключении трехфазного счетчика через испытательную колодку, закоротить вторичную обмотку трансформатора при необходимости легко — достаточно установить перемычку между гнездами.

Подключение через клеммную колодку

Испытательная клеммная колодка (блок) устанавливается только если используется десятипроводная схема подключения трехфазного счетчика. Сам блок ставится между счетчиком и трансформаторами.

Более наглядная схема подключения трехфазного счетчика через испытательный блок

Суть схемы не меняется, но в обслуживании узел учета проще. Всегда можно обесточить оборудование обеспечив видимый разрыв цепи. Это оборудование стоит не так много, обслуживание и измерения оно значительно упрощает. Вот только увеличивается число точек коммутации, но, в данном случае, этот недостаток не так критичен.

Как подключить трехфазный счетчик в однофазную сеть

Редко, но бывает, что есть трехфазный счетчик, а его надо установить в сеть 220 В. Это возможно, если прибор учета прямого включения. В этом случае подключается одна из фаз, остальные остаются просто незадействованными.

Схема подключения трехфазного счетчика в однофазную сеть

Само подключение несложное, но могут возникнуть проблемы с энергопоставляющей организацией. Они далеко не всегда принимают такое подключение. Обычно мотивируя тем, что остаются варианты для хищения электроэнергии.

Схемы включения однофазных и трехфазных электросчетчиков

Схемы включения однофазных и трехфазных электросчетчиков

Для определения и контроля количество потребленной электроэнергии необходимо выполнить грамотное подключение счетчика. Рассмотрим, как это сделать.

Посадочные отверстия для крепления обоих видов электросчётчиков тоже должны быть абсолютно одинаковы, однако некоторые производители не всегда придерживаются этого требования, поэтому иногда могут возникнуть проблемы с установкой электронного электросчётчика вместо индукционного именно в плане крепления на панели.

Зажимы токовых обмоток электросчётчиков обозначаются буквами Г (генератор) и Н (нагрузка). При этом генераторный зажим соответствует началу обмотки, а нагрузочный — ее концу.

При подключении счетчика необходимо следить за тем, чтобы ток через токовые обмотки проходил от их начал к концам. Для этого провода со стороны источника питания должны подключаться к генераторным зажимам (зажимам Г) обмоток, а провода, отходящие от счетчика в сторону нагрузки, должны быть подключены к нагрузочным зажимам (зажимам Н).

Для счетчиков, включаемых с измерительными трансформаторами, должна учитываться полярность как трансформаторов тока (ТТ), так и трансформаторов напряжения (ТН). Это особенно важно для трехфазных счетчиков, имеющих сложные схемы включения, когда неправильная полярность измерительных трансформаторов не всегда сразу обнаруживается на работающем счетчике.

Если счетчик включается через трансформатор тока, то к началу токовой обмотки подключается провод от того зажима вторичной обмотки трансформаторов тока, который однополярен с выводом первичной обмотки, подключенным со стороны источника питания. При этом включении направление тока в токовой обмотке будет таким же, как и при непосредственном включении. Для трехфазных счетчиков входные зажимы цепей напряжения, однополярные с генераторными зажимами токовых обмоток, обозначаются цифрами 1, 2, 3. Тем самым определяется заданный порядок следования фаз 1-2-3 при подключении счетчиков.

Основные схемы включения однофазных счетчиков

На рисунке 1 изображены принципиальные схемы включения однофазного счетчика активной энергии. Первая схема (а) – непосредственного включения – является наиболее распространенной. Иногда, однофазный электросчётчик включают и полукосвенно – с использованием трансформатора тока (б).

Рисунок 1. Схемы включения однофазного счетчика активной энергии: а — при непосредственном включении; б — при полукосвенном включении. Далее рассмотрим схемы включения трёхфазных электросчётчиков.

Самыми распространёнными являются схемы непосредственного (рис.2) и полукосвенного (рис.3) включения в четырехпроводную сеть:

Рисунок 2. Схема непосредственного включения трёхфазного счетчика активной энергии

Рисунок 3. Схема полукосвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии.

При полукосвенном включении используют трансформаторы тока. Выбор трансформаторов тока проводят исходя из потребляемой мощности. Промышленностью выпускаются трансформаторы тока с различным коэффициентом трансформации – 50/5, 100/5 …. 400/5 и т.д.

Основные схемы включения трёхфазных электросчётчиков

Кроме полукосвенной схемы, часто применяется и схема косвенного включения трёхфазных электросчётчиков. При этой схеме используют не только трансформаторы тока, но и трансформаторы напряжения.

На рисунке 4 показана схема включения с тремя однофазными трансформаторами напряжения в трёхпроводную сеть, первичные и вторичные обмотки которых соединены в звезду. При этом общая точка вторичных обмоток в целях безопасности заземляется. Это же относится и к вторичным обмоткам трансформаторов тока.

Здесь необходимо обратить внимание на наличие обязательной связи нулевого проводника сети с нулевым зажимом счетчика, т.к. отсутствие такой связи может вызывать дополнительную погрешность при учете энергии в сетях с несимметрией напряжений.

Рисунок 4. Схема косвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии в трёхпроводную сеть

Помимо трёхэлементных трёхфазных электросчётчиков, используют и двухэлементные. Принципиальные схемы включения трехфазного двухэлементного счетчика активной энергии типа САЗ (САЗУ) приведены на рисунке 5.

Здесь особо отметим, что к зажиму с цифрой 2 обязательно подключается средняя фаза, т.е. та фаза, ток которой к счетчику не подводится. При включении счетчика с трансформаторами напряжения зажим этой фазы заземляется.

На схеме заземлены зажимы со стороны источника питания (т.е. зажимы И1 трансформаторов тока), но можно было бы заземлять зажимы и со стороны нагрузки.

Счетчики типа САЗ применяются главным образом с измерительными трансформаторами (НТМИ), и поэтому приведенная схема является основной при учете активной энергии в электрических сетях 6 кВ и выше.

Рисунок 5. Схема полукосвенного включения трёхфазного двухэлементного счетчика активной энергии в трёхпроводную сеть

Необходимо отметить один момент, который я упустил раньше. Рабочее напряжение индукционных электросчётчиков, включаемых по схеме непосредственного и полукосвенного включения, равно 220/380 В. В схемах косвенного включения, т.е. с трансформаторами напряжения, применяют электросчётчики на рабочее напряжение 100 В. Некоторые электронные электросчётчики имеют диапазон входного напряжения 100-400 В, что теоретически позволяет использовать их в схемах с любым типом включения.

При монтаже учётов электроэнергии по схеме полукосвенного или косвенного включения, очень большое значение имеет правильное чередование фаз. Для определения чередования фаз применяют различные приборы, например Е-117 «Фаза-Н».

Схемы включения счетчиков реактивной энергии

Довольно часто, вместе с индукционными электросчётчиками активной энергии, применяют электросчётчики реактивной энергии.

На рисунке 6 приведены схемы полукосвснного включения счетчиков в четырехпроводную сеть (380/220 В). Эта схема требует для монтажа меньшего количества провода или контрольного кабеля. При ее сборке значительно уменьшается риск неправильного включения счетчиков, так как исключается несовпадение фаз (А, В, С) тока и напряжения.

Проверить правильность схемы можно упрощенными способами без снятия векторной диаграммы. Для этого достаточным является измерение фазных напряжений, определение порядка следования фаз и проверка правильности включения токовых цепей с помощью поочередного вывода двух элементов счетчиков из работы и фиксацией при этом правильного вращения диска.

Рисунок 6. Схема полукосвенного включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную сеть с совмещенными цепями тока и напряжения.

Недостаток схемы заключается в том, что проверка правильности включения токовых цепей вызывает необходимость трижды отключать потребителей и принимать особые меры по технике безопасности при производстве работ, так как вторичные цепи трансформаторов тока находятся под потенциалами фаз первичной сети.

Другим серьезным недостатком рассматриваемой схемы является то, что необходимо зануление или заземления вторичных обмоток измерительных трансформаторов.

В отличие от предыдущей схема на рисунке 7 имеет раздельные цепи тока и напряжения, поэтому она позволяет производить проверку правильности включения счетчиков и их замену без отключения потребителей, так как в этой схеме цепи напряжения могут быть отсоединены. Кроме этого, в ней соблюдены требования ПУЭ к занулению и заземлению вторичных обмоток трансформаторов тока.

Рисунок 7. Схема полукосвенного включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную сеть с раздельными цепями тока и напряжения.

И в заключение рассмотрим схему косвенного включения двухэлементных электросчётчиков активной и реактивной энергии в трехпроводную сеть свыше 1 кВ. Принципиальная схема данного включения приведена на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема косвенного включения двухэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в трехпроводную сеть свыше 1 кВ.

В данной схеме в качестве счетчика реактивной энергии принят двухэлементный электросчетчик с разделенными последовательными обмотками. Так как в средней фазе сети отсутствует трансформатор тока, то вместо тока Ib к соответствующим токовым обмоткам этого счетчика подведена геометрическая сумма токов Ia +Ic равная — Id.

На рисунке была показана схема включения с использованием трехфазного трансформатора напряжения типа НТМИ. На практике может применяться трехфазный трансформатор напряжения и с заземлением вторичной обмотки фазы В. Вместо трехфазного трансформатора напряжения также могут применяться два однофазных трансформатора напряжения, включенных по схеме открытого треугольника.

Как правило, схема включения счетчика обычно нанесена на крышке клеммной коробки. Однако, в условиях эксплуатации, крышка может оказаться снятой со счетчика другого типа. Поэтому необходимо всегда убедиться в достоверности схемы путем ее сверки с типовой схемой и с разметкой зажимов.

Монтаж цепей напряжения электросчётчика полукосвенного и косвенного включения должен выполняться в соответствии с ПУЭ — медным проводом сечением не менее 1,5 мм, а токовых цепей – сечением не менее 2,5 мм.

При монтаже электросчётчиков непосредственного включения, монтаж должен быть выполнен проводом, рассчитанным на соответствующий ток.

На этом обзор схем включения электросчётчиков будем считать оконченным. Разумеется, нами были рассмотрены далеко не все существующие схемы, а только те, которые наиболее часто используются на практике.

Ранее ЭлектроВести писали, что создана технология беспроводной передачи энергии на большие расстояния.

По материалам: electrik.info.

Самые распространенные схемы включения однофазных и трехфазных электросчетчиков

В этой статье мы рассмотрим основные схемы включения однофазных и трёхфазных электросчётчиков. Сразу хочу отметить, что схемы включения индукционных и электронных электросчётчиков абсолютно идентичны.

Посадочные отверстия для крепления обоих видов электросчётчиков тоже должны быть абсолютно одинаковы, однако некоторые производители не всегда придерживаются этого требования, поэтому иногда могут возникнуть проблемы с установкой электронного электросчётчика вместо индукционного именно в плане крепления на панели.

Зажимы токовых обмоток электросчётчиков обозначаются буквами Г (генератор) и Н (нагрузка). При этом генераторный зажим соответствует началу обмотки, а нагрузочный — ее концу.

При подключении счетчика необходимо следить за тем, чтобы ток через токовые обмотки проходил от их начал к концам. Для этого провода со стороны источника питания должны подключаться к генераторным зажимам (зажимам Г) обмоток, а провода, отходящие от счетчика в сторону нагрузки, должны быть подключены к нагрузочным зажимам (зажимам Н).

Для счетчиков, включаемых с измерительными трансформаторами, должна учитываться полярность как трансформаторов тока (ТТ), так и трансформаторов напряжения (ТН). Это особенно важно для трехфазных счетчиков, имеющих сложные схемы включения, когда неправильная полярность измерительных трансформаторов не всегда сразу обнаруживается на работающем счетчике.

Если счетчик включается через трансформатор тока, то к началу токовой обмотки подключается провод от того зажима вторичной обмотки трансформаторов тока, который однополярен с выводом первичной обмотки, подключенным со стороны источника питания. При этом включении направление тока в токовой обмотке будет таким же, как и при непосредственном включении. Для трехфазных счетчиков входные зажимы цепей напряжения, однополярные с генераторными зажимами токовых обмоток, обозначаются цифрами 1, 2, 3. Тем самым определяется заданный порядок следования фаз 1-2-3 при подключении счетчиков.

Основные схемы включения однофазных счетчиков

На рисунке 1 изображены принципиальные схемы включения однофазного счетчика активной энергии. Первая схема (а) – непосредственного включения – является наиболее распространенной. Иногда, однофазный электросчётчик включают и полукосвенно – с использованием трансформатора тока (б).

Рисунок 1. Схемы включения однофазного счетчика активной энергии: а — при непосредственном включении; б — при полукосвенном включении. Далее рассмотрим схемы включения трёхфазных электросчётчиков.

Самыми распространёнными являются схемы непосредственного (рис.2) и полукосвенного (рис.3) включения в четырехпроводную сеть:

Рисунок 2. Схема непосредственного включения трёхфазного счетчика активной энергии

Рисунок 3. Схема полукосвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии.

При полукосвенном включении используют трансформаторы тока. Выбор трансформаторов тока проводят исходя из потребляемой мощности. Промышленностью выпускаются трансформаторы тока с различным коэффициентом трансформации – 50/5, 100/5 …. 400/5 и т.д.

Основные схемы включения трёхфазных электросчётчиков

Кроме полукосвенной схемы, часто применяется и схема косвенного включения трёхфазных электросчётчиков. При этой схеме используют не только трансформаторы тока, но и трансформаторы напряжения.

На рисунке 4 показана схема включения с тремя однофазными трансформаторами напряжения в трёхпроводную сеть, первичные и вторичные обмотки которых соединены в звезду. При этом общая точка вторичных обмоток в целях безопасности заземляется. Это же относится и к вторичным обмоткам трансформаторов тока.

Здесь необходимо обратить внимание на наличие обязательной связи нулевого проводника сети с нулевым зажимом счетчика, т.к. отсутствие такой связи может вызывать дополнительную погрешность при учете энергии в сетях с несимметрией напряжений.

Рисунок 4. Схема косвенного включения трёхфазного счетчика активной энергии в трёхпроводную сеть

Помимо трёхэлементных трёхфазных электросчётчиков, используют и двухэлементные. Принципиальные схемы включения трехфазного двухэлементного счетчика активной энергии типа САЗ (САЗУ) приведены на рисунке 5.

Здесь особо отметим, что к зажиму с цифрой 2 обязательно подключается средняя фаза, т.е. та фаза, ток которой к счетчику не подводится. При включении счетчика с трансформаторами напряжения зажим этой фазы заземляется.

На схеме заземлены зажимы со стороны источника питания (т.е. зажимы И1 трансформаторов тока), но можно было бы заземлять зажимы и со стороны нагрузки.

Счетчики типа САЗ применяются главным образом с измерительными трансформаторами (НТМИ), и поэтому приведенная схема является основной при учете активной энергии в электрических сетях 6 кВ и выше.

Рисунок 5. Схема полукосвенного включения трёхфазного двухэлементного счетчика активной энергии в трёхпроводную сеть

Необходимо отметить один момент, который я упустил раньше. Рабочее напряжение индукционных электросчётчиков, включаемых по схеме непосредственного и полукосвенного включения, равно 220/380 В. В схемах косвенного включения, т.е. с трансформаторами напряжения, применяют электросчётчики на рабочее напряжение 100 В. Некоторые электронные электросчётчики имеют диапазон входного напряжения 100-400 В, что теоретически позволяет использовать их в схемах с любым типом включения.

При монтаже учётов электроэнергии по схеме полукосвенного или косвенного включения, очень большое значение имеет правильное чередование фаз. Для определения чередования фаз применяют различные приборы, например Е-117 «Фаза-Н».

Схемы включения счетчиков реактивной энергии

Довольно часто, вместе с индукционными электросчётчиками активной энергии, применяют электросчётчики реактивной энергии.

На рисунке 6 приведены схемы полукосвснного включения счетчиков в четырехпроводную сеть (380/220 В). Эта схема требует для монтажа меньшего количества провода или контрольного кабеля. При ее сборке значительно уменьшается риск неправильного включения счетчиков, так как исключается несовпадение фаз (А, В, С) тока и напряжения.

Проверить правильность схемы можно упрощенными способами без снятия векторной диаграммы. Для этого достаточным является измерение фазных напряжений, определение порядка следования фаз и проверка правильности включения токовых цепей с помощью поочередного вывода двух элементов счетчиков из работы и фиксацией при этом правильного вращения диска.

Рисунок 6. Схема полукосвенного включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную сеть с совмещенными цепями тока и напряжения.

Недостаток схемы заключается в том, что проверка правильности включения токовых цепей вызывает необходимость трижды отключать потребителей и принимать особые меры по технике безопасности при производстве работ, так как вторичные цепи трансформаторов тока находятся под потенциалами фаз первичной сети.

Другим серьезным недостатком рассматриваемой схемы является то, что необходимо зануление или заземления вторичных обмоток измерительных трансформаторов.

В отличие от предыдущей схема на рисунке 7 имеет раздельные цепи тока и напряжения, поэтому она позволяет производить проверку правильности включения счетчиков и их замену без отключения потребителей, так как в этой схеме цепи напряжения могут быть отсоединены. Кроме этого, в ней соблюдены требования ПУЭ к занулению и заземлению вторичных обмоток трансформаторов тока.

Рисунок 7. Схема полукосвенного включения трехэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в четырехпроводную сеть с раздельными цепями тока и напряжения.

И в заключение рассмотрим схему косвенного включения двухэлементных электросчётчиков активной и реактивной энергии в трехпроводную сеть свыше 1 кВ. Принципиальная схема данного включения приведена на рисунке 8.

Рисунок 8. Схема косвенного включения двухэлементных счетчиков активной и реактивной энергии в трехпроводную сеть свыше 1 кВ.

В данной схеме в качестве счетчика реактивной энергии принят двухэлементный электросчетчик с разделенными последовательными обмотками. Так как в средней фазе сети отсутствует трансформатор тока, то вместо тока Ib к соответствующим токовым обмоткам этого счетчика подведена геометрическая сумма токов Ia +Ic равная — Id.

На рисунке была показана схема включения с использованием трехфазного трансформатора напряжения типа НТМИ. На практике может применяться трехфазный трансформатор напряжения и с заземлением вторичной обмотки фазы В. Вместо трехфазного трансформатора напряжения также могут применяться два однофазных трансформатора напряжения, включенных по схеме открытого треугольника.

Как правило, схема включения счетчика обычно нанесена на крышке клеммной коробки. Однако, в условиях эксплуатации, крышка может оказаться снятой со счетчика другого типа. Поэтому необходимо всегда убедиться в достоверности схемы путем ее сверки с типовой схемой и с разметкой зажимов.

Монтаж цепей напряжения электросчётчика полукосвенного и косвенного включения должен выполняться в соответствии с ПУЭ — медным проводом сечением не менее 1,5 мм, а токовых цепей – сечением не менее 2,5 мм.

При монтаже электросчётчиков непосредственного включения, монтаж должен быть выполнен проводом, рассчитанным на соответствующий ток.

На этом обзор схем включения электросчётчиков будем считать оконченным. Разумеется, нами были рассмотрены далеко не все существующие схемы, а только те, которые наиболее часто используются на практике.

Электрик.Инфо

Схема подключения трансформатора тока — варианты подключения

Токовые трансформаторы являются важными защитным устройством релейного типа.

Схема подключения трансформатора тока предполагает использование первичной и вторичной обмотки с учетом коэффициента относительной погрешности.

В статье подробно о монтаже счетчика через трансформатор тока.

Схема подключения счетчика через трансформаторы тока

Установка электрического счетчика осуществляется в соответствии с основными правилами и требованиями, предъявляемыми к схеме подключения прибора. Счетчик устанавливается при температурном режиме не ниже 5оС.

Приборы энергоучета, наряду с любой другой электроникой, крайне тяжело переносят низкотемпературное воздействие. Установка электрического счетчика на улице потребует сооружения специального герметичного утепленного шкафа. Прибор учета фиксируется на высоте не более 100-170 см, что облегчает эксплуатацию и его обслуживание.

Схема подключения счетчиков МЕРКУРИЙ

Для самостоятельной установки необходимо приобрести электросчетчик и щиток, изоляционные автоматические материалы, кабеля и крепежные элементы, DIN-рейки, а также подготовить набор монтажного инструмента.

Подключение однофазного прибора

При монтаже однофазного прибора учета, особое внимание необходимо уделить порядку подключения кабелей на клеммные элементы:

  • на первую клемму производится подсоединение фазного провода. Вводимый кабель чаще всего обладает белым, коричневым или черным окрашиванием;
  • на вторую клемму осуществляется подключение фазного провода, испытывающего силовую нагрузку. Такой кабель обычно бывает белого, коричневого или черного цвета;
  • на третью клемму выполняется подсоединение электропровода «ноль». Этот вводной кабель имеет голубую или синевато-голубую маркировку;
  • на четвертую клемму производится подключение нулевого провода, имеющего голубое или синевато-голубое окрашивание.

Подключение однофазного прибора

Обеспечивать защиту на заземление для устанавливаемого и подключаемого электрического прибора учета не потребуется.

Следует отметить, что дополнительные участки подсоединения на однофазном электросчетчике являются вспомогательными, и обеспечивают эффективность эксплуатации или автоматизацию учета используемой электроэнергии.

Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Трёхфазные устройства учета электроэнергии комплектуются, как правило, DIN-рейкой, двумя видами панелей, которые прикрывают подключаемые клеммы, а также руководство и пломбы. Технология самостоятельной установки:

  • монтаж на DIN-рейке электрического щита вводного автомата и трехфазного счетчика электроэнергии;
  • спуск фиксаторов на оборотной стороне трёхфазного прибора энергоучета, с последующей установкой и поднятием фиксаторов;
  • подсоединение вводного автомата с необходимыми вводными клеммами на электросчетчике, в соответствии со схемой подключения.

Схема монтажа трехфазного счетчика

Удобным является использование токопроводящих жил из медных проводов, сечение которых не меньше, чем стандартные размеры вводного кабеля.

При прямом подсоединении трехфазного электрического счётчика, без применения вводной автоматизации, на соответствующие клеммы прибора подключаются одновременно провода «фаза» и «ноль».

Соединение обмоток реле и трансформаторов тока

Принцип воздействия токового трансформатора не имеет существенных отличий от подобных характеристик стандартного силового прибора. Особенностью первичной трансформаторной обмотки является последовательное включение в измеряемую электрическую цепь. Кроме всего прочего, обязательно присутствует замыкание на вторичную обмотку на разные, подключенные друг за другом приборы.

В полную звезду

В условиях стандартного симметричного уровня токового протекания, трансформатор устанавливается на всех фазах. В этом случае вторичная трансформаторная и релейная обмотка объединяются в звезду, а связка их нулевых точек выполняется посредством одной жилы «ноль», а зажимы на обмотках подсоединяются.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в полную звезду

Таким образом, трехфазное короткое замыкание характеризуется протеканием токов в обратном кабеле в условиях двух реле. Для двухфазного короткого замыкания, протекание тока отмечается в единственном или сразу в паре реле, согласно фазовому повреждению.

Любые замыкания, кроме «земля», сопровождаются протеканием в нулевом проводе токовой геометрической суммы в реле, приблизительно «О».

В неполную звезду

Особенностью двухфазной двухрелейной схемы подсоединения с образованием неполной звезды. К достоинствам такой схемы можно отнести реагирование на любой вид короткого замыкания, кроме земли фазы, а также вероятность применения данной схемы на междуфазных защитах.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Таким образом, в условиях различных типов короткого замыкания, токовые величины в реле, а также уровень его чувствительности, будут разнообразными.

Недостаток подсоединения в неполную звезду представлен слишком низким коэффициентом чувствительности, по сравнению со схемой полной звезды.

Проверка трансформатора на работоспособность требуется, если имеются подозрения на его неисправность. Как проверить трансформатор мультиметром – инструкцию вы найдете в статье.

Как правильно установить заземление на даче, расскажем тут.

Как правильно выбрать провод заземления и какие марки наиболее популярны, читайте далее.

Подсоединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

Токовые величины в реле проявляются исключительно при наличии однофазового и двухфазного короткого замыкания «земля».

Такой вариант находит широкое применение в защите от замыкания «земля».

В условиях нагрузки трехфазного и двухфазного короткого замыкания показатели IN=0.

Тем не менее, при наличии погрешности токовых трансформаторов, в реле наблюдается проявление небаланса или Iнб.

Подсоединение трансформаторов тока

В процессе выполнения последовательного подключения вторичной обмотки в условиях параллельного подсоединения, позволяет уменьшать трансформирующий коэффициент и увеличивать уровень тока на вторичной цепи. Первичные обмотки подсоединяются исключительно в последовательности, а вторичные — в любом положении.

Последовательное подсоединение

При варианте последовательного подключения токовых трансформаторов, обеспечивается повышение нагрузочных показателей. В этом случае применяются трансформаторы, имеющие идентичные показатели kТ.

Соединение обмоток трансформатора последовательно

При протекающем через прибор одинаковом токе, величина поделится на коэффициент два, а уровень нагрузки снизится в пару раз. Применение такой схемы актуально при подсоединении Y/D с целью обеспечения защиты дифференциального типа.

Если устройству требуется напряжение в 12 Вольт, необходимо подключать его через трансформатор. Трансформатор 220 на 12 Вольт – назначение и принцип действия рассмотрим подробно.

Об особенностях использования и монтажа шины заземления вы узнаете из этой информации.

Параллельное подсоединение

Такой вариант позволяет уменьшить показатели kТ.

При использовании токовых трансформаторов, обладающих одинаковым уровнем kТ, отмечается появление результативного трансформирующего коэффициента, сниженного в пару раз.

Таким образом, при последовательном подсоединении вторичных обмоток обеспечивается повышение уровня выходного напряжения и показателей мощности в условиях сохранения номинальных значений выходного тока.

Если обмотка вторичного типа на каждом трансформаторе предполагает напряжение на выход 6,0 В при номинальных токовых показателях 1,0 А, то последовательное подсоединение позволяет сохранить номинал, а уровень мощности повышается в два раза.

Параллельное подключение вторичной обмотки в таком варианте помогает обеспечивать показатели напряжения на выходе 6,0 В, а также уровень тока — в два раза выше.

Видео на тему

Использование трансформаторов напряжения — Continental Control Systems, LLC

Обзор

Счетчики

WattNode ® доступны в семи диапазонах напряжения до 600 В переменного тока между фазой и нейтралью, а также в моделях с широким диапазоном, которые работают от 100 до 600 В переменного тока. Для рабочего напряжения выше 600 В переменного тока используются трансформаторы напряжения или напряжения (ТН или ТН) для понижения напряжения до более низкого диапазона, который будет работать с измерителем WattNode. Трансформаторы используются для сетей среднего напряжения выше 600 В переменного тока, но иногда также и для трехфазных трехпроводных схем, соединенных треугольником.

WattNode ® для счетчиков BACnet ® , LonWorks и Modbus поддерживает соотношения PT и может масштабировать измерения внутри. Для более старых моделей и импульсных моделей потребуется внешнее масштабирование данных системой сбора данных.

Если вы используете WattNode ® для измерителя LonWorks ® , мы предлагаем вариант PT, который добавляет свойство конфигурации UCPTptRatio , которое настраивает коэффициент внешнего PT, позволяя измерителю автоматически масштабировать напряжение, показания мощности и энергии.

Масштабирование

Добавление трансформаторов напряжения снижает измеряемое линейное напряжение на коэффициент PT (скажем, 35: 1 для этого примера). Таким образом, напряжение 4200 В переменного тока становится 120 В переменного тока. Поскольку измеритель видит 120 В перем. Тока, многие измерения, которые он сообщает, будут низкими в 35 раз, если их не увеличить в 35 раз.

В частности, следующие величины масштабируются с помощью счетчика или извне (если применимо к вашему счетчику):

  • Напряжение
  • Мощность — поскольку мощность вычисляется из напряжения и тока.Сюда входят все значения реальной, реактивной и полной мощности.
  • Требование — это средняя мощность за интервал
  • Энергия — Включает все значения реальной, реактивной и полной энергии. При использовании счетчика импульсов умножьте масштабный коэффициент кВтч на коэффициент PT.

PT не влияют на измерения тока, частоты и коэффициента мощности.

Оборудование

CCS поставляет измеритель WattNode, рассчитанный на напряжение до 600 В переменного тока, и трансформаторы тока, рассчитанные на использование в цепях до 600 В переменного тока.Компания CCS не поставляет трансформаторы напряжения, предохранители или трансформаторы тока, рассчитанные на использование в цепях среднего напряжения, поэтому вам придется искать других поставщиков для этих компонентов.

Трансформаторы тока

Continental Control Systems не продает трансформаторы тока, рассчитанные на напряжение свыше 600 В переменного тока, поэтому необходимо использовать трансформаторы тока, рассчитанные на работу со средним напряжением. Большинство трансформаторов тока среднего напряжения выдают 5 ампер при полном номинальном токе. Например, вторичная обмотка ТТ с соотношением сторон 500: 5 будет выдавать 5 ампер, когда 500 ампер проходят через оконный проем ТТ (первичный).Выходной сигнал трансформатора тока с коэффициентом усиления 5 ампер можно измерить с помощью одного из наших трансформаторов тока, чтобы преобразовать выходной сигнал трансформатора тока с коэффициентом усиления 5 ампер в сигнал 0,333 В переменного тока. Типичные трансформаторы тока для этого приложения включают:

  • ACTL-0750-005 — Accu-CT ® с разъемным сердечником CT
  • CTT-0300-005 — одножильный (тороид) CT

Мы называем эту технику совмещением. Счетчики LonWorks (–FT10) показаны на следующих рисунках, но эта комбинированная схема работает с любыми типами счетчиков.

При совмещении ТТ трудно определить, в каком направлении должны быть обращены дополнительные ТТ, поэтому просто угадайте и установите их все в одном направлении. Если показания мощности отрицательные или светодиоды состояния мигают красным, поменяйте местами трансформаторы тока, поменяйте местами черный и белый провода или используйте регистр CtDirections (модели Modbus) для эффективного реверсирования трансформатора тока.

Когда вы используете два ТТ вместе, как это (ТТ с коэффициентом усиления в сочетании с ТТ на выходе по напряжению), вы должны использовать первичный ток коэффициента трансформации CT в качестве номинального значения тока полной шкалы для измерителя WattNode.Например, если ТТ среднего напряжения имеет соотношение 500: 5, используйте 500 в качестве номинального тока полной шкалы ТТ.

Цепи трансформатора потенциала

В этом разделе описаны наиболее часто встречающиеся типы услуг и каналы системного телефона. В нем приведены рекомендуемые схемы подключения и информация об измерениях. В большинстве случаев трансформаторы тока используются в цепях среднего напряжения в диапазоне от 2400 до 35000 В переменного тока, поэтому здесь будут показаны примеры среднего напряжения. Те же схемы можно использовать для трансформаторов низкого или высокого напряжения.

Трехпроводное соединение Delta

Многие службы среднего напряжения представляют собой трехпроводную схему подключения по схеме «треугольник» без нейтрального проводника. В них используется одна из следующих схем заземления:

  • Плавающий: Во многих случаях трансформаторы с обмоткой треугольником остаются незаземленными. Это имеет то преимущество, что позволяет замыканию на землю на одной из фаз отключать выключатель и нарушать работу.

Рисунок 1: Сетевой трансформатор: плавающий треугольник-треугольник

  • Заземление в углу: Один из углов, обычно фаза B, заземлен.

Рисунок 2: Сетевой трансформатор: треугольник-треугольник с заземлением в углу

  • Центр заземления: В этой конфигурации одна обмотка имеет центральный отвод, а центральная точка привязана к земле.
  • Другое: Возможны (хотя и редко) другие возможности, включая резистивное заземление и индуктивное заземление.

Все вышеперечисленные конфигурации заземления (включая плавающее) можно контролировать, как показано на Рис. 3 ниже.Здесь можно использовать двух- или трехэлементные ПП. Третий элемент PT является избыточным (ненужным) для этой конфигурации и показан на рисунке серым цветом. В результате заземления выхода фазы B ПТ измеритель WattNode будет регистрировать только напряжение, ток, мощность и энергию для двух фаз: фазы A и фазы C.

Теорема

Блонделя объясняет, что результаты суммы ( PowerSum и EnergySum ) являются точными для этой конфигурации. Однако заявленные мощность, реактивная мощность и коэффициент мощности для двух отдельных фаз могут оказаться несбалансированными, даже если фактическая нагрузка сбалансирована, поэтому в этой конфигурации значимы только суммы мощности и энергии.

Для моделей WattNode, которые не поддерживают схемы треугольника с межфазным напряжением 120 В перем. Тока, необходимо подключить провод измерительного прибора к нейтрали. Поэтому мы рекомендуем использовать фазу B в качестве опорной и подключать ее к земле и нейтрали. Это приведет к нулевым показаниям для фазы B на измерителе.

Примечание , первичные трансформаторы трансформатора тока контролируют межфазные напряжения среднего напряжения , , поэтому выберите коэффициент трансформации на основе межфазных напряжений.

Рисунок 3: Мониторинг цепи треугольника

Четырехпроводное соединение «звезда»

Это соединение звездой среднего напряжения с нейтральным проводом.Сетевой трансформатор может представлять собой трансформатор типа «звезда-треугольник» (показан ниже) или трансформатор «звезда-звезда».

Рисунок 4: Сетевой трансформатор: треугольник-звезда

Четырехпроводное соединение «звезда» отслеживается с помощью трехэлементной конфигурации PT, показанной на Рис. 5 ниже. Измеритель будет предоставлять показания напряжения, тока, мощности и энергии по фазам, масштабированные для соответствия измерениям среднего напряжения. (здесь остановлено jb)

В этой конфигурации первичные и вторичные обмотки СТ подключены по схеме «звезда».Если одна из сторон трансформатора тока соединена треугольником, это вызовет сдвиг фазы напряжения на 30 ° и неправильные показания.

Примечание , первичные трансформаторы трансформатора тока контролируют напряжения между фазами среднего напряжения и , а не линейные напряжения. Поэтому будьте осторожны, чтобы выбрать правильное соотношение PT. Например, если цепь среднего напряжения составляет 4160 / 2400Y (2400 В перем. Тока между фазой и нейтралью), вам потребуется соотношение PT 20: 1 для понижения напряжения до 120 В перем.

Рисунок 5: Контроль четырехпроводной схемы звезды с нейтралью

Трехпроводное соединение «звезда» (без нейтрали)

Это то же самое, что и для четырехпроводной схемы «звезда», за исключением того, что нейтральный провод не выводится на нагрузку.V A на землю, V B на землю и V C на землю почти равны. Если используется нейтраль, потенциал земли такой же, как у нейтрали.

Рисунок 6: Сетевой трансформатор: треугольник-звезда без нейтрали

Трехпроводное соединение «звезда» можно контролировать с помощью двух различных конфигураций СТ.

  • Двухэлементный PT: См. Рисунок 3: Мониторинг дельта-цепи .
  • Трехэлементный датчик температуры (выход «звезда»): Это предпочтительная конфигурация трансформатора тока, поскольку счетчик обеспечивает показания напряжения, тока, мощности и энергии по фазам для всех трех фаз.
В этой конфигурации первичные и вторичные обмотки PT подключены по схеме «звезда». Если бы одна сторона трансформатора тока была подключена по схеме треугольника, это привело бы к сдвигу фазы напряжения на 30 ° и неправильным показаниям.

Рисунок 7: Мониторинг трехпроводной схемы звезды без нейтрали

Примечание , первичные обмотки трансформаторов тока контролируют напряжения между фазами среднего напряжения , , а не , а не , линейные напряжения.Поэтому убедитесь, что выбрали правильное соотношение PT. Например, если цепь среднего напряжения представляет собой треугольник с 4160 В переменного тока между фазами, то напряжение между фазой и землей будет 2400 В переменного тока, и вам потребуется соотношение PT 20: 1 для понижения до 120 В переменного тока.

Не используйте схему в Рисунок 7 , если сеть среднего напряжения не исходит от распределительного трансформатора со звездообразной вторичной обмоткой, поскольку первичные напряжения РТ могут быть неопределенными или несовместимыми.

Настройка PT Ratio

Трансформаторы потенциала преобразуют среднее (или высокое) напряжение в сети в более низкое напряжение, совместимое с измерителями WattNode.PT описываются понижающим коэффициентом, как показано в следующей таблице общих коэффициентов.

PT Первичный
Напряжение
PT Вторичное напряжение
(фаза-нейтраль)
Pri: Sec = PT Ratio
2400 120 2400: 120 = 20
4200 120 4200: 120 = 35
4800 120 4800: 120 = 40
7200 120 7200: 120 = 60
8400 120 8400: 120 = 70
12000 120 12000: 120 = 100
14400 120 14400: 120 = 120

Значения PT Ratio — это просто первичное напряжение, деленное на вторичное напряжение.Например, 4200/120 = 35. В редких случаях также можно использовать обратный трансформатор тока для повышения более низкого напряжения, например с 12 В переменного тока до 120 В переменного тока, чтобы измеритель WattNode мог контролировать потребление энергии 12 или 24 В переменного тока. Это приведет к таким отношениям PT, как 0,1 (от 12 до 120 В переменного тока) или 0,2 (от 24 до 120 В переменного тока). В Соединенных Штатах и ​​Канаде большинство трансформаторов тока имеют вторичное напряжение 120 В переменного тока, поэтому мы предположили, что для этого дополнения. Если ваш СТ имеет другое вторичное напряжение, вам необходимо убедиться, что номинальное напряжение измерителя WattNode соответствует вторичному напряжению.В следующей таблице показаны некоторые возможные вторичные напряжения СТ и соответствующие модели WattNode, которые вы могли бы использовать.

Модель
Вторичное напряжение PT
(между фазами)
PT Вторичное напряжение
(фаза-нейтраль)
WattNode
120 69 Не поддерживается
208 120 WNC-3Y-208-FT10
230 132 WNC-3Y-208-FT10
400 230 WNC-3Y-400-FT10

Примечание: Поскольку CCS не предлагает модели с источником питания, который может работать от линейного напряжения 120 В переменного тока или 69 В переменного тока между фазой и нейтралью, может потребоваться привязать выходное напряжение одного ПТ к нейтраль и земля, как показано на Рисунок 3 .

WattNode для LonWorks — опция PT

Если у вас есть или вы заказываете WattNode для LonWorks с опцией PT, вы можете указать коэффициент PT, чтобы измеритель автоматически масштабировал значения напряжения, мощности и энергии.

После того, как вы определили правильное соотношение PT, запрограммируйте его в UCPTptRatio с помощью LonMaker ® , подключаемого модуля WattNode LNS ® или другого инструмента LonWorks. UCPTptRatio ограничен диапазоном 0.От 05 до 300. Если вы попытаетесь настроить значение меньше 0,05 или больше 300, измеритель вернется к коэффициенту PT, равному 1,0 (фактически без PT).

Если вы знаете коэффициент PT на момент заказа измерителя, вы можете указать это соотношение как часть опции, чтобы коэффициент был предварительно запрограммирован на заводе. Например, для PT с соотношением сторон 4200: 120 вы должны заказать следующее:

WNC-3Y-208-FT10 Опция PT = 35

Значение, следующее за «PT =», должно быть отношением в виде единственного числа.Не указывайте первичное напряжение или два числа, разделенных двоеточием.

Если вы не знаете коэффициент PT при заказе измерителя, добавьте к модели « Opt PT ». Измеритель будет поставляться с коэффициентом PT, равным 1,0, и его необходимо будет настроить на месте.

Вт, узел Modbus

Для измерителя WattNode Modbus нет опции PT . Однако вы все равно можете подключить счетчик к трансформаторам напряжения. Вам просто нужно будет масштабировать значения напряжения, мощности и энергии после того, как вы прочитаете их со счетчика.Ток и коэффициент мощности не нужно масштабировать на коэффициент PT. Например:

Вт, чтение узла Коэффициент PT Масштабируемое значение
121,3 В перем. Тока 35 4245,5 В перем. Тока
4500 Вт 35 157 500 Вт (157,5 кВт)
100 кВтч 35 3500 кВтч

Вт, импульсный узел

Для измерителя импульсов WattNode нет опции PT .Однако вы все равно можете подключить счетчик к трансформаторам напряжения. Вам просто нужно будет отрегулировать масштабные коэффициенты по коэффициенту PT. Например:

импульсов на
киловатт-час
Коэффициент PT масштабированных импульсов
на киловатт-час
400 35 400/35 = 11,429
100 35 100/35 = 2,857
Ватт-часов
за импульс
Коэффициент PT ватт-часов
на импульс
2.5 35 2,5 * 35 = 87,5
10 35 10 * 35 = 350,0

Банкноты

Энергетический опрокидыватель

Модели WattNode для LonWorks и WattNode Modbus имеют внутреннюю точку восстановления энергии 100 ГВтч (100000000 кВтч). Когда энергия достигает точки опрокидывания, она сбрасывается до нуля (как показания счетчика пробега до нуля). Обычно для достижения этой точки опрокидывания требуются годы, но с Option PT опрокидывание может происходить гораздо чаще.

Например, в крайнем случае, при максимальном коэффициенте PT 300, трансформаторы тока на 5000 ампер и очень высокой продолжительной нагрузке 75% от максимальной, энергия может достичь 100 ГВтч всего за 30 дней.

Более реалистичным примером может быть коэффициент PT 60 (7200 В перем. Тока) и трансформаторы тока на 2000 ампер, что приводит к переключению примерно раз в год.

PT Бремя

Счетчик WattNode будет питаться от вторичных трансформаторов СТ, поэтому вам нужно будет выбрать ПТ с достаточно высокой нагрузочной способностью.Модели WattNode потребляют от 2 до 4 ВА при коэффициенте мощности (PF) от 0,6 до 0,8, поэтому для них требуется трансформатор напряжения, рассчитанный на такую ​​нагрузку.

Существуют стандартные буквенные коды IEEE / ANSI C57.13 для ПК, рассчитанных на работу с различными нагрузками. Нестандартные ПТ уточняйте у производителя.

  • Вт: 12,5 ВА при 0,10 PF. Счетчики WattNode потребляют намного меньше 12,5 ВА, но коэффициент мощности измерителя намного выше 0,10, поэтому точность ПТ может быть снижена.
  • X: 25 ВА при 0,70 PF. Это может легко обеспечить измеритель WattNode.
  • M: 35 ВА при 0,20 пФ. Счетчики WattNode потребляют намного меньше 35 ВА, но коэффициент мощности измерителя выше 0,20, поэтому точность ПТ может быть снижена.
  • Y: 75 ВА при 0,85 PF. Это может легко обеспечить измеритель WattNode.
  • Z: 200 ВА при 0,85 PF. Это может легко обеспечить измеритель WattNode.

Ключевые слова: ПТ, ПТ, трансформатор напряжения, ТН, ТН, трансформатор напряжения, измерительный трансформатор

См. Также

Мониторинг только одной или двух из трех фаз

Вопросы

«Из-за нехватки места мы можем установить только два трансформатора тока (ТТ) для контроля трехфазной цепи.Есть ли поправочный коэффициент, который мы можем использовать для компенсации мониторинга только двух из трех фаз? »

«Что, если мы будем контролировать только одну из трех фаз?»

Ответ

Для симметричных трехфазных четырехпроводных (звездообразных) цепей каждый трансформатор тока измеряет ровно одну треть общего тока. Поэтому, если вы измеряете две из трех фаз, вы должны умножить свои результаты на 1,5, чтобы масштабировать показания до правильного значения. Если вы измеряете только одну фазу, вам нужно умножить на 3, чтобы получить правильное значение.

Ограничения

Существует несколько различных способов разбалансировки трехфазной цепи, которые могут снизить точность при таком подходе:

  • Нагрузка может быть несбалансированной. Трехфазные двигатели, как правило, хорошо сбалансированы, но другие нагрузки могут отсутствовать. Если ваша нагрузка на самом деле состоит из нескольких нагрузок (например, при мониторинге трехфазного подключения к полу здания), тогда существует высокая вероятность дисбаланса.
  • Напряжение от нейтрали (или земли) к каждой фазе может быть несимметричным.Всегда есть небольшой дисбаланс, но он может быть больше в зависимости от сервиса и других нагрузок. Например, если напряжение одной фазы на 1,0% выше, чем напряжение других фаз, и вы не контролируете одну фазу с высоким уровнем, ваши показания мощности будут ниже на 0,5%.
  • В редких случаях однофазное напряжение может быть заземлено (это называется «заземленный треугольник» или «заземленная ветвь»). В этом случае измеритель WattNode будет измерять нулевую мощность на заземленной фазе, поэтому простое решение — контролировать две другие фазы и исключить поправочный коэффициент, равный 1.5. В этом случае вы должны контролировать обе активные фазы (незаземленные) для получения точных результатов.

Рекомендации

Если возможно, вам следует использовать портативный анализатор мощности или мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что нагрузка достаточно хорошо сбалансирована. С помощью анализатора мощности вы можете измерить мощность на каждой фазе и сравнить. С помощью цифрового мультиметра вы можете проверить напряжения фаза-нейтраль или фаза-земля, чтобы убедиться, что они очень похожи. Если у вас есть измеритель с токовыми клещами, вы также можете проверить ток в каждой фазе, чтобы убедиться, что они хорошо сбалансированы.

Разве теорема Блонделя не позволяет использовать два трансформатора тока для контроля трехфазной трехпроводной (треугольник) цепи?

Да, это означает, что можно спроектировать счетчик только с двумя элементами (и только с двумя трансформаторами тока) для контроля трехпроводной схемы треугольника. Но это не значит, что все счетчики могут этим воспользоваться. Чтобы использовать теорему Блонделя, одну из трех фаз необходимо использовать в качестве контрольной точки, так что две другие фазы измеряются относительно этой контрольной точки.

Архитектура счетчиков WattNode серий WNB и WNC позволяет использовать только землю или нейтраль в качестве опорных точек, но не одну из фаз напряжения. Следовательно, теорема Блонделя не может быть применена к этой серии измерителей WattNode, позволяющих использовать два трансформатора тока для трехпроводных незаземленных схем треугольника. Как отмечалось выше, если ваша нагрузка сбалансирована, вы можете использовать только один ТТ и умножить показания на 3. Или использовать два ТТ и умножить показания на 1,5.

Однако в приложениях, использующих трансформаторы напряжения (ТП), вторичная обмотка ТП может быть подключена к проводам для обеспечения контрольной точки.Следовательно, в этом приложении измерители серий WNB и WNC могут использоваться только с двумя трансформаторами тока. См. Рисунок 3: Мониторинг схемы треугольника на странице «Использование трансформаторов напряжения».

Измерители серии WND могут измерять трехфазные, трехпроводные, треугольные, четырехпроводные, треугольные и заземленные треугольником, используя только два трансформатора тока.

См. Также

Основы трансформатора тока

и трансформатор тока

Трансформатор тока ( C.T. ) — это тип «измерительного трансформатора», который предназначен для выработки переменного тока во вторичной обмотке, который пропорционален току, измеряемому в первичной обмотке. Трансформаторы тока снижают токи высокого напряжения до гораздо меньшего значения и обеспечивают удобный способ безопасного контроля фактического электрического тока, протекающего в линии передачи переменного тока, с помощью стандартного амперметра. Принцип работы основного трансформатора тока немного отличается от принципа действия обычного трансформатора напряжения.

Типовой трансформатор тока

В отличие от трансформатора напряжения или мощности, рассмотренного ранее, трансформатор тока состоит только из одного или нескольких витков в качестве первичной обмотки.Эта первичная обмотка может быть либо с одним плоским витком, либо с катушкой из сверхпрочного провода, намотанной вокруг сердечника, либо просто проводником или шиной, проходящей через центральное отверстие, как показано.

Из-за такой конструкции трансформатор тока часто называют «последовательным трансформатором», поскольку первичная обмотка, у которой не более нескольких витков, соединена последовательно с токонесущим проводником, питающим нагрузку.

Однако вторичная обмотка может иметь большое количество витков катушки, намотанных на многослойный сердечник из магнитного материала с низкими потерями.Этот сердечник имеет большую площадь поперечного сечения, так что создаваемая плотность магнитного потока низкая при использовании провода с гораздо меньшей площадью поперечного сечения, в зависимости от того, насколько ток должен быть понижен, когда он пытается вывести постоянный ток, независимо от подключенного нагрузка.

Вторичная обмотка будет подавать ток либо на короткое замыкание в виде амперметра, либо на резистивную нагрузку, пока индуцированное во вторичной обмотке напряжение не станет достаточно большим, чтобы насытить сердечник или вызвать отказ из-за чрезмерного пробоя напряжения.

В отличие от трансформатора напряжения, первичный ток трансформатора тока не зависит от тока вторичной нагрузки, а управляется внешней нагрузкой. Вторичный ток обычно составляет 1 ампер или 5 ампер для больших номинальных значений первичного тока.

Существует три основных типа трансформаторов тока: обмотка , тороидальный и бар .

  • Трансформатор тока с обмоткой — первичная обмотка трансформатора физически соединена последовательно с проводником, по которому проходит измеряемый ток, протекающий в цепи.Величина вторичного тока зависит от коэффициента трансформации трансформатора.
  • Тороидальный трансформатор тока — не содержат первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой проходит ток, протекающий в сети, проходит через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе. Некоторые трансформаторы тока имеют «разъемный сердечник», который позволяет его открывать, устанавливать и закрывать без отключения цепи, к которой они подключены.
  • Трансформатор тока стержневого типа
  • — этот тип трансформатора тока использует фактический кабель или шину главной цепи в качестве первичной обмотки, что эквивалентно одному витку.Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения системы и обычно прикрепляются болтами к токоведущему устройству.

Трансформаторы тока могут снижать или «понижать» уровни тока с тысяч ампер до стандартного выходного сигнала с известным коэффициентом до 5 или 1 ампер для нормальной работы. Таким образом, с трансформаторами тока можно использовать небольшие и точные приборы и устройства управления, поскольку они изолированы от любых высоковольтных линий электропередач. Существует множество измерительных приложений и применений для трансформаторов тока, таких как ваттметры, измерители коэффициента мощности, ватт-часы, защитные реле или в качестве катушек отключения в магнитных выключателях или автоматических выключателях.

Трансформатор тока

Обычно трансформаторы тока и амперметры используются вместе как согласованная пара, в которой конструкция трансформатора тока такова, что обеспечивает максимальный вторичный ток, соответствующий полному отклонению амперметра. В большинстве трансформаторов тока существует приблизительное обратное соотношение витков между двумя токами в первичной и вторичной обмотках. Вот почему калибровка ТТ обычно выполняется для определенного типа амперметра.

Большинство трансформаторов тока имеют стандартный номинальный ток вторичной обмотки 5 ампер, при этом первичный и вторичный токи выражаются в виде отношения, например 100/5. Это означает, что первичный ток в 20 раз больше, чем вторичный ток, поэтому, когда по первичному проводнику протекает 100 ампер, во вторичной обмотке протекает ток 5 ампер. Трансформатор тока, скажем, 500/5, будет производить 5 ампер во вторичной обмотке и 500 ампер в первичном проводе, что в 100 раз больше.

Увеличивая количество вторичных обмоток, Ns, вторичный ток может быть намного меньше, чем ток в измеряемой первичной цепи, потому что по мере увеличения Ns Is уменьшается на пропорциональную величину.Другими словами, количество витков и ток в первичной и вторичной обмотках связаны обратной пропорцией.

Трансформатор тока, как и любой другой трансформатор, должен удовлетворять уравнению ампер-виток, и из нашего руководства по трансформаторам напряжения с двойной обмоткой мы знаем, что это отношение витков равно:

откуда получаем:

Коэффициент тока устанавливает коэффициент витков, и, поскольку первичная обмотка обычно состоит из одного или двух витков, в то время как вторичная обмотка может иметь несколько сотен витков, соотношение между первичной и вторичной обмотками может быть довольно большим.Например, предположим, что номинальный ток первичной обмотки составляет 100 А. Вторичная обмотка имеет стандартный номинал 5А. Тогда соотношение между первичным и вторичным токами составляет 100 А к 5 А, или 20: 1. Другими словами, первичный ток в 20 раз больше вторичного.

Однако следует отметить, что трансформатор тока номиналом 100/5 не то же самое, что трансформатор тока номиналом 20/1 или делениями 100/5. Это связано с тем, что соотношение 100/5 выражает «номинальный входной / выходной ток», а не фактическое соотношение первичного и вторичного токов.Также обратите внимание, что количество витков и ток в первичной и вторичной обмотках связаны обратной пропорцией.

Но относительно большие изменения в соотношении витков трансформаторов тока могут быть достигнуты путем изменения витков первичной обмотки через окно ТТ, где один виток первичной обмотки равен одному проходу, а более одного прохода через окно приводит к изменению электрического коэффициента.

Так, например, трансформатор тока с отношением, скажем, 300 / 5A, можно преобразовать в другой, равный 150 / 5A или даже 100 / 5A, пропустив основной первичный проводник через его внутреннее окно два или три раза, как показано.Это позволяет трансформатору тока с более высоким значением обеспечивать максимальный выходной ток для амперметра при использовании в линиях первичного тока меньшей мощности.

Коэффициент трансформации первичной обмотки трансформатора тока

Трансформатор тока Пример №1

Стержневой трансформатор тока с 1 витком на первичной обмотке и 160 витками на вторичной обмотке должен использоваться со стандартным диапазоном амперметров с внутренним сопротивлением 0,2 Ом. Амперметр должен обеспечивать отклонение на полную шкалу, когда первичный ток составляет 800 ампер.Рассчитайте максимальный вторичный ток и вторичное напряжение на амперметре.

Вторичный ток:

Напряжение на амперметре:

Мы видим выше, что, поскольку вторичная обмотка трансформатора тока подключена к амперметру, который имеет очень маленькое сопротивление, падение напряжения на вторичной обмотке составляет всего 1,0 В при полном первичном токе.

Однако, если амперметр был удален, вторичная обмотка фактически размыкается, и, таким образом, трансформатор действует как повышающий трансформатор.Частично это связано с очень большим увеличением намагничивающего потока во вторичном сердечнике, поскольку реактивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки влияет на вторичное индуцированное напряжение, поскольку во вторичной обмотке отсутствует противодействующий ток, предотвращающий это.

В результате во вторичной обмотке индуцируется очень высокое напряжение, равное отношению: Vp (Ns / Np), развиваемое во вторичной обмотке. Так, например, предположим, что наш трансформатор тока, показанный выше, используется на трехфазной линии электропередачи на 480 вольт на землю.Следовательно:

Это высокое напряжение связано с тем, что соотношение вольт на виток почти постоянно в первичной и вторичной обмотках, и, поскольку Vs = Ns * Vp, значения Ns и Vp являются высокими значениями, поэтому Vs чрезвычайно велико.

По этой причине трансформатор тока никогда не должен оставаться разомкнутым или работать без нагрузки, когда через него протекает основной первичный ток, так же как трансформатор напряжения никогда не должен работать в режиме короткого замыкания. Если необходимо снять амперметр (или нагрузку), сначала следует замкнуть клеммы вторичной обмотки, чтобы исключить риск поражения электрическим током.

Это высокое напряжение возникает из-за того, что, когда вторичная обмотка разомкнута, железный сердечник трансформатора работает с высокой степенью насыщения, и ничто не может его остановить, он производит аномально большое вторичное напряжение, и в нашем простом примере выше это было рассчитано на 76,8кВ !. Это высокое вторичное напряжение может повредить изоляцию или вызвать поражение электрическим током при случайном прикосновении к клеммам трансформатора тока.

Переносные трансформаторы тока

Сейчас доступно множество специализированных типов трансформаторов тока.Популярный и портативный тип, который можно использовать для измерения нагрузки цепи, называется «клещами», как показано на рисунке.

Токоизмерительные клещи открываются и закрываются вокруг проводника с током и измеряют его ток, определяя магнитное поле вокруг него, обеспечивая быстрое измерение, обычно на цифровом дисплее, без отключения или размыкания цепи.

Помимо ручных зажимов CT, доступны трансформаторы тока с разъемным сердечником, у которых один конец съемный, так что провод нагрузки или сборную шину не нужно отсоединять для их установки.Они доступны для измерения токов от 100 до 5000 ампер с размером квадратного окна от 1 дюйма до более 12 дюймов (от 25 до 300 мм).

Подводя итог, можно сказать, что трансформатор тока (CT) — это тип измерительного трансформатора, используемый для преобразования первичного тока во вторичный ток через магнитную среду. Его вторичная обмотка затем обеспечивает значительно пониженный ток, который можно использовать для обнаружения условий перегрузки по току, минимального тока, пикового или среднего тока.

Первичная обмотка трансформатора тока

A всегда соединена последовательно с главным проводником, поэтому она также называется последовательным трансформатором.Номинальный вторичный ток составляет 1 А или 5 А для простоты измерения. Конструкция может состоять из одного первичного витка, как в тороидальных, кольцевых или стержневых типах, или нескольких витков первичной обмотки, обычно для низких отношений тока.

Трансформаторы тока предназначены для использования в качестве устройств пропорционального регулирования тока. Следовательно, вторичная обмотка трансформатора тока никогда не должна работать в разомкнутой цепи, так же как трансформатор напряжения никогда не должен работать в режиме короткого замыкания.

Очень высокое напряжение возникает из-за разрыва вторичной цепи трансформатора тока под напряжением, поэтому их клеммы должны быть закорочены, если амперметр должен быть удален или когда ТТ не используется, перед подачей питания на систему.

В следующем уроке о трансформаторах мы рассмотрим, что происходит, когда мы соединяем вместе три отдельных трансформатора по схеме звезды или треугольника, чтобы получить более мощный силовой трансформатор, называемый трехфазным трансформатором , который используется для питания трехфазных источников питания.

Отправить отзыв и предложения

послать Закрывать

Спасибо за отзыв!

В нашу команду было отправлено письмо с вашим отзывом.

Произошла ошибка при обработке вашей информации.

Приносим извинения за неудобства и уведомили члена команды.

Закрывать

Rep Наши продукты

Вы заинтересованы в представлении CaptiveAire и продаже нашей продукции?
Заполните следующую форму, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

0/500

Какое у вас образование?

0/500

Какие территории продаж вас интересуют?

0/500

Какие продуктовые линейки вас интересуют?

0/1000

Есть ли у вас еще какие-нибудь комментарии?

послать Закрывать

Мы искали везде, но не смогли найти эту страницу.

Может быть, его поразил один из наших высокоэффективных вытяжных вентиляторов.

Возможно, вы хотите перейти на главную страницу?

Электрические датчики: трансформаторы напряжения (ТТ) и трансформаторы тока (ТТ) | Системы измерения и контроля электроэнергии

Две «переменные процесса», на которые мы больше всего полагаемся в области электрических измерений и управления, — это напряжение , и ток , . По этим первичным переменным мы можем определить импеданс, реактивное сопротивление, сопротивление, а также обратные величины этих величин (проводимость, проводимость и проводимость).

Другие датчики, более общие для общих измерений процесса, такие как температура, давление, уровень и расход, также используются в электроэнергетических системах, но их описания в других главах этой книги достаточно, чтобы избежать повторения в этой главе.

В электроэнергетике используются два распространенных типа электрических датчиков: трансформаторы напряжения (PT) и трансформаторы тока (CT) . Это электромагнитные трансформаторы с прецизионным передаточным числом, используемые для понижения высоких напряжений и больших токов до более разумных уровней для использования панельных приборов для приема, отображения и / или обработки.

Трансформаторы потенциала

Электроэнергетические системы обычно работают при опасно высоком напряжении. Было бы непрактично и небезопасно подключать приборы, монтируемые на панели, непосредственно к проводам энергосистемы, если напряжение этой энергосистемы превышает несколько сотен вольт. По этой причине мы должны использовать специальный тип понижающего трансформатора, называемый трансформатором потенциала , чтобы уменьшить и изолировать высокое линейное напряжение энергосистемы до уровней, безопасных для ввода панельных приборов.

Здесь представлена ​​простая диаграмма, показывающая, как высокое фазное и линейное напряжение трехфазной системы питания переменного тока может быть измерено низковольтными вольтметрами с помощью понижающих трансформаторов напряжения:

Трансформаторы потенциала в электроэнергетике обычно называют блоками «PT». Следует отметить, что термин «трансформатор напряжения» и связанное с ним сокращение VT становятся популярными как замена «трансформатору напряжения» и PT.

При включении вольтметра, который, по сути, является разомкнутой цепью (очень высоким сопротивлением), ПТ ведет себя как источник напряжения для приемного прибора, посылая на этот прибор сигнал напряжения, пропорциональный напряжению энергосистемы.

На следующей фотографии показан трансформатор напряжения, измеряющий напряжение между фазой и землей в трехфазной системе распределения электроэнергии. Нормальное фазное напряжение в этой системе составляет 7,2 кВ (трехфазное линейное напряжение 12,5 кВ), а нормальное вторичное напряжение трансформатора тока составляет 120 вольт, что требует соотношения 60: 1 (как показано на стороне трансформатора):

Любое выходное напряжение этого ПТ будет \ (1 \ более 60 \) от фактического фазного напряжения, что позволяет панельным приборам считывать точно масштабированную пропорцию 7.Фазное напряжение 2 кВ (типовое) безопасно и эффективно. Например, вольтметр, установленный на панели, имел бы шкалу, показывающую 7200 вольт, когда его фактическое входное напряжение на клеммах составляло всего 120 вольт. Это аналогично показывающему измерителю 4–20 мА со шкалой, обозначенной в единицах «PSI» или «Градусы Цельсия», поскольку аналоговый сигнал 4–20 мА просто представляет собой некоторую другую физическую переменную, измеряемую технологическим датчиком. Здесь физической переменной, воспринимаемой трансформатором напряжения, по-прежнему является напряжение, только с соотношением 60: 1 больше, чем то, что получает прибор, установленный на панели.Подобно стандарту аналогового сигнала 4–20 мА постоянного тока, широко распространенному в обрабатывающей промышленности, 115 или 120 вольт является стандартным выходным напряжением трансформатора напряжения, используемым в электротехнической промышленности для представления нормального напряжения энергосистемы.

На следующей фотографии показан комплект из трех ТТ, используемых для измерения напряжения на шине подстанции 13,8 кВ. Обратите внимание на то, как каждый из этих PT оснащен двумя двумя изолированными высоковольтными клеммами для облегчения измерения между фазами (линейное напряжение), а также между фазой и землей:

Здесь представлена ​​еще одна фотография трансформаторов напряжения, на которой показаны три больших трансформатора тока, используемых для точного изменения фазных напряжений на землю для каждой фазы системы 230 кВ (линейное напряжение 230 кВ, фазное напряжение 133 кВ) вплоть до 120 вольт. для панельных приборов для мониторинга:

Свободно свисающий провод соединяет одну сторону первичной обмотки каждого трансформатора с соответствующим фазным проводом шины 230 кВ.Другой вывод первичной обмотки каждого СТ подключается к общей нейтральной точке, образуя массив трансформаторов СТ, соединенных звездой. Клеммы вторичной обмотки этих ПТ подключаются к двухпроводным экранированным кабелям, по которым сигналы 120 В передаются обратно в диспетчерскую, где они подключаются к различным приборам. Эти экранированные кабели проходят через подземный канал для защиты от погодных условий.

Как и в случае с предыдущим ПТ, стандартное выходное напряжение этих больших ПТ составляет 120 В, что соответствует соотношению витков трансформатора около 1100: 1.Это стандартизованное выходное напряжение 120 вольт позволяет использовать ПТ любого производителя с приемными приборами любого производства, так же как стандарт 4-20 мА для аналоговых промышленных приборов обеспечивает «взаимодействие» между марками и моделями различных производителей.

Особой формой измерительного трансформатора, используемого в системах с очень высоким напряжением, является трансформатор напряжения с емкостной связью , или CCVT. В этих чувствительных устройствах используется последовательно соединенный набор конденсаторов, делящих напряжение линии электропередачи до меньшего количества, прежде чем оно будет понижено электромагнитным трансформатором.Здесь представлена ​​упрощенная схема CCVT вместе с фотографией трех CCVT, расположенных на подстанции:

Трансформаторы тока

По тем же причинам, по которым необходимо использовать измерительные трансформаторы напряжения (напряжения), мы также видим использование трансформаторов тока для снижения высоких значений тока и изоляции высоких значений напряжения между проводниками системы электроснабжения и панельными приборами.

Здесь показана простая диаграмма, иллюстрирующая, как линейный ток трехфазной системы питания переменного тока может быть измерен слаботочным амперметром с использованием трансформатора тока:

При включении амперметра, что, по сути, является коротким замыканием (очень низкое сопротивление), трансформатор тока ведет себя как источник тока для приемного прибора, посылая на этот прибор токовый сигнал, пропорциональный силе тока в сети.

Обычно трансформатор тока состоит из железного тороида, выполняющего роль сердечника трансформатора. Этот тип ТТ не имеет первичной «обмотки» в обычном понимании этого слова, а использует сам линейный провод в качестве первичной обмотки. Линейный провод, проходящий один раз через центр тороида, функционирует как первичная обмотка трансформатора с ровно 1 «витком». Вторичная обмотка состоит из нескольких витков провода, намотанного вокруг тороидального магнитопровода:

На виде конструкции трансформатора тока показано наматывание вторичных витков вокруг тороидального магнитопровода таким образом, что вторичный проводник остается параллельным первичному (силовому) проводнику для хорошей магнитной связи:

С силовым проводом, служащим одновитковой обмоткой, несколько витков вторичного провода вокруг тороидального сердечника ТТ делают его функционирующим как повышающий трансформатор по напряжению и как понижающий трансформатор с относительно тока.Коэффициент трансформации трансформатора тока обычно определяется как отношение полного линейного тока проводника к 5 ампер, что является стандартным выходным током для силовых трансформаторов тока. Следовательно, трансформатор тока с соотношением 100: 5 выдает 5 ампер, когда силовой провод несет 100 ампер.

Коэффициент трансформации трансформатора тока предполагает опасность, достойную внимания: если вторичная обмотка трансформатора тока под напряжением когда-либо разомкнута, она может выработать чрезвычайно высокое напряжение, пытаясь протолкнуть ток через воздушный зазор этой разомкнутой цепи. .Вторичная обмотка ТТ, находящаяся под напряжением, действует как источник тока, и, как и все источники тока, она будет развивать настолько большой потенциал (напряжение), насколько это возможно при разомкнутой цепи. Учитывая возможность высокого напряжения системы питания, контролируемой трансформатором тока, и соотношение витков трансформатора тока с большим количеством витков во вторичной обмотке, чем в первичной, способность трансформатора тока работать как повышающий напряжение трансформатора представляет собой значительную опасность.

Как и любой другой источник тока, короткое замыкание на выходе ТТ не представляет опасности.Только обрыв цепи представляет опасность повреждения. По этой причине цепи трансформатора тока часто оснащаются закорачивающими перемычками и / или закорачивающими выключателями , которые позволяют техническим специалистам замкнуть вторичную обмотку трансформатора тока перед отключением любых других проводов в цепи. В последующих подразделах эта тема будет рассмотрена более подробно.

Трансформаторы тока производятся в широком диапазоне размеров для различных применений. Вот фотография трансформатора тока с табличкой «паспортная табличка» со всеми соответствующими спецификациями.На этой паспортной табличке коэффициент тока указан как «100/5», что означает, что этот трансформатор тока будет выдавать ток 5 ампер, когда через силовой провод, проходящий через центр тороида, протекает 100 ампер:

Черно-белая пара проводов, выходящая из этого ТТ, передает сигнал переменного тока от 0 до 5 ампер на любой контрольный прибор, масштабированный до этого диапазона. Этот прибор будет видеть \ (1 \ более 20 \) (т.е. \ (5 \ более 100 \)) тока, протекающего через силовой провод.

На следующих фотографиях контрастируют два разных стиля трансформаторов тока: один с «окном», через которое может быть пропущен любой проводник, а другой со специальной шиной, закрепленной через центр, к которой проводники присоединяются с обоих концов.Оба стиля обычно используются в электроэнергетике и действуют одинаково:

Вот фотография некоторых гораздо более крупных трансформаторов тока, предназначенных для установки внутри «вводов» большого автоматического выключателя, хранящихся на деревянном поддоне:

Установленные трансформаторы тока выглядят как цилиндрические выступы у основания каждого изолятора высоковольтного выключателя. На этой конкретной фотографии показан гибкий кабелепровод, идущий к каждому проходному изолятору трансформатора тока, по которому вторичные сигналы слаботочного трансформатора тока передаются к клеммной колодке внутри панели на правом конце выключателя:

Сигналы от вводов трансформаторов тока на выключателе могут быть подключены к устройствам защитного реле для отключения выключателя в случае любого ненормального состояния.Если не используются, вторичные клеммы ТТ просто закорачиваются на панели.

Здесь показан комплект из трех очень больших трансформаторов тока, предназначенных для установки на вводы силового трансформатора высокого напряжения. Каждый из них имеет текущий коэффициент понижения от 600 до 5:

.

На этой следующей фотографии мы видим крошечный трансформатор тока, предназначенный для измерений слабого тока, закрепленный на проводе, по которому проходит ток всего несколько ампер. Этот конкретный трансформатор тока сконструирован таким образом, что он может быть закреплен на существующем проводе для временных тестовых целей, а не представляет собой сплошной тороид, через который провод должен быть пропущен через него для более постоянной установки:

Коэффициент этого трансформатора тока 3000: 1 понижает сигнал переменного тока с 5 А до 1.667 мА переменного тока.

На этой последней фотографии показан трансформатор тока, используемый для измерения линейного тока в распределительном устройстве подстанции 500 кВ. Настоящая катушка трансформатора тока расположена внутри красного корпуса в верхней части изолятора, где проходит силовой провод. Высокий изолятор обеспечивает необходимое разделение между проводником и землей внизу, чтобы предотвратить «скачок» высокого напряжения на землю по воздуху:

Полярность трансформатора

Важной характеристикой для идентификации трансформаторов в энергосистемах — как силовых трансформаторов, так и измерительных трансформаторов — является полярность .Сначала может показаться неуместным говорить о «полярности», когда мы знаем, что имеем дело с переменными напряжениями и токами , но на самом деле под этим словом подразумевается фазировка . Когда несколько силовых трансформаторов соединены между собой для разделения нагрузки или для формирования трехфазной трансформаторной решетки из трех однофазных трансформаторных блоков, очень важно, чтобы фазовые соотношения между обмотками трансформатора были известны и четко обозначены. Кроме того, нам необходимо знать фазовое соотношение между первичной и вторичной обмотками (катушками) измерительного трансформатора, чтобы правильно подключить его к принимающему прибору, например, защитному реле.Для некоторых инструментов, таких как простые индикаторные измерители, полярность (фазировка) не важна. Для других приборов, сравнивающих фазовые отношения двух или более сигналов, полученных от измерительных трансформаторов, правильная полярность (фазировка) имеет решающее значение.

Маркировка полярности для любого трансформатора может быть обозначена несколькими различными способами:

Знаки следует интерпретировать с точки зрения полярности напряжения , а не тока. Чтобы проиллюстрировать использование «испытательной схемы», подающей кратковременный импульс постоянного тока на трансформатор от небольшой батареи:

Обратите внимание, как на вторичной обмотке трансформатора возникает падение напряжения той же полярности, что и на первичную обмотку импульсом постоянного тока: как для первичной, так и для вторичной обмоток стороны с точками имеют одинаковый положительный потенциал.

Если аккумулятор перевернуть и испытание будет выполнено снова, сторона каждой обмотки трансформатора, отмеченная точкой, будет отрицательной:

Если мы поменяем местами подключение вторичной обмотки к резистору и восстановим все напряжения и токи, мы увидим, что точка полярности всегда представляет общий потенциал напряжения, независимо от полярности источника:

Следует отметить, что в этом методе тестирования батареи и переключателя должна использоваться батарея низкого напряжения, чтобы избежать остаточного магнетизма в сердечнике трансформатора.Одиночная 9-вольтовая сухая батарея хорошо работает с чувствительным измерителем.

Трансформаторы с несколькими вторичными обмотками действуют одинаково, при этом маркировка полярности каждой вторичной обмотки имеет ту же полярность, что и любая другая обмотка:

Чтобы еще раз подчеркнуть этот важный момент: точки полярности трансформатора всегда относятся к напряжению, а не к току. Полярность напряжения на обмотке трансформатора всегда будет соответствовать полярности любой другой обмотки того же трансформатора по отношению к точкам.Однако направление тока через обмотку трансформатора зависит от того, работает ли данная обмотка в качестве источника или нагрузки . Вот почему во всех предыдущих примерах видно, что токи идут в противоположных направлениях (в точку, из точки) от первичной к вторичной, а полярности напряжения соответствуют точкам. Первичная обмотка трансформатора работает как нагрузка (ток обычного протока, протекающий через положительный вывод), в то время как его вторичная обмотка функционирует как источник (ток обычного протока, вытекающий из положительного вывода).

Полярность трансформатора очень важна в электроэнергетике, поэтому были придуманы термины для обозначения разной полярности обмоток трансформатора. Если точки полярности для первичной и вторичной обмоток расположены на одной и той же физической стороне трансформатора, это означает, что первичная и вторичная обмотки намотаны в одном направлении вокруг сердечника, и это называется вычитающим трансформатором . Если точки полярности расположены на противоположных сторонах трансформатора, это означает, что первичная и вторичная обмотки намотаны в противоположных направлениях, и это называется добавочным трансформатором .Термины «аддитивный» и «вычитающий» имеют большее значение, когда мы рассматриваем эффекты каждой конфигурации в заземленной системе переменного тока. Следующие примеры показывают, как напряжения могут складываться или вычитаться в зависимости от фазового соотношения первичной и вторичной обмоток трансформатора:

Трансформаторы

, работающие при высоком напряжении, обычно проектируются с вычитающей ориентацией обмоток, просто чтобы минимизировать диэлектрическое напряжение, оказываемое на изоляцию обмоток от межобмоточных напряжений.Измерительные трансформаторы (PT и CT) по соглашению всегда вычитаются .

Когда три однофазных трансформатора соединены между собой, образуя трехфазный трансформатор, полярность обмоток должна быть правильно ориентирована. Обмотки в сети треугольником должны быть подключены таким образом, чтобы отметки полярности двух обмоток не совпадали друг с другом. Изогнутые стрелки нарисованы рядом с каждой обмоткой, чтобы подчеркнуть соотношение фаз:

Обмотки в звездообразной сети должны быть подключены таким образом, чтобы все метки полярности были обращены в одном направлении по отношению к центру звезды (обычно все метки полярности были направлены от центра):

Несоблюдение этих фазовых соотношений в группе силовых трансформаторов может привести к катастрофическому отказу, как только трансформаторы будут под напряжением!

На следующей фотографии показана схема большого силового трансформатора электросети, оборудованного несколькими трансформаторами тока, постоянно установленными в проходных изоляторах (точки, в которых силовые проводники проходят через стальной кожух блока силового трансформатора).Обратите внимание на сплошные черные квадраты, обозначающие одну сторону каждой вторичной обмотки ТТ, а также одну сторону каждой первичной и вторичной обмоток в этом трехфазном силовом трансформаторе. Сравнивая расположение этих черных квадратов, мы можем сказать, что все трансформаторы тока, а также сам силовой трансформатор намотаны как вычитающих устройств:

Пример важности маркировки полярности для подключения измерительных трансформаторов можно увидеть здесь, где пара трансформаторов тока с равным передаточным числом соединена параллельно для управления общим прибором, который должен измерять разницу в токе вход и выход из груза:

Правильно подключенный, как показано выше, измеритель в центре схемы регистрирует только разницу в выходном токе двух трансформаторов тока.Если ток в нагрузке точно равен току на выходе из нагрузки (что должно быть), и два трансформатора тока точно согласованы по соотношению витков, измеритель получит нулевой чистый ток. Если, однако, в нагрузке возникает замыкание на землю, в результате чего больше тока поступает, чем выходит из нее, то дисбаланс токов ТТ будет регистрироваться измерителем и, таким образом, указывать на состояние неисправности в нагрузке.

Предположим, однако, что техник по ошибке подключил один из этих блоков ТТ задним ходом.Если мы рассмотрим получившуюся схему, мы увидим, что измеритель теперь воспринимает сумму линейных токов, а не разницу , как должно:

Это приведет к тому, что измеритель будет ложно показывать дисбаланс тока в нагрузке, когда его нет.

Безопасность измерительного трансформатора

Трансформаторы потенциала (ТН или ТН) имеют тенденцию вести себя как источники напряжения по отношению к приборам измерения напряжения, которыми они управляют: выходной сигнал ТН должен быть пропорциональным представлением напряжения энергосистемы.Напротив, трансформаторы тока (ТТ) имеют тенденцию вести себя как источники тока по отношению к приборам измерения тока, которыми они управляют: выходной сигнал ТТ должен быть пропорциональным представлением тока энергосистемы. На следующих схематических диаграммах показано, как должны вести себя СТ и ТТ при закупке соответствующих инструментов:

В соответствии с этим принципом трансформаторов тока как источников напряжения и трансформаторов тока как источников тока, вторичная обмотка трансформатора тока не должна иметь короткого замыкания, а вторичная обмотка трансформатора тока не должна быть разомкнута! Короткое замыкание вторичной обмотки PT может привести к возникновению в цепи опасного тока, поскольку PT будет пытаться поддерживать значительное напряжение на очень низком сопротивлении.Разрыв вторичной обмотки ТТ может привести к возникновению опасного напряжения между клеммами вторичной обмотки, поскольку ТТ будет пытаться пропустить значительный ток через очень высокое сопротивление.

Вот почему вы никогда не увидите предохранителей во вторичной цепи трансформатора тока. Такой плавкий предохранитель, когда он перегорел, представлял бы большую опасность для жизни и имущества, чем замкнутая цепь с любым током, который мог бы собрать трансформатор тока.

В то время как рекомендация никогда не замыкать выход ПТ имеет смысл для любого студента, изучающего электричество или электронику, который был натренирован никогда не замыкать накоротко аккумулятор или лабораторный источник питания, рекомендация никогда не размыкать цепь ТТ с питанием часто требует пояснений.Поскольку трансформаторы тока преобразуют ток, значение их выходного тока, естественно, ограничивается фиксированным соотношением линейного тока силового проводника. То есть короткое замыкание вторичной обмотки ТТ , а не приведет к большему выходному току этого ТТ, чем то, что он будет выдавать на любой нормальный токоизмерительный прибор! Фактически, трансформатор тока испытывает минимальную «нагрузку» при подаче питания на короткое замыкание, потому что ему не нужно выдавать какое-либо существенное напряжение для поддержания такого количества вторичного тока.Только тогда, когда трансформатор тока вынужден выводить ток через значительный импеданс, он должен «усердно работать» (то есть выводить больше мощности), генерируя значительное вторичное напряжение вместе с вторичным током.

Скрытая опасность трансформатора тока подчеркивается проверкой соотношения его первичного и вторичного витков. Одиночный проводник, пропущенный через апертуру трансформатора тока, действует как обмотка с одним витком, в то время как несколько витков провода, намотанного вокруг тороидального сердечника трансформатора тока, обеспечивают коэффициент, необходимый для понижения тока от линии питания к приемному устройству. .Однако, как знает каждый студент, изучающий трансформаторы, в то время как вторичная обмотка, имеющая больше витков провода, чем первичная обмотка , понижает ток на , тот же самый трансформатор, наоборот, на понижает напряжение на . Это означает, что трансформатор тока с разомкнутой цепью ведет себя как повышающий трансформатор напряжения. Учитывая тот факт, что измеряемая линия электропередачи обычно изначально имеет опасно высокое напряжение, перспектива того, что измерительный трансформатор повысит это напряжение еще выше, действительно отрезвляет.Фактически, единственный способ гарантировать, что трансформатор тока не будет выдавать высокое напряжение при питании от сети, — это поддержать его вторичную обмотку под нагрузкой с низким импедансом.

Также обязательно, чтобы все вторичные обмотки измерительного трансформатора были прочно. заземлены , чтобы предотвратить возникновение опасно высокого напряжения на клеммах прибора из-за емкостной связи с силовыми проводниками. Заземление должно выполняться только в одной точке в каждой цепи измерительного трансформатора, чтобы предотвратить образование контуров заземления и потенциально вызвать ошибки измерения.Предпочтительным местом для этого заземления является первая точка использования, то есть клеммная колодка, устанавливаемая на приборной панели или на панели, куда попадают вторичные провода измерительного трансформатора. Если между измерительным трансформатором и приемным прибором имеются какие-либо тестовые переключатели, заземление должно быть выполнено таким образом, чтобы при размыкании тестового переключателя вторичная обмотка трансформатора не оставалась плавающей (незаземленной).

Выключатели для проверки измерительных трансформаторов

Соединения между измерительными трансформаторами и приемными приборами, такими как монтируемые на панели счетчики и реле, должны время от времени прерываться для проведения испытаний и других функций технического обслуживания.Аксессуар, который часто можно увидеть в панелях силовых приборов, — это блок тестовых переключателей , состоящий из серии рубильников. Фотография испытательного блока переключателей производства ABB представлена ​​здесь:

Некоторые из этих рубильников служат для отключения трансформаторов напряжения (ТН) от приемных устройств, установленных на этой релейной панели, в то время как другие рубильники в той же группе служат для отключения трансформаторов тока (ТТ) от приемных приборов, установленных на той же панели.

Для дополнительной безопасности на блоке переключателей могут быть установлены крышки для предотвращения случайного срабатывания или электрического контакта. Некоторые крышки тестовых переключателей даже запираются на замок для дополнительной защиты от доступа.

Испытательные переключатели, используемые для отключения трансформаторов напряжения (ТТ) от датчиков напряжения, представляют собой не что иное, как простые однополюсные однонаправленные (SPST) рубильники, как показано на этой схеме:

Разрыв цепи трансформатора напряжения не представляет опасности, поэтому для отключения ПТ от приемного прибора не требуется ничего особенного.

Здесь представлена ​​серия фотографий, показывающих работу одного из этих рубильников, от замкнутого (в рабочем состоянии) слева до разомкнутого (отключенного) справа:

Испытательные переключатели, используемые для отключения трансформаторов тока (ТТ) от токовых датчиков, однако, должны быть специально сконструированы так, чтобы избежать размыкания цепи ТТ при отключении из-за опасности высокого напряжения, создаваемой разомкнутыми вторичными обмотками ТТ. Таким образом, испытательные переключатели ТТ предназначены для короткого замыкания на выходе ТТ перед размыканием соединения с устройством измерения тока.Это достигается за счет использования специального рубильного рубильника , переключающего перед разрывом :

Здесь представлена ​​серия фотографий, показывающих работу рубильного рубильника, от замкнутого (в рабочем состоянии) слева до закороченного (разомкнутого) справа:

Закорачивающее действие происходит на листе из пружинной стали, контактирующем с движущимся лезвием ножа в кулачковой прорези возле шарнира. Обратите внимание, как лист соприкасается с кулачком ножа на правой и средней фотографиях, но не на левой фотографии.Этот металлический лист соединяется с основанием рубильника, прилегающим справа (другой полюс цепи ТТ), образуя короткое замыкание между выводами ТТ, необходимое для предотвращения дуги, когда рубильник размыкает цепь на приемный прибор.

Пошаговая последовательность иллюстраций показывает, как эта закорачивающая пружина предотвращает размыкание цепи ТТ при размыкании первого переключателя:

Обычно не замыкающий переключатель в паре тестовых переключателей ТТ оснащается «тестовым разъемом», позволяющим вставить дополнительный амперметр в схему для измерения сигнала ТТ.Этот испытательный домкрат состоит из пары пластин из пружинной стали, контактирующих друг с другом в середине размаха рубильника. Когда рубильник находится в разомкнутом положении, металлические листы продолжают обеспечивать непрерывность после разомкнутого рубильника. Однако, когда специальный штекер адаптера амперметра вставляется между пластинами, раздвигая их, цепь разрывается, и ток должен течь через два штыря тестового штекера (и в тестовый амперметр, подключенный к этому штекеру).

Пошаговая последовательность иллюстраций показывает, как тестовое гнездо поддерживает целостность разомкнутого рубильника, а затем позволяет вставить тестовый щуп и амперметр, не разрывая цепь ТТ:

При использовании такого испытательного щупа ТТ необходимо тщательно проверить электрическую целостность амперметра и измерительных проводов перед тем, как вставлять щуп в испытательные гнезда.Если случится «обрыв» где-либо в цепи амперметра / вывода, опасная дуга разовьется в точке «обрыва» в момент, когда испытательный щуп раздвигает металлические пластины испытательного разъема! Всегда помните, что находящийся под напряжением трансформатор тока опасен при разомкнутой цепи, поэтому ваша личная безопасность зависит от постоянного поддержания непрерывности электрической цепи в цепи трансформатора тока.

На этой фотографии крупным планом показан замкнутый испытательный выключатель ТТ, оборудованный испытательным домкратом, при этом пружинные листы домкрата видны как пара структур в форме «обруча» по бокам лезвия среднего рубильника:

В дополнение к (или иногда вместо) контрольным переключателям, вторичная проводка трансформатора тока часто проходит через специальные «закорачивающие» клеммные колодки.Эти специальные клеммные колодки имеют металлическую «перемычку», проходящую по центру, через которую можно вставить винты для зацепления с проводными клеммами ниже. Любые клеммы, соединенные с этим металлическим стержнем, обязательно будут уравновешены друг с другом. Один винт всегда вставляется в шину, входящую в клемму заземления на клеммной колодке, таким образом, заземляя всю шину. Дополнительные винты, вставленные в эту шину, прижимают вторичные провода ТТ к потенциалу земли. Фотография такой закорачивающей клеммной колодки показана здесь, с пятью проводниками от многоскоростного (многоотводного) трансформатора тока с маркировкой от 7X1 до 7X5 , подключаемых к клеммной колодке снизу:

Эта закорачивающая клеммная колодка имеет три винта, вставленных в закорачивающую перемычку: один соединяет перемычку с клеммой заземления («G») на дальнем левом краю, другой — с проводом ТТ «7X5», а последний соединяет к проводу ТТ «7X1».В то время как первый винт устанавливает потенциал заземления вдоль перемычки, следующие два винта образуют короткое замыкание между двумя внешними проводниками многоступенчатого трансформатора тока. Обратите внимание на зеленые «перемычки», прикрепленные к верхней стороне этой клеммной колодки, замыкающие 7X1 на 7X5 на землю, в качестве дополнительной меры безопасности для этого конкретного ТТ, который в настоящее время не используется и не подключен к какому-либо измерительному прибору.

На следующих рисунках показаны комбинации положений винтовых клемм, используемых для выборочного заземления различных проводников на трансформаторе тока с несколькими коэффициентами передачи.На первой из этих иллюстраций показано состояние, представленное на предыдущей фотографии, когда весь трансформатор тока закорочен и заземлен:

На следующем рисунке показано, как ТТ будет использоваться на полную мощность, при этом X1 и X5 подключены к панели приборов и (только) X5 заземлен в целях безопасности:

На этом последнем рисунке показано, как ТТ будет использоваться с пониженной мощностью, с X2 и X3, подключенными к панельному прибору, и (только) X3 заземленным для безопасности:

Нагрузка и точность измерительного трансформатора

Для того, чтобы измерительный трансформатор функционировал как точное измерительное устройство, ему не следует чрезмерно ставить задачу подавать мощность на нагрузку.Чтобы свести к минимуму энергопотребление измерительных трансформаторов, идеальный прибор для измерения напряжения должен потреблять нулевой ток от своего трансформатора тока, в то время как идеальный прибор для измерения тока должен понижать нулевое напряжение на своем трансформаторе тока.

На практике трудно достичь нулевой мощности любого прибора. Каждый вольтметр действительно потребляет некоторый ток, даже небольшой. Каждый амперметр действительно немного понижает напряжение. Величина полной мощности, потребляемой от любого измерительного трансформатора, соответственно называется нагрузка , и, как и все выражения полной мощности, измеряется в единицах вольт-ампер.2_ {сигнал}) (Z_ {инструмент}) \]

Нагрузка для любого устройства или цепи, подключенной к измерительному трансформатору, может быть выражена как значение импеданса (\ (Z \)) в омах или как значение полной мощности (\ (S \)) в вольт-амперах. Точно так же сами измерительные трансформаторы обычно рассчитаны на величину нагрузки, которую они могут создавать, и при этом работать с определенным допуском точности (например, \ (\ pm \) 1% при нагрузке 2 ВА).

Возможная нагрузка трансформатора и классы точности

Потенциальные трансформаторы имеют максимальные значения нагрузки, указанные в терминах полной мощности (\ (S \), измеренной в вольт-амперах), стандартные значения нагрузки классифицируются буквенным кодом:

Буквенный код Максимально допустимая нагрузка при заявленной точности
Вт 12.5 вольт-ампер
х 25 вольт-ампер
M 35 вольт-ампер
Y 75 вольт-ампер
Z 200 вольт-ампер
ZZ 400 вольт-ампер

Стандартные классы точности для трансформаторов напряжения включают 0,3, 0,6 и 1,2, что соответствует погрешностям в \ (\ pm \) 0,3%, \ (\ pm \) 0,6% и \ ​​(\ pm \) 1,2% от номинальное передаточное число соответственно.Эти классы точности и нагрузки обычно объединены на одной этикетке. Таким образом, трансформатор напряжения с номиналом «0,6 МОм» имеет точность \ (\ pm \) 0,6% (этот процент понимается как точность для коэффициента трансформации ) при питании нагрузки 35 вольт-ампер при ее номинальном значении (например, 120 вольт. ) выход.

Номинальная нагрузка и точность трансформатора тока

Точность трансформатора тока и нагрузки более сложны, чем номинальные параметры трансформатора тока. Основная причина этого — более широкий спектр приложений ТТ.Если трансформатор тока должен использоваться для измерений (т. Е. Для управления ваттметрами, амперметрами и другими приборами, используемыми для регулирующего контроля и / или выставления счетов за прибыль, где требуется высокая точность), предполагается, что трансформатор будет работать в пределах своих стандартных номиналов. текущие значения. Например, трансформатор тока с соотношением 600: 5, используемый для измерения, должен редко, если вообще когда-либо, видеть значение первичного тока, превышающее 600 ампер, или вторичный ток, превышающий 5 ампер. Если текущие значения, проходящие через трансформатор тока, когда-либо превысят эти максимальные стандартные значения, влияние на регулирование или выставление счетов будет незначительным, потому что это должны быть переходные события.Однако защитные реле предназначены для интерпретации переходных процессов в энергосистемах и реагирования на них. Если трансформатор тока должен использоваться для реле , а не для измерения, он должен надежно работать в условиях перегрузки, обычно создаваемых неисправностями энергосистемы. Другими словами, релейные приложения ТТ требуют гораздо большего динамического диапазона измерения, чем измерительные приложения. Абсолютная точность не так важна для реле, но мы должны убедиться, что ТТ будет давать достаточно точное представление о линейном токе в условиях неисправности, чтобы защитное реле (а) функционировало должным образом.Трансформаторы, даже те, которые используются для защитных реле, никогда не обнаруживают переходных процессов напряжения столь же широких, как переходные процессы тока, наблюдаемые трансформаторами тока.

Номинальные значения ТТ класса

обычно выражаются в виде процентного значения, за которым следует буква «B», за которой следует максимальная нагрузка, выраженная в омах импеданса. Следовательно, трансформатор тока с классификацией измерения 0,3B1,8 демонстрирует точность \ (\ pm \) 0,3% отношения витков при питании импеданса 1,8-омметра при 100% выходном токе (обычно 5 ампер).

Класс реле

Номинальные параметры ТТ обычно принимают форму максимального значения напряжения , падающего на нагрузку при 20-кратном номинальном токе (т. Е. Вторичный ток 100 А для ТТ с номинальной выходной мощностью 5 А) при сохранении точности в пределах \ (\ pm \) 10% от номинального передаточного числа. Не случайно для защиты энергосистемы обычно выбираются соотношения ТТ: так, чтобы максимальный ожидаемый симметричный ток короткого замыкания через силовой проводник не превышал в 20 раз номинальный ток первичной обмотки ТТ.Следовательно, трансформатор тока с релейной классификацией C200 может выдавать напряжение до 200 вольт при питании своей максимальной нагрузки при номинальном токе в 20 \ (\ times \). Предполагая, что номинальный выходной ток составляет 5 ампер, 20-кратное превышение этого значения будет составлять 100 ампер, подаваемых на реле. Если падение напряжения реле при этом токе может достигать 200 вольт, это означает, что вторичная цепь ТТ может иметь значение импеданса до 2 Ом (\ (200 \ hbox {V} \ div 100 \ hbox {A } = 2 \> \ Омега \)). Таким образом, номинал релейного ТТ C200 — это просто еще один способ сказать, что он может выдерживать нагрузку до 2 Ом.

Буква «C» в примере оценки «C200» означает , вычисленное , что означает, что рейтинг основан на теории. В некоторых трансформаторах тока вместо этого используется буква «Т», которая означает протестировано . Эти трансформаторы тока были фактически испытаны при указанных значениях напряжения и тока, чтобы гарантировать их работоспособность в реальных условиях.

Насыщение трансформатора тока

Стоит более подробно изучить концепцию максимальной нагрузки ТТ.В идеальном мире трансформатор тока действует как источник тока для измерителя или реле, которое он питает, и, таким образом, вполне достаточно для подачи тока в короткое замыкание (полное сопротивление 0 Ом). Проблемы возникают, если мы требуем, чтобы трансформатор тока выдавал больше мощности, чем он предназначен, что означает, что трансформатор тока вынужден пропускать ток через чрезмерное сопротивление. Во времена электромеханических счетчиков и защитных реле, когда устройства полностью питались сигналами измерительного трансформатора, нагрузка на определенные счетчики и реле могла быть весьма значительной.Современные электронные измерители и реле создают гораздо меньшую нагрузку на измерительные трансформаторы, приближаясь к идеальным условиям нулевого импеданса для входов, считывающих ток.

Напряжение, создаваемое любой индуктивностью, включая обмотки трансформатора, описывается Законом электромагнитной индукции Фарадея:

\ [V = N {d \ phi \ over dt} \]

Где,

\ (В \) = Индуцированное напряжение (вольт)

\ (N \) = Количество витков провода

\ (d \ phi \ over dt \) = Скорость изменения магнитного потока (Веберов в секунду)

Следовательно, чтобы генерировать большее напряжение, трансформатор тока должен развивать в своем сердечнике более быстро изменяющийся магнитный поток.Если рассматриваемое напряжение является синусоидальным на постоянной частоте, магнитный поток также отслеживает синусоидальную функцию во времени, пики напряжения совпадают с самыми крутыми точками на форме волны потока, а точки «нуля» напряжения совпадают с пиками потока. форма волны, при которой скорость изменения магнитного потока с течением времени равна нулю:

Повышение нагрузки на ТТ (т. Е. Большее сопротивление, через которое должен проходить ток) означает, что ТТ должен развивать большее синусоидальное напряжение для любой заданной величины измеренного линейного тока.Это соответствует форме волны магнитного потока с более быстрым изменением скорости нарастания и спада, что, в свою очередь, означает форму волны магнитного потока с более высоким пиком (предполагая синусоидальную форму). Проблема с этим в какой-то момент заключается в том, что требуемый магнитный поток достигает таких высоких пиковых значений, что железный сердечник ТТ начинает насыщаться магнетизмом, после чего ТТ перестает вести себя линейно и больше не будет точно воспроизводить форма и величина кривой тока в линии электропередачи. Проще говоря, если мы возложим на трансформатор тока слишком большую нагрузку, он начнет выдавать искаженный сигнал, который больше не будет точно отображать линейный ток.

Тот факт, что максимальное выходное напряжение переменного тока ТТ зависит от предела магнитного насыщения его железного сердечника, становится особенно актуальным для ТТ с несколькими передаточными числами , где вторичная обмотка имеет более двух «ответвлений». Трансформаторы тока с несколькими передаточными числами обычно используются в качестве стационарных трансформаторов тока во вводах силовых трансформаторов, что дает конечному пользователю свободу при конфигурировании своих схем измерения и защиты. Рассмотрим этот ввод распределительного трансформатора 600: 5 CT с классом точности C800:

.

Классификация этого ТТ «C800» основана на его способности подавать максимум 800 Вольт на нагрузку , когда все его вторичные витки используются .Другими словами, его рейтинг составляет «C800» только при подключении к ответвителям X1 и X5 для полного соотношения 600: 5. Если вместо этого кто-то подключится к ответвлениям X1-X3, используя только 30 витков провода во вторичной обмотке ТТ вместо всех 120 витков, этот ТТ будет ограничен подачей 200 В на нагрузку до насыщения: такой же магнитный поток, что и может генерировать 800 вольт на 120 витках провода, может вызывать только четверть этого напряжения на четверть числа витков в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея (\ (V = N {d \ phi \ over dt} \ )).Таким образом, трансформатор тока следует рассматривать как блок «C200», если он подключен с соотношением сторон 150: 5.

Наличие любого постоянного тока в проводниках линии электропередачи переменного тока создает проблему для трансформаторов тока, которую можно понять только с точки зрения магнитного потока в сердечнике ТТ. Любой постоянный ток (DC) в линии электропередачи, проходящий через CT, смещает магнитное поле CT на определенную величину, заставляя CT легче насыщаться в одном полупериоде переменного тока, чем в другом. Постоянные токи никогда не поддерживаются бесконечно в энергосистемах переменного тока, но часто присутствуют в виде переходных импульсов при определенных условиях неисправности.Даже в этом случае переходные постоянные токи будут оставлять сердечники ТТ с некоторым остаточным магнитным смещением, предрасполагающим их к насыщению в будущих условиях повреждения. Способность сердечника ТТ сохранять некоторый магнитный поток с течением времени называется остаточной массой .

Остаточная намагниченность сердечника трансформатора является нежелательным свойством. Его можно смягчить, сконструировав сердечник с воздушным зазором (вместо того, чтобы делать сердечник как непрерывный путь из черного металла), но это ставит под угрозу другие желательные свойства, такие как пределы насыщения (т.е. максимальное выходное напряжение). Некоторые отраслевые эксперты советуют размагничивать трансформаторы тока обслуживающим персоналом в рамках ремонтных работ после сильноточного повреждения, чтобы обеспечить оптимальную производительность при возвращении системы в эксплуатацию. Размагничивание заключается в пропускании большого переменного тока через трансформатор тока с последующим медленным уменьшением величины этого переменного тока до нуля ампер. Постепенное снижение напряженности переменного магнитного поля от полной до нуля имеет тенденцию к хаотизации магнитных доменов в железном сердечнике, возвращая его в ненамагниченное состояние.

Какой бы ни была причина, насыщение ТТ может стать серьезной проблемой для цепей защитных реле, потому что эти реле должны надежно работать при любых переходных перегрузках по току. Чем больше ток через первичную обмотку ТТ, тем больший ток он должен выводить на защитное реле. Для любой заданной нагрузки реле (входного импеданса реле) больший токовый сигнал приводит к большему падению напряжения и, следовательно, к большей потребности ТТ в выводе управляющего напряжения.Таким образом, насыщение ТТ с большей вероятностью произойдет во время событий перегрузки по току, когда нам больше всего нужен ТТ для правильной работы. Таким образом, любой, кому поручено выбрать подходящий трансформатор тока для релейной защиты, должен тщательно учитывать максимальное ожидаемое значение сверхтока при сбоях в системе, обеспечивая, чтобы трансформаторы тока выполняли свою работу, одновременно управляя нагрузками, создаваемыми реле.

Испытания трансформаторов тока

Трансформаторы тока могут подвергаться стендовым испытаниям на коэффициент трансформации и насыщение путем подачи переменного напряжения переменного тока на вторичную обмотку при одновременном контроле вторичного тока и первичного напряжения.Для обычных трансформаторов тока «оконного» типа первичная обмотка представляет собой одинарный провод, пропущенный через центральное отверстие. Идеальный трансформатор тока должен обеспечивать постоянный импеданс источника переменного напряжения и постоянное соотношение напряжений от входа к выходу. Реальный трансформатор тока будет демонстрировать все меньшее и меньшее сопротивление по мере того, как напряжение превышает его порог насыщения:

Идеальный трансформатор тока (без насыщения) должен был бы проводить прямую линию. Изогнутая форма выявляет эффекты магнитного насыщения, когда в сердечнике трансформатора тока присутствует такой сильный магнетизм, что дополнительный ток приводит лишь к незначительному увеличению магнитного потока (что проявляется в падении напряжения).

Конечно, трансформатор тока никогда не запитывается от его вторичной обмотки при установке и эксплуатации. Цель подачи питания на ТТ «в обратном направлении», как показано, состоит в том, чтобы избежать пропускания очень высоких токов через первичную обмотку ТТ. Однако, если доступно сильноточное испытательное оборудование, такой тест с первичным впрыском на самом деле является наиболее реалистичным способом испытания ТТ.

В следующей таблице показаны фактические значения напряжения и тока, полученные во время испытания вторичного возбуждения на реле CT класса C400 с соотношением 2000: 5.Напряжение источника было увеличено с нуля до приблизительно 600 вольт переменного тока при 60 Гц для испытания, в то время как падение вторичного напряжения и первичное напряжение были измерены. При напряжении около 575 вольт от трансформатора тока слышен «жужжащий» звук — слышимый эффект магнитного насыщения. Расчетные значения импеданса вторичной обмотки и отношения витков также показаны в этой таблице:

\ (I_S \) \ (V_S \) \ (V_P \) \ (Z_S = V_S \ div I_S \) Соотношение = \ (V_S \ div V_P \)
0.0308 A 75,14 В 0,1788 В 2,44 к \ (\ Омега \) 420,2
0,0322 А 100,03 В 0,2406 В 3,11 к \ (\ Omega \) 415,8
0,0375 А 150,11 В 0,3661 В 4,00 к \ (\ Омега \) 410,0
0,0492 А 301,5 В 0,7492 В 6,13 к \ (\ Omega \) 402.4
0,0589 А 403,8 В 1,0086 В 6,86 к \ (\ Omega \) 400,4
0,0720 А 500,7 В 1,2397 В 6,95 к \ (\ Omega \) 403,9
0,0883 А 548,7 В 1,3619 В 6,21 к \ (\ Omega \) 402,9
0,1134 А 575,2 В 1.4269 В 5,07 к \ (\ Омега \) 403.1
0,1259 А 582,0 В 1.4449 В 4,62 к \ (\ Омега \) 402,8
0,1596 А 591,3 В 1.4665 В 3,70 к \ (\ Omega \) 403,2
0,2038 А 600,1 В 1.4911 В 2,94 к \ (\ Omega \) 402,5

Как видно из этой таблицы, расчетный импеданс вторичной обмотки \ (Z_S \) начинает резко падать, когда вторичное напряжение превышает 500 вольт (около точки «изгиба» кривой).Расчетное отношение витков выглядит удивительно стабильным — близко к идеальному значению 400 для ТТ 2000: 5 — но следует помнить, что это соотношение рассчитывается на основе напряжения , а не тока. Поскольку в этом тесте не сравниваются первичный и вторичный токи, мы не можем увидеть влияние насыщения на способность этого ТТ к измерению тока. Другими словами, этот тест показывает, когда начинается насыщение, но не обязательно показывает, как насыщение влияет на коэффициент тока ТТ.

Разница между ТТ с соотношением сторон 2000: 5 и классификацией реле C400 и ТТ с соотношением сторон 2000: 5 с классом реле C800 заключается не в количестве витков во вторичной обмотке ТТ (\ (N \)), а в скорее количество черного металла в сердечнике ТТ. Трансформатор C800, чтобы развивать напряжение свыше 800 В для удовлетворения нагрузки на реле, должен выдерживать в своем сердечнике вдвое больший магнитный поток, чем трансформатор C400, а для этого требуется магнитный сердечник в трансформаторе C800 с (как минимум) вдвое больше флюсовой способности.При прочих равных условиях, чем выше грузоподъемность трансформатора тока, тем больше и тяжелее он должен быть из-за обхвата магнитопровода.

Сопротивление провода цепи трансформатора тока

Нагрузка, испытываемая трансформатором рабочего тока, представляет собой полное последовательное сопротивление измерительной цепи, состоящее из суммы входного сопротивления приемного прибора, полного сопротивления провода и внутреннего сопротивления вторичной обмотки самого трансформатора тока. Унаследованные электромеханические реле с их «управляющими» катушками, управляемыми токами ТТ, создают значительную нагрузку.Поскольку нагрузка, налагаемая электромеханическим реле, проистекает из работы катушки с проволокой, это полное сопротивление нагрузки является сложной величиной, имеющей как действительную (резистивную), так и мнимую (реактивную) составляющие. Современные цифровые реле с аналого-цифровыми преобразователями на их входах обычно создают чисто резистивную нагрузку на их трансформаторы тока, и эти значения нагрузки обычно намного меньше, чем нагрузка, возлагаемая на электромеханические реле.

Существенным источником нагрузки в любой цепи ТТ является сопротивление провода, по которому выходной ток ТТ идет к приемному устройству и от него.Довольно часто общее «петлевое» расстояние цепи ТТ составляет несколько сотен футов или более, если ТТ расположены в удаленных областях объекта, а защитные реле расположены в центральной диспетчерской. По этой причине важным аспектом конструкции системы защитных реле является размер (калибр) провода, чтобы гарантировать, что полное сопротивление цепи не превышает допустимую нагрузку ТТ. {(0.0 = 1 \> \ Omega \ hbox {на 1000 футов} \]

Имейте в виду, что этот результат сопротивления провода 1 Ом на 1000 футов длины относится к общей длине цепи , а не к расстоянию между ТТ и приемным прибором. Полная вторичная электрическая цепь ТТ, конечно, требует двух проводов , поэтому потребуется 1000 футов провода для покрытия 500 футов расстояния между ТТ и прибором. В некоторых источниках указан провод №12 AWG в качестве минимального калибра для вторичных цепей ТТ независимо от длины провода.

Пример: сечение провода цепи ТТ, простой

Практический пример поможет проиллюстрировать, как сопротивление провода играет роль в характеристиках цепи ТТ. Давайте начнем с рассмотрения трансформатора тока класса точности C400, который будет использоваться в цепи защитного реле, причем сам трансформатор тока имеет измеренное сопротивление вторичной обмотки 0,3 \ (\ Omega \) с соотношением витков 600: 5. По определению, трансформатор тока C400 — это трансформатор, способный генерировать 400 вольт на своих выводах, одновременно подавая нагрузку в 20 раз больше номинального тока.Это означает, что максимальное значение нагрузки составляет 4 Ом, поскольку это полное сопротивление, которое упадет на 400 вольт при вторичном токе 100 ампер (в 20 раз больше номинальной выходной мощности ТТ в 5 ампер):

Хотя трансформатор тока имеет класс C400, что означает, что на его выводах вырабатывается 400 вольт (максимум), на самом деле обмотка должна обеспечивать более 400 вольт, чтобы преодолеть падение напряжения на собственном внутреннем сопротивлении обмотки. В данном случае при сопротивлении обмотки 0.3 Ом, несущий ток 100 ампер (наихудший случай), напряжение обмотки должно составлять 430 вольт, чтобы обеспечить 400 вольт на клеммах. Это значение 430 вольт при 60 Гц с синусоидальной формой волны тока представляет собой максимальное количество магнитного потока, с которым может справиться этот сердечник ТТ при сохранении коэффициента тока в пределах \ (\ pm \) 10% от его номинального значения 600: 5. Таким образом, 430 вольт (внутри трансформатора тока) является нашим ограничивающим фактором для обмотки трансформатора тока при любом значении тока .

Этот шаг расчета максимального напряжения внутренней обмотки ТТ — не просто иллюстрация того, как определяется класс ТТ «C».Скорее, это важный шаг в любом анализе нагрузки цепи ТТ, потому что мы должны знать максимальный потенциал обмотки, которым ограничен ТТ. У кого-то может возникнуть соблазн пропустить этот шаг и просто использовать 400 В в качестве максимального напряжения на клеммах во время состояния неисправности, но это приведет к незначительным ошибкам в таком простом случае, как этот, и гораздо более значительным ошибкам в других случаях, когда мы должны уменьшите напряжение обмотки ТТ по причинам, описанным далее в этом разделе.

Предположим, что этот трансформатор тока будет использоваться для подачи тока на защитное реле, представляющее чисто резистивную нагрузку 0.2 Ом. Системное исследование показывает, что максимальный симметричный ток короткого замыкания составляет 10 000 ампер, что чуть ниже номинального первичного тока 20 \ (\ times \) для ТТ. Вот как будет выглядеть схема во время этого состояния неисправности, когда трансформатор тока выдает максимальное (внутреннее) напряжение 430 вольт:

Предел внутреннего напряжения ТТ в 430 вольт по-прежнему остается в силе, потому что это функция магнитной индукции его сердечника, а не линейного тока. При токе повреждения энергосистемы 10 000 ампер этот трансформатор тока выдаст только 83.33 ампера, а не 100 ампер, использованных для определения классификации C400. Максимальное полное сопротивление цепи легко предсказать по закону Ома: 430 вольт (ограничено магнитным сердечником трансформатора тока), давая 83,33 ампера (ограниченное током неисправности системы):

\ [R_ {total} = {V_W \ over I_ {fault}} = {430 \ hbox {V} \ over 83,33 \ hbox {A}} = 5,16 \> \ Omega \]

Поскольку мы знаем, что полное сопротивление в этой последовательной цепи является суммой сопротивления обмотки ТТ, сопротивления провода и нагрузки реле, мы можем легко вычислить максимальное сопротивление провода путем вычитания:

\ [R_ {total} = R_ {CT} + R_ {провод} + R_ {реле} \]

\ [R_ {wire} = R_ {total} — (R_ {CT} + R_ {реле}) \]

\ [R_ {wire} = 5.{(0,232) (12) — 2,32} = 1,59 \> \ Omega \ hbox {на 1000 футов} \]

\ [{4.66 \> \ Omega \ over 1.59 \> \ Omega / \ hbox {1000 ft}} = 2,93 \ times \ hbox {1000 ft} = 2930 \ hbox {ft} \]

Конечно, это общей длины проводника , что означает, что для двухжильного кабеля между ТТ и защитным реле максимальное расстояние будет вдвое меньше: 1465 футов.

Пример: сечение провода цепи ТТ с учетом постоянного тока

Предыдущий сценарий предполагает чисто переменный ток короткого замыкания.Реальные неисправности могут содержать значительные компоненты постоянного тока в течение коротких периодов времени, длительность этих переходных процессов постоянного тока связана с постоянной времени \ (L \ over R \) силовой цепи. Как упоминалось ранее, постоянный ток имеет тенденцию намагничивать железный сердечник трансформатора тока, предрасполагая его к магнитному насыщению. Таким образом, трансформатор тока в этих условиях не сможет генерировать полное напряжение переменного тока, возможное во время контролируемого стендового испытания (например, трансформатор тока C400 в этих условиях не сможет выдержать нагрузку до своего номинального напряжения 400 В на клеммах).Простой способ компенсировать этот эффект — снизить напряжение на обмотке ТТ на коэффициент, равный \ (1 + {X \ over R} \), причем отношение \ (X \ over R \) является реактивным сопротивлением к — коэффициент сопротивления энергосистемы в точке измерения. Снижение номинальных характеристик трансформатора обеспечивает запас прочности для наших расчетов, предполагая, что значительная часть емкости магнитного сердечника ТТ может потребляться намагничиванием постоянного тока во время определенных неисправностей, оставляя меньше магнитного «запаса» для генерации переменного напряжения.

Давайте повторим наши расчеты, предполагая, что защищаемая энергосистема теперь имеет отношение \ (X \ over R \), равное 14.Это означает, что наш трансформатор тока C400 (с максимальным внутренним потенциалом обмотки 430 вольт) должен быть понижен до максимального напряжения обмотки:

\ [{430 \ hbox {V} \ over {1 + {X \ over R}}} = {430 \ hbox {V} \ over {1 + 14}} = 28,67 \ hbox {V} \]

Если мы применим это пониженное напряжение обмотки к той же цепи ТТ, мы обнаружим, что его недостаточно для передачи 83,33 А через реле:

С 0,5 \ (\ Omega \) комбинированного сопротивления ТТ и реле (без сопротивления провода), напряжение на обмотке 28.67 вольт могут дать только 57,33 ампер, что намного меньше, чем нам нужно. Очевидно, что этот ТТ не сможет работать в условиях отказа, когда переходные процессы постоянного тока подталкивают его ближе к магнитному насыщению.

Обновление ТТ до другой модели, имеющей более высокий класс точности (C800) и больший коэффициент понижения тока (1200: 5), улучшит ситуацию. Предполагая, что внутреннее сопротивление обмотки этого нового ТТ составляет 0,7 Ом, мы можем рассчитать его максимальное внутреннее напряжение обмотки следующим образом: если этот ТТ рассчитан на подачу 800 В на его клеммы при вторичном токе 100 А через 0.7 Ом внутреннего сопротивления, это должно означать, что вторичная обмотка трансформатора тока внутри генерирует на 70 вольт больше, чем 800 вольт на своих выводах, или 870 вольт при чисто переменном токе. Учитывая, что коэффициент \ (X \ over R \) нашей энергосистемы равен 14 для учета переходных процессов постоянного тока, это означает, что мы должны снизить напряжение внутренней обмотки трансформатора тока с 870 вольт до 15 раз меньше, или 58 вольт. Применение этого нового ТТ к предыдущему сценарию отказа:

Расчет допустимого полного сопротивления цепи с учетом улучшенного напряжения нового ТТ:

\ [R_ {total} = {V_W \ over I_ {fault}} = {58 \ hbox {V} \ over 41.67 \ hbox {A}} = 1.392 \> \ Omega \]

Еще раз, мы можем рассчитать максимальное сопротивление провода, вычтя все другие сопротивления из максимального общего сопротивления цепи:

\ [R_ {wire} = R_ {total} — (R_ {CT} + R_ {реле}) \]

\ [R_ {wire} = 1,392 \> \ Omega — (0,7 \> \ Omega + 0,2 \> \ Omega) = 0,492 \> \ Omega \]

Таким образом, мы можем иметь сопротивление провода в этой цепи до 0,492 Ом, оставаясь в пределах номинальных значений трансформатора тока. Используя медный провод 10 AWG (с сопротивлением 1 Ом на 1000 футов), мы получаем общую длину проводника 492 фута, что составляет 246 футов расстояния между выводами CT и выводами реле.

Устройства для измерения трансформаторов тока

На главную »Справочная информация» Примечания по применению »Измерения трансформаторов тока

Трансформатор тока (CT) используется для измерения переменного тока в однофазных или трехфазных цепях сети. ТТ обычно имеет вторичную обмотку переменного тока 1 А или 5 А, которая подключается к измерителю тока, мощности или энергии. Это позволяет размещать счетчик вдали от сетевой проводки. Доступны трансформаторы тока различных размеров и стилей со стандартными соотношениями от 50: 5 до 4000: 5.Модели с разъемным сердечником легко модернизируются вокруг существующей проводки. Модели с твердым сердечником предлагают более низкую стоимость.

Некоторые системы мониторинга поставляются с трансформаторами тока с выходом напряжения. Полная шкала на этих устройствах не стандартизирована, но обычно находится в пределах 0,3–2 В переменного тока. Несмотря на отсутствие стандартизации, использование ТТ с выходом по напряжению дает несколько преимуществ. Это устраняет необходимость в толстых проводах или высоком номинальном токе в ВА. Выходное напряжение также позволяет увеличить расстояние между ТТ и измерителем.Еще одно соображение — разомкнутый вторичный контур на трансформаторе тока 1 А или 5 А может создавать опасное высокое напряжение. Модели с выходным напряжением ограничены до безопасного уровня.

Трансформаторы тока различаются по размеру (номинальное значение ВА), коэффициенту передачи и точности. Рейтинг ВА определяет максимальное вторичное сопротивление (провод + клемма + сопротивление измерителя), которое может работать с заявленной точностью. Измерительные трансформаторы тока указаны для коэффициента мощности 0,9 при 60 Гц. Релейные ТТ указаны на 0,5 пФ.

В преобразователях тока

также используется трансформатор с одножильным или разъемным сердечником для измерения переменного тока.Однако у них есть схемы для преобразования выходного сигнала в сигнал постоянного тока низкого уровня, либо вольт, либо мА. Модели с выходным напряжением постоянного тока или током 1 мА могут иметь автономное питание. Для моделей с выходом 4–20 мА постоянного тока обычно требуется внешний источник питания.

См. Информацию о продукте для трансформаторов тока или преобразователей переменного тока.

Указания по применению трансформатора тока

и таблица длин проводов (pdf)
Номинальные характеристики трансформатора тока для двигателей различных размеров (pdf)

Измерительные трансформаторы



ЗАДАЧИ

• объяснить работу измерительного трансформатора напряжения.

• объяснить работу измерительного трансформатора тока.

• схема соединений трансформатора напряжения и трансформатора тока в однофазной цепи.

• указать, как следующие величины определяются для однофазной цепи содержащие измерительные трансформаторы: первичный ток, первичное напряжение, первичное мощность, полная мощность и коэффициент мощности.

• описать подключение измерительных трансформаторов в трехфазной, трехпроводной схема.

• описать подключение измерительных трансформаторов к трехфазной, четырехпроводной система.

Измерительные трансформаторы используются для измерения и контроля переменного тока. токовые цепи. Прямое измерение высокого напряжения или сильных токов предполагает: большие и дорогие приборы, реле и другие схемные компоненты много дизайнов. Однако использование измерительных трансформаторов позволяет использовать относительно небольшие и недорогие приборы и устройства управления стандартизированные конструкции.Измерительные трансформаторы также защищают оператора, измерительные приборы и контрольное оборудование от опасностей высоких Напряжение. Использование измерительных трансформаторов повышает безопасность, точность и удобство.

Есть два различных класса инструментальных трансформаторов: инструментальные трансформаторы. трансформатор напряжения и измерительный трансформатор тока. (Слово «инструмент» обычно опускается для краткости.)

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформатор напряжения работает по тому же принципу, что и силовой или распределительный. трансформатор.Основное отличие состоит в том, что мощность трансформатора напряжения мала по сравнению с силовыми трансформаторами. Потенциальные трансформаторы имеют номиналы от 100 до 500 вольт-ампер (ВА). Сторона низкого напряжения обычно намотка на 115 вольт или 120 вольт. Нагрузка на стороне низкого напряжения обычно состоит из потенциальных катушек различных инструментов, но может также включать потенциальные катушки реле и другого контрольного оборудования. В целом нагрузка относительно небольшая и нет необходимости в трансформаторах напряжения емкостью от 100 до 500 вольт-ампер.

Первичная обмотка высокого напряжения трансформатора напряжения имеет то же номинальное напряжение первичной цепи. Когда необходимо измерить напряжение однофазной линии на 4600 вольт, первичная обмотка потенциала трансформатор будет рассчитан на 4600 вольт, а низковольтная вторичная быть рассчитанным на 115 вольт. Соотношение первичной и вторичной обмоток это:

4,600/115 или 40/1

Вольтметр, подключенный к вторичной обмотке трансформатора напряжения. указывает значение 115 вольт.Для определения фактического напряжения на высоковольтной цепи, показание прибора 115 вольт необходимо умножить на 40. (115 х 40 = 4600 вольт). В большинстве случаев вольтметр откалиброван для индикации фактическое значение напряжения на первичной стороне. В результате оператор не требуется применять множитель к показаниям прибора, а возможность ошибок снижена.

ил 22-1 иллюстрирует соединения для трансформатора напряжения с первичный вход 4600 вольт и выход 115 вольт для вольтметра.Этот потенциал трансформатор имеет вычитающую полярность. (Все измерительные трансформаторы напряжения теперь производятся, имеют вычитающую полярность.) Один из вторичных выводов трансформатор, показанный на рисунке 22-1, заземлен, чтобы исключить опасность высокого напряжения.

Трансформаторы потенциала имеют высокоточное соотношение между значениями первичного и вторичного напряжения; как правило, ошибка составляет менее 0,5 процента. Мощность трансформаторы не предназначены для высокоточного преобразования напряжения.


ил. 22-1 Подключение трансформатора напряжения

ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Трансформаторы тока используются для того, чтобы амперметры и катушки тока другие приборы и реле не нужно подключать напрямую к сильноточным линий. Другими словами, эти приборы и реле изолированы от высоких токи. Трансформаторы тока также понижают ток до известного коэффициента. Использование трансформаторов тока означает, что относительно небольшие и точные могут использоваться приборы, реле и устройства управления стандартизованной конструкции. в схемах.

Трансформатор тока имеет отдельные первичную и вторичную обмотки. В первичная обмотка, которая может состоять из нескольких витков толстого провода, намотанного на многослойный железный сердечник, последовательно соединенный с одним из линейных проводов. Вторичная обмотка состоит из большего количества витков меньшего размер проволоки. Первичная и вторичная обмотки намотаны на один сердечник.

Номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока определяется по максимальному значению тока нагрузки.Вторичная обмотка рассчитана на на 5 ампер независимо от номинального тока первичных обмоток.

Например, предположим, что номинальный ток первичной обмотки трансформатор тока 100 ампер. Первичная обмотка имеет три витка, а вторичная обмотка — 60 витков. Вторичная обмотка имеет стандартную текущий рейтинг 5 ампер; следовательно, соотношение между первичным и вторичным токами составляет 100/5 или 20 к 1. Первичный ток в 20 раз больше. чем вторичный ток.Поскольку вторичная обмотка имеет 60 витков, а первичная обмотка — 3 витка, вторичная обмотка имеет в 20 раз больше витков. витки как первичная обмотка. Тогда для трансформатора тока отношение первичного и вторичного токов обратно пропорционально отношению первичные и вторичные витки.

В fgr22-2 трансформатор тока используется для понижения тока в Однофазная цепь на 4600 вольт. Трансформатор тока рассчитан на 100 до 5 ампер, а коэффициент понижения тока составляет 20 к 1.Другими словами, в первичной обмотке 20 ампер на каждый ампер вторичной обмотка. Если амперметр на вторичной обмотке показывает 4 ампера, фактический ток в первичной обмотке в 20 раз превышает это значение или 80 ампер.

Трансформатор тока на рисунке 22-2 имеет маркировку полярности в том смысле, что два высоковольтных первичных вывода имеют маркировку h2 и h3, а вторичные выводы помечены как X1 и X2. Когда h2 мгновенно положительно, X1 положительно в тот же момент.Некоторые производители трансформаторов тока маркируют только h2 и X1 или используйте метки полярности. При подключении трансформаторов тока в схемах вывод h2 подключается к проводу линии, питающемуся от источника, в то время как провод h3 подключен к линейному проводу, питающему нагрузку.


ил. 22-2 А трансформатор тока, используемый с амперметром

Вторичные провода подключаются непосредственно к амперметру. Обратите внимание, что один проводов вторичной обмотки заземлено в качестве меры предосторожности для устранения высокого напряжения опасности.

Осторожно: Вторичная цепь трансформатора никогда не должна открываться, когда в первичной обмотке есть ток. Если вторичная цепь разомкнута когда есть ток в первичной обмотке, то весь первичный ток ток возбуждения, который вызывает высокое напряжение во вторичной обмотке. Это напряжение может быть достаточно высоким, чтобы подвергнуть опасности жизнь человека.

Лица, работающие с трансформаторами тока, должны проверить, что вторичная обмотка цепь обмотки замкнута.Иногда может потребоваться отключить вторичная цепь прибора при наличии тока в первичной обмотке. Например, в измерительной цепи может потребоваться переустановка проводки или другой ремонт. быть нужным. Для защиты рабочего подключается небольшой короткозамыкающий выключатель. в цепь на вторичных выводах трансформатора тока. Этот переключатель замкнут, когда цепь прибора должна быть отключена на ремонт или переналадка.

Трансформаторы тока имеют очень точное соотношение между первичной и вторичной обмотками. текущие значения: погрешность большинства современных трансформаторов тока меньше 0.5 процентов.

Если первичная обмотка имеет большой номинальный ток, она может состоять из прямой проводник, проходящий через центр полого металлического сердечника. В вторичная обмотка намотана на сердечник. Эта сборка называется стержневой. трансформатор тока. Название происходит от конструкции первичного который на самом деле представляет собой прямую медную шину. Все стандартные трансформаторы тока с номиналом 1000 ампер и более являются трансформаторами стержневого типа. Некоторые текущие трансформаторы с более низкими номиналами также могут быть стержневыми.больной 22-3 показан трансформатор тока стержневого типа.

ill 22-4 показывает клещевой амперметр, который использует концепцию оконного типа. трансформатор тока. Открыв зажим, а затем закрыв его вокруг токопроводящий провод, ток в проводе измеряется на метр.


ил. Трансформатор тока 22-3 бар.

ил. 22-4 Зажимные амперметры / мультиметры.

ИНСТРУМЕНТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ В ОДНОФАЗНОЙ ЦЕПИ


ил.22-5 Однофазные измерительные соединения

илл. 22-5 показывает нагрузку прибора, подключенную через прибор. трансформаторы на однофазную высоковольтную линию. Инструменты включают вольтметр (22-6), амперметр и ваттметр. Трансформатор потенциала рассчитано на напряжение от 4600 до 115 вольт; трансформатор тока рассчитан на 50 к 5 ампер. Катушки потенциала вольтметра и ваттметра соединены параллельно низковольтному выходу трансформатора напряжения.Следовательно, напряжение на потенциальных катушках каждого из этих инструментов является такой же. Катушки тока амперметра и ваттметра соединены в последовательно через вторичный выход трансформатора тока. Как результат, ток в токовых катушках обоих инструментов одинаков. Обратите внимание, что вторичная обмотка каждого измерительного трансформатора заземлена для обеспечения защиты от опасностей высокого напряжения, как это предусмотрено в статье 250 Национального электротехнического Код.

Вольтметр на рисунке 22-5 показывает 112,5 вольт, амперметр показывает 4 ампера, а ваттметр показывает 450 ватт. Чтобы найти первичное напряжение, первичный ток, первичная мощность, полная мощность в первичной цепи и коэффициент мощности, используются следующие процедуры:

Первичное напряжение

Множитель вольтметра = 4600/115 = 40

Первичное напряжение = 112,5 x 40

= 4500 вольт

Первичный ток

Множитель амперметра = 50 / S = 10

Первичный ток = 4 x 10

= 40 ампер


ил.22-6 Монтируемые на панели счетчики используют трансформаторы для контроля больших значений

Первичная мощность

Множитель ваттметра = множитель вольтметра x множитель амперметра

Множитель ваттметра = 40 x 10

= 400

Основная мощность = 450 x 400

= 180000 ватт или 180 киловатт

Полная мощность

Полная мощность первичной цепи, полученная путем умножения первичной значения напряжения и тока.

Полная мощность (вольт-амперы) = вольт x ампер

вольт-ампер = 4500 x 40

= 180000 Вт = 180000/1000 = 180 кВт

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности = мощность в киловаттах / полная мощность в киловольт-амперах

= 180/180

= 1,00 или 100 процентов

ИНСТРУМЕНТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НА ТРЕХФАЗНЫХ СИСТЕМАХ

Трехфазная, трехпроводная система

В трехфазной трехпроводной системе два одинаковых трансформатора напряжения необходимы два трансформатора тока одинакового номинала.Это это обычная практика в трехфазных счетчиках для подключения вторичных схемы. То есть соединения выполняются так, что один провод или устройство проводит комбинированные токи двух трансформаторов в разных фазах.

Низковольтные подключения приборов для трехфазной трехпроводной системы проиллюстрированы на 22-7. Обратите внимание, что два трансформатора напряжения подключены в разомкнутом треугольнике к трехфазной линии на 4600 Вольт. Это приводит к трем значения вторичного напряжения 115 вольт каждое.Два трансформатора тока соединены так, чтобы первичная обмотка одного трансформатора была последовательно с линией А и первичная обмотка второго трансформатора включены последовательно с линией С.


ил. 22-7 Измерительные соединения для трехфазной, трехпроводной системы

Обратите внимание, что во вторичной цепи низкого напряжения используются три амперметра. Эта система подключения подходит для трехфазной трехпроводной системы, и все три амперметра дают точные показания.Другие инструменты, которые можно используемые в этой схеме включают трехфазный ваттметр, трехфазный ватт-час измеритель мощности и трехфазный измеритель коэффициента мощности. Когда трехфазные инструменты подключены во вторичных цепях, эти приборы должны быть подключены правильно, чтобы сохранялись правильные фазовые соотношения. Если это меры предосторожности не соблюдаются, показания прибора будут неверными. В проверка соединений для этой трехфазной трехпроводной системы учета, Обратите внимание, что взаимосвязанные вторичные обмотки потенциала и тока заземлены. для обеспечения защиты от опасностей высокого напряжения.

Трехфазная, четырехпроводная система


ил. 22-8 Измерительные соединения для трехфазной, четырехпроводной системы

ил 22-8 иллюстрирует вторичные измерительные соединения для 2400/4152 вольт, трехфазная, четырехпроводная система. Подключены три трансформатора напряжения. в звезду, чтобы обеспечить трехфазный выход трех вторичных напряжений 120 вольт к нейтральному. Три трансформатора тока от 50 до 5 ампер используются в трех линейные проводники.Во взаимосвязанной вторичной обмотке используются три амперметра. схема. И взаимосвязанный потенциал, и текущие вторичные обмотки заземлен для защиты от возможных опасностей, связанных с высоким напряжением.

РЕЗЮМЕ

Измерительные трансформаторы

специально разработаны для преобразования напряжения и тока в очень точных соотношениях. Потенциальные трансформаторы используются для преобразования высокое напряжение до значений 115 или 120 вольт для использования со стандартными приборами. Трансформаторы тока (ТТ) используются для преобразования больших значений переменного тока. до уровня 5 ампер, чтобы его можно было использовать со стандартными инструментами.ОКРУГ КОЛУМБИЯ текущие уровни обычно снижаются до приемлемого уровня за счет использования шунты. Шунт имеет номинальный ток первичной нагрузки, и тогда измеритель подключен через шунт. Счетчик рассчитан на работу при 50 милливольтах.

ВИКТОРИНА

1. Какие бывают два типа измерительных трансформаторов?

а.

г.

2. Почему вторичная цепь трансформатора тока должна быть замкнута, когда есть ток в первичной цепи? __________

3.Трансформатор рассчитан на 4600/115 вольт. Вольтметр, подключенный поперек вторичная обмотка показывает 112 вольт. Какое первичное напряжение?

4. Трансформатор тока рассчитан на 150/5 ампер. Амперметр во вторичной обмотке схема читает 3,5 ампера. Что такое первичный ток? _______

5. Трансформатор напряжения 2300/115 вольт и трансформатор тока 100/5 ампер. подключены к однофазной сети. Вольтметр, амперметр и ваттметр включены во вторичные обмотки измерительных трансформаторов.Вольтметр показывает 110 вольт, амперметр показывает 4 ампера, а ваттметр показывает 352 Вт. Нарисуйте соединения для этой схемы. Марк ведет H X и так далее. Показать все значения напряжения, тока и мощности.

6. Замкните цепь, используя измерительные трансформаторы для измерения напряжения и силы тока. Включите термическую маркировку.

ОТ ИСТОЧНИКА ДО ЗАГРУЗКИ

7. Какое первичное напряжение рассматриваемой однофазной цепи? 5?

8.Какой первичный ток в амперах приведен в однофазной цепи в вопросе 5?

9. Какая первичная мощность в ваттах дана в однофазной цепи? в вопросе 5?

10. Каков коэффициент мощности рассматриваемой однофазной цепи? 5?

Выберите правильный ответ для каждого из следующих утверждений.

11. Вторичная обмотка трансформатора напряжения обычно наматывается на

.

а. 10 вольт. c. 230 вольт.

г. 115 вольт. d. 500 вольт.

12. Вторичные обмотки трансформатора потенциала заземлены на

.

а. стабилизировать показания счетчика.

г. застраховать показания с точностью до 0,5 процента.

г. доделать систему с праймериз.

г. исключить опасности высокого напряжения.

13. Трансформатор, используемый для уменьшения значений тока до размера, равного малым счетчикам. может их зарегистрировать — это

а. автотрансформатор. c. трансформатор напряжения.

г. распределительный трансформатор. d. трансформатор тока.

14. Первичная обмотка большого трансформатора тока может состоять из

а. много витков тонкой проволоки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.