Назначение, конструкции и области применения

Измерительный трансформатор тока – представляет собой повышающий трансформатор, предназначенный для преобразования тока большой величины до значения, удобного для измерения. Первичной обмоткой трансформатора тока является проводник с измеряемым переменным током, а к вторичной подключаются измерительные приборы. Ток, протекающий во вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке. Число витков во вторичной обмотке берётся с таким расчётом, чтобы рабочий ток в ней равнялся 5А (или в конструкциях, встроенных в мультиметры – единицы миллиампер).

Трансформаторы тока (далее – ТТ) широко используются как для измерения электрического тока, так и в устройствах релейной защиты электроэнергетических систем. Помимо своего основного назначения (расширение пределов измерения приборов) трансформаторы тока защищают приборы от разрушительного действия токов короткого замыкания. Трансформаторы тока применяются также для измерений тока (даже небольшой величины) в установках высокого напряжения, часто достигающего сотен киловольт. Непосредственное измерение (без ТТ) означает опасность прикосновения к амперметру, т.е. к находящемуся под высоким напряжением проводу.

К ТТ предъявляются высокие требования по точности. ТТ выполняют с одной, двумя и более группами вторичных обмоток: одна используется для питания устройств РЗиА, другая, более точная – для подключения средств учёта и измерения (например, электрических счётчиков).

На рисунке 1 изображен измерительный трансформатор тока.

 

   Рисунок 1 – Конструкция измерительного трансформатора тока

 

По конструкции различают трансформаторы тока катушечные, одновитковые (типа ТПОЛ), многовитковые с литой изоляцией (типа ТПЛ и ТЛМ). Трансформатор типа ТЛМ предназначен для КРУ и конструктивно совмещен с одним из штепсельных разъемов первичной цепи ячейки.

Для больших токов применяют трансформаторы типа ТШЛ и ТПШЛ, у которых роль первичной обмотки выполняет шина. Электродинамическая стойкость таких трансформаторов тока определяется стойкостью шины.

Для ОРУ выпускают трансформаторы типа ТФН в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией и каскадного типа ТРН. Для релейной защиты имеются специальные конструкции. На выводах масляных баковых выключателей и силовых трансформаторов напряжением 35 кВ и выше устанавливаются встроенные трансформаторы тока. Погрешность их при прочих равных условиях больше, чем у отдельно стоящих трансформаторов.

 

Трансформаторы тока классифицируют по следующим показателям:

1) по конструкции – втулочные, встроенные, проходные, опорные, шинные, разъемные;

2) по роду установки – наружные, для закрытых и комплектных распределительных устройств;

3) по числу ступеней трансформации – одноступенчатые и каскадные;

4) по количеству коэффициентов трансформации – с одним или несколькими значениями;

5) числу и назначению вторичных обмоток.

Буквенные обозначения измерительных трансформаторов:

Т – трансформатор тока;

Ф – с фарфоровой изоляцией;

Н – наружной установки;

К – каскадный, с конденсаторной изоляцией или катушечный;

П – проходной;

О – одновитковый стержневой;

Ш – одновитковый шинный;

В – с воздушной изоляцией, встроенный или с водяным охлаждением;

Л – с литой изоляцией;

М – маслонаполненный, модернизированный или малогабаритный;

Р – для релейной защиты;

Д – для дифференциальной защиты;

З – для защиты от замыканий на землю.

Трансформаторы тока для электроустановок напряжением до 1000 В показаны на рисунке 2, а, б, в (катушечный, шинный ТШ-0,5 и шинный с литой изоляцией ТШЛ-0,5). В шинных трансформаторах тока в качестве первичной обмотки используют шину, пропускаемую через окно 5 сердечника трансформатора тока, на который намотана вторичная обмотка.

а – катушечный, б, в – шинные ТШ-0,5 и ТШЛ-0,5; 1 – каркас, 2, 4 – зажимы

вторичной и первичной обмоток, 3 – защитный кожух, 5 – окно

                Рисунок 2 – Трансформаторы тока на напряжение до 1000 В

 

На рисунке 3 изображены трансформаторы тока на напряжение 10 кВ.

 

 

а – многовитковый ТПЛ-10, б – одновитковый ТПОЛ-10, в – шинный ТПШЛ-10; 1, 2 – зажимы первичной и вторичной обмоток, 3 – литая изоляция, 4 – установочный угольник, 5 – сердечник

Рисунок 3 – Трансформаторы тока на напряжение 10 кВ с литой изоляцией: