Меню

Измерительные трансформаторы тока особенности эксплуатации

Особенности эксплуатации трансформаторов тока

Известно, что у силовых трансформаторов существует свойство саморегулирования магнитного потока сердечника Фс (рис. 1), иначе можно записать

где Ф1 – магнитный поток в сердечнике, создаваемый первичной обмоткой;

Ф2 – магнитный поток в сердечнике, создаваемый вторичной обмоткой;

Рис. 1. Трансформатор тока

При изменении сопротивления нагрузки zН меняется ток I2, но

I1 = кттI2, то есть токи прямо пропорциональны, кроме того

т.е. потоки прямопропорциональны токам, таким образом, при изменении I1 и I2, Ф1 и Ф2 – меняются, но ФС остается постоянным.

У трансформаторов тока свойство саморегулирования отсутствует. Так как первичная обмотка включена непосредственно в силовую линию, обычно очень мощную, то изменения тока I2 не могут оказать влияния на ток I1, поэтому трансформатор тока эксплуатируется в режиме короткого замыкания, то есть значения I2 и Ф2 не равны нулю при работе трансформатора. Результирующий поток в сердечнике

Режим холостого хода не допустим.

Рассмотрим, что будет если разомкнуть вторичную обмотку: I2 = 0, Ф2 = 0, таким образом, ФС = Ф1, но Ф1 = сI1, так как (обычно), то Ф1 = Фс достигает очень больших значений, это в свою очередь приводит к увеличению ∆РС (потери в стали), поскольку ∆РС пропорционально , вследствие чего сердечник за короткое время разогревается настолько, что нарушается изоляция между пластинами электротехнической стали. Нарушение изоляции приводит к еще большему увеличению потерь в стали ∆РС. Этот процесс развивается лавинообразно, и через некоторое время трансформатор тока выходит из строя. Само явление получило название «пожар железа».

Другой негативный факт при разомкнутой вторичной обмотке трансформатора тока – при увеличении ФС резко возрастает ЭДС индукции во вторичной обмотке:

Рис. График магнитного потока сердечника трансформатора

Значение U2 достигает 1000 В и более, возникает пробой изоляции и напряжение, опасное для обслуживающего персонала, поэтому эксплуатация трансформатора тока в режиме холостого хода недопустима. При отсоединении (замене) амперметра, необходимо закорачивать выводы специальным замыкателем.

Первичная обмотка в цепь включается последовательно с измеряемым током. Во вторичную обмотку включаются приборы. При применении данной схемы трансформатора ток, который работает во вторичной обмотке, будет пропорционален току, который протекает в первичной обмотке.

Работа трансформатора связана с измерением электрического тока, кроме того, их можно применять для релейной защиты. В связи с этим на них возлагаются высокие требования по точности. Такие трансформаторы обеспечивают безопасность при измерениях, так как измерительные цепи изолируются.

К таким устройствам предъявляются высокие требования по точности. Вторичные обмотки могут применяться с двумя и более группами. Одна из них применяется для подключения устройства защиты, ко второй подключаются средства учета, измерения. Кроме того, трансформаторы тока можно использовать как элемент автоматики, релейной защиты.

9. Общие сведения Измерение мощности осуществляется в цепях постоянного и переменного токов низкой, высокой частоты, а также в импульсных цепях различной измерительной, электротехнической, радиоприемной и передающей аппаратуры.Диапазон измеряемых мощностей лежит в пределах 10-16 — 109 Вт. Методы измерения существенно отличаются друг от друга в зависимости от параметров цепи, в которой производится измерение мощности, предела изменения мощности и частотного диапазона. В цепях постоянного тока мощность потребления нагрузки определяется произведением тока в нагрузке и падения напряжения на ней: P=UI = I2R. В цепях переменного тока мгновенное значение мощности потребления p(t) = u(t)i(t). Если u(t) и i(t) — периодические функции времени с периодом Т, то среднее значение мощности потребления за период называют мощностью, или активной мощностью Р. Мощность Р с мгновенным значением мощности p(t) связана выражением

Расчетные соотношения для мощности и энергии

Выбор класса точности счетчиков зависит от назначения, способа включения и вида измеряемой энергии (активная или реактивная).

По назначению счетчики можно разделить на следующие категории: расчетные и предназначенные для технического (контрольного) учета, а по способу включения — на счетчики непосредственного включения и включающиеся через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Класс точности счетчиков непосредственного включения должен быть при измерении активной энергии не ниже 2,5, а при измерении реактивной — не ниже 3,0. Для расчетных счетчиков, включенных через измерительные трансформаторы, класс точности при измерении активной и реактивной энергии должен быть не менее 2,0, соответственно для счетчиков технического учета — не ниже 2,0 и 2,5

Измеряя большую мощность, рекомендуется применять расчетные счетчики активной мощности класса не ниже 1,0, реактивной — не ниже 1,5. При работе с расчетными счетчиками измерительные трансформаторы тока и напряжения должны иметь класс не ниже 0,5 (допускается использовать трансформаторы тока класса 1,0 при условии, что их действительная погрешность при нагрузке во вторичной цепи не более 0,4 Ом не превысит погрешности, допустимой для трансформаторов тока класса 0,5); для работы со счетчиками технического учета необходимо использовать трансформаторы класса не ниже 1,0

Нагрузка вторичных цепей измерительных трансформаторов не должна превышать номинальной для данного класса точности Исходя из этого ориентировочно принимают сопротивление соединительных проводов, подводимых к вторичной цепи трансформатора, не более 0,2 Ом

Активную мощность в трехфазной сети определяют расчетным путем как сумму мощностей фаз Р1, Р2, Р3, показываемых отдельными ваттметрами т. е. Р = Р1 + P2 + P3, Вт

Для измерения мощности в четырехпроводной сети чаще применяют трехэлементные ваттметры, шкала которых градуирована в значениях трехфазной мощности.

В трехпроводных цепях трехфазного тока активную мощность измеряют обычно двумя однофазными ваттметрами или одним трехфазным двухэлементным ваттметром, шкала которого градуирована в значениях трехфазной мощности.

Активную мощность Р в трехфазной сети при измерении двумя однофазными ваттметрами определяют расчетным путем как сумму мощностей Р’и Р» измеряемых отдельными ваттметрами, т. е. Р= Р’+ Р», Вт.

Следует иметь в виду, что при измерении трехфазной мощности двумя ваттметрами их показания будут одинаковыми только при равномерной нагрузке фаз и cosφ = 1. Если cosφ = 0,5, то при равномерной нагрузке фаз показания одного ваттметра будут всегда равны нулю.

При равномерной нагрузке фаз и значении cosφ меньше 0,5 стрелка одного ваттметра будет отклоняться влево от нуля. Поэтому с помощью переключателя, вмонтированного в прибор, следует изменить направление тока в одной из катушек ваттметра, а его показания считать со знаком «минус».

На рис. 1 приведена схема включения трех однофазных ваттметров с трансформаторами тока и добавочными сопротивлениями в трехфазную четырехпроводную сеть низкого напряжения.

В этом случае для определения трехфазной мощности вначале определяют мощность Рх непосредственно по показаниям ваттметров, пользуясь для этого приведенными выше формулами определения мощностей при прямом включении ваттметров в сеть по выбранной схеме измерения.

Затем полученный результат измерения умножают на коэффициент трансформации трансформатора тока kт и отношение номинального напряжения U’ном параллельной цепи с учетом внешнего добавочного сопротивления к номинальному напряжению Uном параллельной цепи без добавочного сопротивления.

Рис. 1. Схема включения трех однофазных ваттметров с трансформаторами тока и добавочными сопротивлениями в сеть трехфазного тока низкого напряжения

Примеропределения активной мощности в трехфазной сети.

Определить активную мощность трехфазной сети 380/220 В по показаниям трех астатических ваттметров, включенных по схеме (рис. 1) через трансформаторы тока с номинальным коэффициентом трансформации kт = 400/5. Предел напряжения параллельной цепи ваттметров расширен с Uном = 150 В до U’ном = 400 В добавочными сопротивлениями. Показания ваттметров: Р1 = 0,25 кВт, Р2 = 0,35 кВт, Р3 = 0,3 кВт.

Решение. Определяем общую мощность, показываемую ваттметрами: Рх = Р1 + Р2 + Р3 = 0,25 + 0,35 + 0,3 = 0,9 кВт. Мощность трехфазной сети будет: Р= Рх х kт х (U’ном/Uном) = 0,9(400/5)(300/150) = 144 кВт.

Источник



Назначение и принцип действия измерительных трансформаторов

Измерительные трансформаторы тока и напряжения применяются на промышленных предприятиях, в линиях электропередач для контроля различного электрического оборудования. Аварийность высоковольтных измерительных трансформаторов контролируется соответствующими системами. С их участием ведется учет потребления электричества. Что собой представляют измерительные трансформаторы напряжения и тока, назначение и принцип действия установок будет рассмотрено далее.

Измерительные трансформаторы

  • 1 Разновидности
  • 2 Трансформатор тока
    • 2.1 Условия эксплуатации
    • 2.2 Погрешность
  • 3 Трансформатор напряжения
    • 3.1 Конструкция
    • 3.2 Погрешность
    • 3.3 Обслуживание

Разновидности

Высоковольтное измерительное оборудование включает в себя два типа устройств. В эту категорию устройств входят:

  • Измерительный трансформатор напряжения.
  • Измерительный трансформатор тока.

Первая категория приборов предназначена для работы вольтметров, фазометров, реле соответствующих типов. В область работы измерительных трансформаторов тока входит осуществление функционирования амперметров и прочего подобного оборудования.

Представленные типы измерительных трансформаторов производятся с номинальной мощностью от 5 до нескольких сот ВА. Измерительные трансформаторы тока и напряжения предназначены для совместной работы с вольтметрами на 100 В и амперметрами 1-5 А.

Читайте также:  Криволинейная коммутация в машинах постоянного тока

Трансформатор тока

Измерительными преобразователями тока выполняется несколько особых функций. К ним подключаются установки, которые выполняют измерение работы оборудования в разных режимах. Принцип действия, которым характеризуется трансформатор тока, обеспечивает несколько основных функций аппаратуры. К ним относится следующее:

  • Преобразование переменных токовых показателей к значениям 1 или 5 А.
  • В нормальном режиме изолируют вторичный токовый контур от высоковольтной составляющей первичной обмотки.
  • Снижение аварийности. Установка предотвращает поражение обслуживающего персонала током, защиту вторичных цепей от перегрузки.

Измерительные трансформаторы постоянного тока помимо перечисленных функций имеют в своем составе выпрямитель. Вторичные цепи заземляются во всех трансформаторах в одной точке. При повреждении изоляции монтаж измерительных трансформаторов позволяет предотвратить перегрузку вторичного контура.

Измерительные трансформаторы тока

Условия эксплуатации

Измерительные трансформаторы постоянного тока, переменного тока представляют собой высоковольтный агрегат. Прибор нормально функционирует только при выполнении правил по эксплуатации, требований охраны труда. Персонал знакомится со всеми установленными нормами, в каком режиме производится обслуживание, испытание измерительного оборудования. Сотрудники допускаются до работы с трансформатором только после полного инструктажа.

Персонал должен знать, при каких условиях производится испытания, осмотр, поверка и ремонт измерительных трансформаторов. В противном случае даже при условии правильного монтажа работу технической установки могут нарушить неправильные действия сотрудников.

Трансформаторы тока ТОЛ-10

Принцип устройства конструкции запрещает размыкать вторичную обмотку в трансформаторе, которая находится под напряжением. Такому действию сопутствует нарушение изоляции. Потребуется произвести ее замену. Сердечник перегревается. Нормальный режим работы нарушается. В процессе постоянных перегрузок трансформатору становится невозможно выполнять возложенные на него действия. Работает в этом случае неправильно и первичная обмотка. Здесь появляется замыкание. Это также приводит к замене контура.

Чтобы переключить в процессе испытаний в схеме при подведенном электрическом токе, предварительно вторичную катушку закорачивают.

Погрешность

Измерительные выпрямители и трансформаторы тока нуждаются в проверке погрешности. В ходе испытательного процесса к агрегату присоединяется аналогичное оборудование. При монтаже важно, чтобы при поверке техники применялся образцовый, исправный трансформатор тока. В ходе измерений на его вторичном контуре определяется показатель при помощи амперметра.

Трансформаторы тока

Испытание оборудования определяет не только погрешность, но и ряд других показателей. В ходе поверки вычисляется коэффициент трансформации, производится техническое освидетельствование качества изоляции контуров, состояние сердечника. Исследуется вопрос о том, выполняется ли установкой возложенные на нее функции, соответствует ли полярность обмоток заданным производителем характеристикам.

Трансформаторы тока 110 кВ

При проведении технического освидетельствования соответствия оборудования нормативным требованиям производится контроль вторичных цепей. В случае выявления отклонений, дефектов, требуется замена комплектующих. В зависимости от назначения аппаратура должна демонстрировать заявленные производителем характеристики.

Трансформатор напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения применяются для понижения напряжений первичного контура с уровня 110, 40, 6, 10 кВ и т. д. Таким трансформаторам доступно выполнять ряд функций:

  • Преобразовывать первичное переменное напряжение в стандартный электрический ток.
  • Защита обслуживающего персонала, подключенных приборов от перегрузок.
  • Техническая поддержка оперативных цепей, которые работают от постоянного и переменного тока

По принципу функционирования измерительные трансформаторы напряжения приближаются к режиму холостого хода. Пользуются спросом такие разновидности представленной измерительной техники, как НТМК, НАМИ, НОЛ и прочие агрегаты. Установки работают с постоянным и переменным током, которые соответствуют назначению. Мы уже писали про трансформаторы НТМИ, подробнее читайте здесь.

трансформатор нтми

Конструкция

Конструкция приборов измерительного типа схожа на обычные силовые разновидности оборудования. Агрегат имеет первичную и вторичную (одну или несколько) обмотки. Активная часть включает в себя серечник из специальной электротехнической стали. Материал набран в виде пластин определенной конфигурации.

Первичный контур имеет большее количество витков, чем на вторичной катушке. На него подается напряжение от сети. К выводам вторичной обмотки подсоединяется ваттметр или иное подобное измерительное оборудование. Оно характеризуется высоким сопротивлением. Поэтому в ходе нормальной работы по вторичной обмотке подается ток с малым значением.

Бирка

На выходе устройство может коммутироваться с различными реле, вольтметром, ваттметром. Принцип действия системы похож на работу силового оборудования. Работа производится с переменным значением электрического тока. Чтобы преобразовать его в постоянную величину, используется в конструкции выпрямитель.

трансформатор напряжения нами-10

Погрешность

Класс точности представленного оборудования зависит от определенных факторов. На этот показатель влияют потери при намагничивании. На величину погрешности измерительного преобразователя напряжения влияют следующие факторы:

  • Проницаемость электротехнической стали сердечника.
  • Конструкционное исполнение магнитопривода.
  • Коэффициент мощности, который определяется вторичной нагрузкой.

Оборудование способно компенсировать погрешность показателя напряжения при уменьшении количества витков в первичной катушке. Компенсирующие обмотки влияют на уменьшение угловой погрешности.

Обслуживание

Перед монтажом, запуском в эксплуатацию производится испытание представленного оборудования. При измерениях выполняется изучение режимов работы поверяемых агрегатов, а также контроль изоляционных слоев.

Трансформатор НТМИ-10-66

В измерительном процессе применяется соответствующая техника. Поверка производится в условиях производства оборудования. После монтажа также необходимо производить соответствующую оценку работы оборудования заявленным характеристикам. Если будут выявлены отклонения, выполняется ремонт измерительных трансформаторов.

Периодически в соответствии с условиями эксплуатации производится техническое обслуживание агрегата. На это влияет тип конструкции. Соответствующее обслуживание аппаратуры позволяет избежать сбоев в работе системы, непредвиденных поломок, остановок в работе.

трансформаторы напряжения 110 кВ

Установкой, обслуживанием представленной техники имеет право заниматься только квалифицированный персонал. В противном случае это будет небезопасно для сотрудников. Неправильное обслуживание приводит к нарушению работы техники.

Рассмотрев особенности измерительных преобразовательных приборов, можно понять их отличие, особенности эксплуатации и обслуживания. Это поможет подобрать оборудование, необходимое для обеспечения соответствующих потребителей электрическим током заданного значения.

Источник

Эксплуатация измерительных трансформаторов: трансформаторы тока и напряжения.

date image2017-12-16
views image4325

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Лекция № 8: «Распределительные устройства и подстанции»

Содержание лекции
8.1. Эксплуатация измерительных трансформаторов: трансформаторы тока и напряжения.
8.2. Эксплуатация схем подстанций с отделителями и короткозамыкателями.
8.3. Блокировки безопасности.
8.4. Периодичность выполнения ремонтов.

Эксплуатация измерительных трансформаторов: трансформаторы тока и напряжения.

Все находящиеся в эксплуатации трансформаторы тока и напряжения должны систематически осматриваться с целью своевременного обна­ружения и устранения ненормальностей в их работе. Периодичность осмотров устанавливается ПТЭи местными инструкциями. При осмотрах особое внимание должно быть обращено на чистоту изо­ляторов и состояние контактных соединений. Изоляторы и изоля­ционные части трансформаторов, находящиеся снаружи, должны регулярно очищаться от пыли, копоти и других загрязнений.Уровень масла в маслонаполненных измерительных трансформаторах должен оставаться в пределах шкалы маслоуказателя при максимальном и минимальном значениях температуры окружающего воздуха. На Рис. 1. представлен Элегазовый трансформатор ток типа ТГФМ-110 кВ, а на Рис.2. трансформатор тока ТОЛ-35-600 с литой изоляцией. На Рис. 3. представлен трехсердечниковый трансформатор тока типа ТФН 35, а на рисунке 2 изображены обмотки трансформатора тока ТФН 35.

Рис.1. Элегазовый трансформатор тока ТГФМ- 110 кВ.

Рис.2. Трансформатор тока ТОЛ-35-600 с литой изоляцией.

Рис. 3. Конструкция трехсердечникового трансформатора тока типа ТФН 35.

1.- первичная и вторичная обмотки; 2 — фарфоровая покрышка; 3- трансформаторное масло; 4- цоколь; 5 — коробка вторичных выводов; 6 — масловыпускатель; 7 — щиток с техническими данными; 8 — кабельная муфта; 9 – полухомуты; 10 — маслорасширитель; 11 — сухарь; 12 — маслоуказатель; 13 — болт влаговыпускателя; 14 — вывод Л1первичной обмотки; 15 — вывод Л2первичной обмотки; 16 — крышка; 17 — дыхательный клапан; 18 — роговой разрядник.

Рис. 4 Обмотки трансформатора тока ТФН35.

1 — ленточный сердечник; 2 — вторичная обмотка; 3 — под­ставка; 4 — первичная обмотка; 5 — обмоткодержатель; 6— изоляция.

На Рис. 5 и 6 представлена конструкция трансформатора тока типа ТФН 110 на 750 — 2000 А. для пояснения требований при техническом обслуживании трансформаторов тока.

Рис. 5 Конструкция трансформатора тока типа ТФН 110

1 — первичная и вторичная обмотки; 2 — фарфоровая покрышка; 3 — трансформаторное масло; 4 — цоколь; 5 — коробка вторичных выводов; 6 — масловыпускатель; 7 — щиток с техническими данны­ми; 8 — кабельная муфта; 9 — сухарь; 10 — маслорасширитель; 11 — кожух (экран); 12 — маслоуказатель; 13 — болт влаговыпускателя; 14 — вывод

Л1первичной обмотки; 15 — вывод Л2первичной обмотки; 16 — переключатель первичной обмотки; 17 — крышка; 18 — дыхательный клапан; 19 — роговой разрядник.

Рис. 6. Рабочие положения переключателя первичной обмотки трансфор­маторов тока ТФН 110 на 50 — 600 А ;а — последовательное сое­динение секций; б—параллельное соединение секций. (Вид сверху).

При эксплуатации маслонаполненных измерительных трансформаторов должно быть обеспечено систематическое наблюдение за уровнем масла. Уровень масла при любой токовой нагрузке трансформатора и температуре окружающего воздуха от — 40° до +35° не должен выходить за пределы стекла маслоуказателя. Ненормальное пони­жение уровня масла является признаком появления течи, которая может быть обнаружена путем осмотра трансформатора тока. При обнаружении просачивания масла через трещины в фарфоре (появляющиеся иногда в местах склейки отдельных частей) или сварные швы — трансформатор должен быть выведен из эксплуа­тации для капитального ремонта. Течи масла через уплотнения должны устраняться на месте путем подтягивания соответствующих болтов или гаек. При устранении течей через уплотнения, располо­женные между фарфором и металлическими частями, а также между элементами фарфоровых покрышек, необходимо соблюдение предо­сторожностей.После устранения течи должна быть произведена доливка масла в порядке, установленном заводскими инструкциями по монтажу и эксплуатации соответствующих трансформаторов. На Рис.7. представлен общий вид элегазового трансформатора напряжения 220 кВ.

Читайте также:  Единицы измерения магнитного поля электрического тока

Внутренняя полость трансформатора заполняется элегазом, служащим изолирующей и теплоотводящей средой. Заполнение трансформатора элегазом производится через клапан, установленный на корпусе трансформатора. На корпусе трансформатора установлена предохранительная мембрана, срабатывающая при аварийном повышении внутреннего давления. Поток выхлопных газов направлен вниз, вдоль корпуса. Трансформатор комплектуется термокомпенсированным сигнализатором плотности элегаза типа «WIKA».

Рис.7. Элегазовый трансформатор напряжения однофазный ЗНОГ220-У1

Профилактический контроль трансформаторов тока и напряжения.

Состояние контактных соединений трансформаторов тока характеризуется их темпера­турой. Чрезмерный перегрев контактов может быть обнаружен по цветам побежалости, появляющимся на близлежащих от контакта участках шин. В ответственных случаях контроль контактных соединений осуществляется путем измерения падения напряжения в контактном соединении или тепловым контролем. Наиболее прогрессивным и технологически простым методом является дистанционное измерение температуры контактных соединений, используя инфракрасную технику. Перегрузка трансформатора тока по току может быть допущена только в пределах, оговорённых для каждого типа заводской инструкцией.

В процессе эксплуатации производятся измерения:

1. Измерение сопротивления основной изоляции трансформаторов тока производится мегомметром на напряжение 2500В.Измерение сопротивления вторичных обмоток ТТ производится мегомметром на 1000 В. Нормативы представлены в таблице 1.

Таблица 1 Измеренные величинысопротивления изоляции должны быть не менее приведённых в таблице.

Класс напряжения, кВ
Основная изоляция МОм Вторичные обмотки МОм
3-35 1000/500 50 /50
110-220 3000/1000 50 /50

2. Измерения tgd у трансформаторов тока с основной бумажно-масляной изоляцией производятся при напряжении 10 кВ.

В процессе эксплуатации измерения производятся:

— на трансформаторах тока напряжением до 35 кВ включительно при ремонтных работах в ячейках (присоединениях), где они установлены;

— на трансформаторах тока 110 кВ с бумажно-масляной изоляцией (без уравнительных обкладок) — при неудовлетворительных результатах испытаний масла (область «риска»);

— на трансформаторах тока 220 кВ и выше с бумажно-масляной изоляцией (без уравнительных обкладок) — при отсутствии контроля под рабочим напряжением и неудовлетворительных результатах испытаний масла (область «риска»);

Измеренные значения, приведённые к температуре 20°C, должны быть не более указанных в табл. 2.

Таблица. 2 Предельные значения tgd, %, основной изоляции трансформаторов тока, приведённые к температуре 20°C.

Тип изоляции Предельные значения tgd, %, основной изоляции трансформаторов тока на номинальное напряжение, кВ, приведённые к температуре 20°C
3-15 20-35
Бумажно-бакелитовая 3,0/12 2,5/8 2,0/5
Основная бумажно-масляная и конденсаторная изоляция 2,5/4,5 2,0/3,0 1,0/1,5 Не более 150% от измеренного на заводе, но не выше 0,8. Не более 150% от измеренного при вводе в эксплуатацию, но не выше 1,0.

Примечание: В числителе указаны значения tgd основной изоляции трансформаторов тока при вводе в эксплуатацию, в знаменателе — в процессе эксплуатации.

3. Испытание повышенным напряжением основной изоляции.

Значения испытательного напряжения основной изоляции в соответствии с НТД. Длительность испытания трансформаторов тока с фарфоровой внешней изоляцией — 1 мин, с органической изоляцией — 5 мин. Допускается проведение испытаний трансформаторов тока совместно с ошиновкой. Трансформаторы тока напряжением более 35 кВ не подвергаются испытаниям повышенным напряжением.

4. Испытание повышенным напряжением изоляции вторичных обмоток

Значения испытательного напряжения для изоляции вторичных обмоток вместе с присоединёнными к ним цепями принимается равным 1 кВ.

Продолжительность приложения испытательного напряжения – 1 мин.

5. Снятие характеристик намагничивания:

Характеристика снимается повышением напряжения на одной из вторичных обмоток до начала насыщения, но не выше 1800 В.

При наличии у обмоток ответвлений характеристика снимается на рабочем ответвлении.

В процессе эксплуатации допускается снятие только трёх контрольных точек.

Снятая характеристика сопоставляется с типовой характеристикой намагничивания или с характеристиками намагничивания исправных трансформаторов тока, однотипных с проверяемыми. Отличия от значений, измеренных на заводе-изготовителе, или от измеренных на исправном трансформаторе тока, однотипном с проверяемым, не должны превышать 10%.

6. Измерение коэффициента трансформации.

Отклонение измеренного коэффициента от указанного в паспорте или от измеренного на исправном трансформаторе тока, однотипном с проверяемым, не должно превышать 2%.

7. Измерение сопротивления обмоток постоянному току

Отклонение измеренного сопротивления обмотки постоянному току от паспортного значения или от измеренного на других фазах не должно превышать 2%. При сравнении измеренного значения с паспортными данными измеренное значение сопротивления должно приводиться к заводской температуре. При сравнении с другими фазами измерения на всех фазах должны проводиться при одной и той же температуре. Измерение производится у трансформаторов тока на напряжение 110 кВ и выше.

8. Испытания трансформаторного масла

При вводе в эксплуатацию трансформаторов тока свежее сухое трансформаторное масло перед и после заливки (доливки) в трансформаторы должно быть испытано в соответствии с требованиями НТД. Масло из трансформаторов тока 110-220, не оснащённых системой контроля под рабочим напряжением, испытывается согласно требованиям НТД — 1 раз в 2 года (для трансформаторов тока герметичного исполнения — согласно инструкции завода-изготовителя).

Рис. 8. а — внешний вид встроенного трансформатора тока типа ТВД-110; б—эскиз установки встроенного трансформа­тора тока на вводе масляного выключателя МКП-110.

Встроенные трансформаторы тока, устанавливаемые внутри других аппаратов или машин: выключателей, силовых трансформа­торов и т. п. (рис. 8).

Испытания встроенных трансформаторов тока.

Измерение сопротивления изоляции встроенных трансформаторов тока производится мегомметром на напряжение 1000 В. Измеренное сопротивление изоляции без вторичных цепей должно быть не менее 10 МОм. Допускается измерение сопротивления изоляции встроенных трансформаторов тока вместе со вторичными цепями. Измеренное сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм. Измеряется коэффициент трансформации, сопротивление обмоток постоянному току, производится снятие характеристик намагничивания. Тепловизионный контроль трансформаторов тока производится в соответствии с НТД. Измеряются температуры нагрева на поверхности фарфоровых покрышек. Значения температуры, измеренные в одинаковых зонах покрышек трёх фаз, не должны отличаться между собой более чем на 0,3°C.

Профилактический контроль трансформаторов напряжения.

Осмотр измерительных трансформаторовпроизводится без снятия напряжения ежед­невно — на подстанциях с постоянным обслуживающим персоналом и в сроки, утверждён­ные техническим руководителем на подстанциях без обслуживающего персонала.

Текущий ремонт трансформаторов выполняется 1 раз в 3 года. Капитальный ремонт — по результатам испытаний и состоянию.Во время осмотра тщательно проверяют состояние втулок выводов и их глазурован­ной поверхности, армировку изоляторов и их крепление на крышке; отсутствие течи масла из кожуха и из-под фланцев выходных изоляторов; состояние заземлений.При осмотре измерительных трансформаторов напряжения (ТН), работающих в схемах контроля изоляции, можно определить признаки и вероятные причины их неисправностей по приборам, находящимся на пульте. Появились конструкции трансформаторов напряжения не подвергающиеся резонансным процессам, имеющие гидравлические затворы, значительно увеличенные длины утечек по изоляции. Это НАМИ-35УХЛ-1 и НАМИ-10-95УХЛ-2.

При проведении профилактического контроля производится:

Измерение сопротивления изоляции обмоток.

Измерение сопротивления изоляции обмотки ВН трансформаторов напряжения производится мегомметром на напряжение 2500 В.

Измерение сопротивления изоляции вторичных обмоток, а также связующих обмоток каскадных трансформаторов напряжения производится мегомметром на напряжение 1000В. В процессе эксплуатации устанавливается следующая периодичность проведения измерений:

— для трансформаторов напряжения 3-35 кВ — при проведении ремонтных работ в ячейках, где они установлены;

— для трансформаторов напряжения 110-220 кВ — 1 раз в 4 года.

В процессе эксплуатации допускается проведение измерений сопротивления изоляции вторичных обмоток совместно со вторичными цепями. В таблице 3. представлены допустимые сопротивления изоляции обмоток в зависимости от напряжения.

Таблица 3. Допустимые сопротивления изоляции.

Класс напряжения, кВ Допустимые сопротивления изоляции, МОм, не менее
Основная изоляция Вторичные обмотки* Связующие обмотки
3-35
110-500

Испытание повышенным напряжением частоты 50 Гц

Испытания изоляции обмотки ВН повышенным напряжением частоты 50 Гц проводятся для трансформаторов напряжения с изоляцией всех выводов обмотки ВН этих трансформаторов на номинальное напряжение. Испытательное напряжение согласно НТД.

Длительность испытания трансформаторов напряжения с фарфоровой внешней изоляцией — 1 мин, с органической изоляцией — 5 мин.

Значение испытательного напряжения для изоляции вторичных обмоток вместе с присоединёнными к ним цепями принимается равным 1 кВ, продолжительность приложения испытательного напряжения — 1 мин.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току

Измерение сопротивления обмоток постоянному току производится у связующих обмоток каскадных трансформаторов напряжения.

Отклонение измеренного сопротивления обмотки постоянному току от паспортного значения или от измеренного на других фазах не должно превышать 2%. При сравнении измеренного значения с паспортными данными измеренное значение сопротивления должно приводиться к температуре заводских испытаний. При сравнении с другими фазами измерения на всех фазах должны проводиться при одной и той же температуре.
Испытания и эксплуатационный контроль трансформаторов тока и напряжения с элегазовой изоляцией производится в соответствии с заводскими инструкциями и эксплуатационными инструкциями, утверждёнными техническим руководителем объекта. Испытание цепей вторичной коммутации, подсоединённых к вторичным обмоткам ТТ и ТН производится по нормативам РЗА и ПА, средствам измерения, включённым в эти сети.

Читайте также:  Анатолий токов альберта дураева

Испытание трансформаторного масла

При вводе в эксплуатацию трансформаторов напряжения масло должно быть испытано в соответствии с требованиями НТД В процессе эксплуатации трансформаторное масло из трансформаторов напряжения до 35 кВ включительно допускается не испытывать.

У трансформаторов напряжения 110 кВ и выше устанавливается следующая периодичность испытаний трансформаторного масла:

— для трансформаторов напряжения 110-220 кВ — 1 раз в 4 года;

Тепловизионный контроль трансформаторов напряжения производится в соответствии с указаниями НТД. Измеряются температуры нагрева на поверхности фарфоровых покрышек. Значения температуры, измеренные в одинаковых зонах покрышек трёх фаз, не должны отличаться между собой более чем на 0,3°C.

Измерение тока и потерь холостого хода

Измерения тока и потерь холостого хода производятся при напряжениях, указанных в заводской документации. Измеренные значения не должны отличаться от указанных в паспорте более чем на 10%.

Источник

Особенности применения и выбора измерительных трансформаторов тока

Измерительный трансформатор тока — это специальный прибор узкого направления, который предназначен для измерения переменного тока и его контроля. Чаще всего применяется в системах релейной защиты (автоматики) и измерительных приборов. Его использование необходимо тогда, когда непосредственное присоединение прибора для измерения, к электрической сети с переменным напряжением невозможно или небезопасно для персонала обслуживающего его. А также для организации гальванической развязки первичных силовых цепей от измерительных. Расчёт и выбор измерительного трансформатора тока выполняется таким образом, чтобы изменения формы сигнала были сведены к нулю, а влияние на силовую контролируемую цепь было минимальным.

Назначение измерительных трансформаторов

Главная функция этого измерительного прибора — это отображение изменений тока, максимально пропорционально. Трансформаторы тока гарантируют полную безопасность измерений, отделяя измерительные цепи от первичных с опасным высоким напряжением, которое чаще всего составляют тысячи вольт. Требования, предъявляемые к их классу точности очень велики, так как от этого зависит работа дорогостоящего мощного оборудования.

Принцип действия и конструкция

Трансформаторы измерительные выпускают с двумя и больше группами вторичных обмоток. Первая применяется для включения устройств релейной защиты и сигнализации. А другая, с большим классом точности, для подключения устройств точного измерения и учёта. Они помещены на специально изготовленный ферромагнитный сердечник, который набран из листов специальной электротехнической стали довольно тонкой толщины. Первичную обмотку непосредственно включают последовательно в измеряемую сеть, а ко вторичной обмотке подключают катушки различных измерительных приборов, чаще всего амперметров и счетчиков электроэнергии.

трансформатор тока

В трансформаторах тока, как и в большем количестве других таких электромагнитных устройств, величина первичного тока больше, чем вторичного. Первичная обмотка исполняется из провода разного сечения или же шины, в зависимости от номинального значения тока. В трансформаторах тока 500 А и выше, первичная обмотка чаще всего выполнена из 1-го единственного витка. Он может быть в виде прямой шины из меди или алюминия, которая проходит через специальное окно сердечника. Корректность измерений любого измерительного трансформатора характеризуется погрешностью значения коэффициента трансформации. Для того чтобы не перепутать концы, на них обязательно наносится маркировка.
Аварийная небезопасная работа, связана с обрывом вторичной цепи ТТ при включенной в цепь первичной, это приводит к очень сильному намагничиванию сердечника и даже при обрывe вторичной обмотки. Поэтому при включении без нагрузки вторичные обмотки соединяются накоротко.
По классу точности все измерительные ТТ разделены на несколько уровней. Особенно точные, называются лабораторные и имеют классы точности не больше 0,01–0,05;

Схемы соединений

Схемы соединений трансформатора

Схемы соединений, представленные ниже, дают возможность персоналу контролировать токи в каждой из фаз.

В целях безопасности персонала, низковольтного измерительного оборудования и приборов один вывод вторичной обмотки, а также корпус заземляют.

Классификация и выбор

По конструкции и исполнению трансформаторы тока используемые в измерительных цепях делятся на:

  • Встроенные. Первичная обмотка у них служит элементом для другого устройства. Они устанавливаются на вводах и имеют только вторичную обмотку. Функцию первичной обмотки выполняет другой токоведущий элемент линейного ввода. Конструктивно это магнитопровод кольцевого типа, а его обмотки имеют отпайки, соответствующие разным коэффициентам трансформации;
  • Опорные. Предназначенные для монтажа и установки на опорной ровной плоскости;
  • Проходной. По своей структуре это тот же встроенный, только вот находиться он может снаружи другого электрического устройства;
  • Шинный. Первичной обмоткой служит одна или несколько шин включенных в одну фазу. Их изоляция рассчитывается с запасом, что бы он мог выдержать даже многократное увеличение напряжения;Шинный ТТ
  • Втулочный. Это одновременно и проходной, и шинный трансформатор тока;
  • Разъемный. Его магнитопровод состоит из разборных элементов;Разъемный ТТ
  • Переносной. Это устройство электрики называют токоизмерительные клещи. Они являются переносным и удобным измерительным трансформатором тока, у которого магнитная система размыкается и замыкается уже вокруг того провода в котором и нужно измерять значение тока.Токоизмерительные клещи

При выборе трансформатора тока стоит знать главное, что при протекании по первичной обмотке номинального тока в его вторичной обмотке, которая замкнута на измерительный прибор, будет обязательно 5 А. То есть если нужно проводить измерение токовых цепей где его расчётная рабочая величина будет примерно равна 200 А. Значит, при установке измерительного трансформатора 200/5, прибор будет постоянно показывать верхние приделы измерения, это неудобно. Нужно чтобы рабочие пределы были примерно в середине шкалы, поэтому в этом конкретном случае нужно выбирать трансформатор тока 400/5. Это значит что при 200 А номинального тока оборудования на вторичной обмотке будет 2,5 А и прибор будет показывать эту величину с запасом в сторону увеличения или уменьшения. То есть и при изменениях в контролируемой цепи будет видно насколько данное электрооборудование вышло из нормального режима работы.

Вот основные величины, на которые стоит обратить внимание при выборе измерительных трансформаторов тока:

  1. Номинальное и максимальное напряжение в первичной обмотке;
  2. Номинальное значение первичного тока;
  3. Частота переменного тока;
  4. Класс точности, для цепей измерения и защиты он разный.

Техническое обслуживание

Эксплуатация измерительных трансформаторов не является очень сложным и трудоёмким процессом. Действия персонала заключаются, в основном, в надзоре за исправностью его вторичных цепей, наличием защитных заземлений и показаниями приборов контроля, а также счётчиков. Осмотр чаще всего производится визуальный, из-за опасности поражения человека высоким напряжением, вход за ограждения, где установлены трансформаторы строго запрещён. Однако, это касается в большей степени систем с напряжением выше 1000 Вольт. Для низковольтных цепей визуальный осмотр на наличие нагрева соединений, а также коррозии контактных зажимов является неотъемлемой работой электротехнического персонала. Самый часто применяемый прибор для измерения тока в цепях 0,4 кВ это токоизмерительные клещи. Так как при расчёте и разработке пусковой аппаратуры очень редко используются стационарные трансформаторы для измерения.

В любом случае нужно обращать внимание и принимать меры к устранению обнаруженных дефектов таких как:

  1. Обнаружение трещин в изоляторах и фарфоровых диэлектрических элементах;
  2. Плохое состояние армированных швов;
  3. Потрескивания и разряды внутри устройства;
  4. Отсутствие заземления корпуса или вторичной обмотки.

Проводя обслуживание измерительных трансформаторов, на щитах где установлены приборы, нужно смотреть не только за показаниями приборов, а ещё и за контактными соединениями проводов, которые подключаются к ним. Кстати, их сечение не должно быть меньше 2,5 мм² для медных проводов, и 4 мм² для алюминиевых.

Проверка измерительных трансформаторов

Проверка измерительного трансформатора тока

Испытание измерительных трансформаторов сводится к измерению сопротивления изоляции и коэффициента трансформации, который определяется по следующей схеме.

Расшифровка маркировок ТТ

При этом в первичную обмотку от специального нагрузочного трансформатора или автотрансформатора подаётся ток не меньше 20% от номинального. Как известно, коэффициент трансформации будет равен соотношению тока в первичной обмотке к току во вторичной. После чего это значение сравнивается с номиналом. Если трансформатор имеет несколько вторичных обмоток, то необходимо проверит каждую. И также нельзя забывать о наличии правильной маркировки.

Выбор нужно трансформатора тока, а также их испытательные характеристики определяют в лабораторных условиях специальный высококвалифицированный электротехнический персонал, где и выдаётся соответствующий документ по его результатам.

Источник