Измерительные трансформаторы тока

1. Измерительные трансформаторы тока

Инженер-конструктор
ОАО «РЭТЗ Энергия»
Мартынов Л.Д.

2. Назначение трансформаторов тока

• Измерение величины тока, протекающего в электрических сетях
• Подключение приборов учета, измерения и защиты
• Изоляция измерительных приборов от электрических цепей высокого
напряжения
ВНИМАНИЕ!
НА РАЗОМКНУТОЙ ВТОРИЧНОЙ ОБМОТКЕ
ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

3. Нормативная документация

• ГОСТ 7746-2015 «Трансформаторы тока. Общие
технические условия»
• ГОСТ 8.217-2003 «Трансформаторы тока. Методика
поверки»
• РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний
электрооборудования» (СТО 34.01-23.1-001-2017)
• Руководство по эксплуатации – разрабатывается
поставщиком трансформаторов тока

4. Классификация трансформаторов тока

Класс напряжения, кВ
0,66
Тип изоляции
Конструктивное
исполнение
Проходные
Пластмассовый корпус
Шинные
Воздушная
Встроенные
0,66 ÷ 35
Литая
Проходные
Шинные
Опорные
35 ÷ 750
Внешняя
• Фарфор
• Полимер
Внутренняя
• Масляная
• Газовая
Опорные
Каскадные

5. Встроенный трансформатор тока

Тороидальный магнитопровод
Вторичная обмотка
Выводы вторичной обмотки
Первичная обмотка отсутствует
Устанавливаются на вводы
силовых трансформаторов и
выключатели

6. Шинные и проходные трансформаторы тока

Шинный ТТ
Проходной ТТ

7. Опорные ТТ до 35 кВ с литой изоляцией

Плюсы:
• Широко применяются до 35 кВ
• Пожаробезопасные
• Небольшие масса-габаритные
показатели
• Изготовление любой формы
Минусы:
• Неремонтируемые
• Сложная технология изготовления
• Разряды необратимо разрушают
изоляцию
• Сложность диагностики развития
дефектов изоляции

8. Конструкция опорного трансформатора тока

Основные элементы:
• Основание трансформатора с коробкой
вторичных зажимов
• Изоляционная покрышка
• Металлический корпус
• Экран
• Компенсатор объема масла
• Первичная обмотка
• Активная часть:
• Вторичные обмотки
• Изоляция (на вторичных обмотках)
• Тороидальные магнитопроводы
вторичных обмоток

9. Конструкция опорного трансформатора тока

• Конструкция звеньевого типа
• Активная часть в изоляторе
• Основная изоляция распределена
между первичной и вторичными
обмотками
• Корпус и активной частью
расположены внизу
• Основная изоляция расположена на
первичной обмотке

10. Трансформаторы тока от 330 кВ

11. Основные параметры ТТ

• Ток
– Номинальный первичный (от 1 до 40 000 А)
– Максимальный (обычно на 5 – 10 % больше номинального)
– Термической стойкости (время протекания от 1 до 3 секунд)
– Динамической стойкости (Iд>1,8√2*Iт)
– Номинальный вторичный ток (1 или 5 А)
• Номинальная вторичная нагрузка
– От 1 до 100 ВА
• Класс точности
– Для учета и измерения 0,1; 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S (1; 3; 5)
– Для защиты 5Р и 10Р
• Номинальная предельная кратность обмоток для защиты
• Номинальный коэффициент безопасности обмоток для измерений

12. Витковая коррекция. Аморфная сталь. (погрешность ТТ 35 кВ, Ктт 1000/1 при нагрузке 5 ВА)

Витковая коррекция. Аморфная сталь.
Токовая погрешность, %
(погрешность ТТ 35 кВ, Ктт 1000/1 при нагрузке 5 ВА)
0,65
0,45
3407
0,25
0,05
-0,15
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
3407 (коррекция 2
витка)
Аморфный сплав
-0,35
0,2S
-0,55
-0,75
Угловая погрешность, мин
35
30
3407
25
3407 (коррекция 1
виток)
Аморфный сплав
20
15
10
0,2S
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% от номинального тока

13. Зависимость погрешности от нагрузки. (ТТ 35 кВ, Ктт 200/5)

0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10 ВА
-0,2
30 ВА
40 ВА
-0,4
0,2S
-0,6
-0,8
35
Угловая погрешность,
мин
Токовая погрешность, %
% от номинального тока
30
25
20
10 ВА
30 ВА
40 ВА
0,2S
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100

14. Коэффициент безопасности «Кбез» и предельная кратность «К»

• Кбез должен быть менее или равен заданному
• К должна быть больше или равна заданной
• Одинаковая зависимость Кбез и К от нагрузки
8
7
Зависимость предельной кратности от нагрузки
обмоток для защиты
50
6
Предельная кратность
Коэффициент безопасности
60
Зависимость коэффициента безопасности от
нагрузки измерительных обмоток
40
5
ТТ 35 кВ, 200/5
4
ТТ 35 кВ, 200/5
30
3
20
2
10
1
0
0
5
10
15
20
25
Нагрузка, ВА
30
35
40
10
20
30
35
40
Нагрузка, ВА
45
50

15. Переключение коэффициента трансформации

По первичной стороне (перемычка)
По вторичной стороне (отпайка)
Переключение
По всем обмоткам одновременно
Независимое для каждой обмотки
Дополнительно
Перемычки
Отвод в клеммной коробке
Погрешность
Не изменяется
Изменяется
К без и К
Не изменяется
Изменяется
Измерение
погрешности
(поверка)
На любом переключении
На каждом ответвлении
Измерение тока
намагничивания
На любом переключении
На каждом ответвлении
Коэффициент трансформации:
Кт=I1/I2=W2/W1
Ампервитки:
I1*W1=I2*W2

16. Влияние отпайки на параметры вторичной обмотки учета и измерения. (ТТ-110 кВ, S=15 ВА)

Токовая погрешность, %
% от номинального тока
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1000/5
-0,2
-0,4
-0,6
500/5
(отпайка)
0,2S
-0,8
1000/5 – полная обмотка
500/5 - отпайка

17. Вольт-амперная характеристика ТТ

Расчет параметров ТТ
Определение Кбез и К (измерение тока намагничивания)
Обнаружение виткового замыкания
Отличие от типовых не более 10%
РД 153-34.0-35.301
а - ТТ-35, 300/5 А; б - ТТ-500, 2000/1; 1 – исправный
1 - схема с автотрансформатором
2 - закорочен 1 в
2 - схема с потенциометром
3 - закорочены 2 в
3 - схема с реостатом
4 - закорочены 8 в

18. Испытания в эксплуатации. Неисправности ТТ.

Коэффициент трансформации
– Измерение при токе более 25% от номинального
– Отклонение не более 2% от паспортного значения
– Причины отклонения
Неправильная схема включения витков первичной обмотки
Замыкание высоковольтного ввода Л2 на корпус
Замыкание в первичной обмотке
Глухое витковое замыкание во вторичной обмотке
– Диагностика и ремонт
Проверить схему соединения первичной обмотки
Отсоединить ввод Л1 от корпуса. Измерить мегомметром сопротивление изоляции между
витками и корпусом
Отсоединить все перемычки. Измерить мегомметром сопротивление изоляции между витками.
Устранить место замыкания
Заменить вторичную обмотку (устранить место виткового замыкания)
Сопротивление постоянному току
–
–
–
–
Для ТТ от 110 кВ
Не должно превышать 2% от паспортного значения
Необходимо для расчета напряжения при проверке тока намагничивания
Причины отклонения
Не приведены к температуре паспортных значений
Плохой контакт между прибором измерения и выводами обмотки
Плохой контакт вторичной обмотки в месте присоединения к клемме
– Диагностика и ремонт
• Зачистить место подключения прибора
• Провести демонтаж клеммы вторичной обмотки

19. Испытания в эксплуатации. Неисправности ТТ.

• Сопротивление изоляции. tgδ изоляции
– Причины отклонения
• Увлажнение и загрязнение внешней изоляции
• Увлажнение внутренней изоляции
• Науглероживание изоляции (ЧР)
– Диагностика и ремонт
• Протереть (просушить) высоковольтный изолятор
• Протереть (просушить) изоляцию между низковольтными вводами и
заземленными частями трансформатора
• Взять отбор пробы масла, ХАРГ
• Провести перезаливку сухим дегазированным маслом
• Снятие характеристик намагничивания
–
–
–
–
Определение Кбез и К
Отклонение не более 10 % от паспортного значения
Снятие при напряжении до 1800 В
Причины отклонения
• Витковое замыкание во вторичной обмотке
• Механическое повреждение магнитопровода

20. Элегазовая или масляная изоляция

Параметр
Масло
Элегаз (элегаз +азот)
Цена
Маслонаполненное оборудование
существенно дешевле.
Элегазовое оборудование имеет
более высокую стоимость
Ввод в
эксплуатацию
Как правило, не требует присутствия Как правило, необходимо
шеф-инженера для ввода в
присутствия шеф-инженера
эксплуатацию.
(заполнение элегазом на объекте
предполагает также поставку
индивидуального и группового ЗИП).
Объем
обслуживания
Контроль уровня масла, испытания
проб масла. Для герметичного
оборудования объем обслуживания
минимален.
Контроль давления элегаза, контроль
влажности элегаза для дозаправки.
Требует наличия элегазового
хозяйства и оборудования для
дозаправки элегазом.

21. Элегазовая или масляная изоляция

Параметр
Масло
Эксплуатационная Высокая. Изоляция при ошибках
надежность
проектирования и изготовления может
со временем деградировать под
воздействием частичных разрядов.
Безопасность
Повышенная по сравнению с
элегазовым оборудованием взрыво- и
пожароопасность. У современных
аппаратов при принятии
конструктивных мер (малый объем
масла, клапаны сброса давления,
сильфоны, полимерные изоляционные
покрышки) для обеспечения
взрывобезопасности она на высоком
уровне.
Элегаз (элегаз +азот)
Высокая, но мало опыта
использования при очень низких
температурах, необходимы
высококачественные уплотнения,
для обеспечения низких утечек
газа. Частичные разряды для
газонаполненного оборудования
не характерны.
Продукты разложения элегаза
высокотоксичны.
Элегаз в ИТ находится под
высоким давлением.

22. Спасибо за внимание!