Измерительные трансформаторы тока и напряжения реферат: Измерительные трансформаторы напряжения и тока

Содержание

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

PAGE   \* MERGEFORMAT 1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электроснабжения

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

                                                  Выполнил:  студент                     
                                                                     очного факультета
                                                                     специальности «Электроснабжение»
                                                                     НИКОЛАЕВА Полина Андреевна

                                                  Проверил:   КРЕЖЕВСКИЙ Юрий Степанович

Ульяновск
2014

Содержание:

1. Введение………………………………………………………………..……3

2. Измерительные трансформаторы напряжения. Общие сведения и схемы соединения……………………………………………………………………..……..4

3. Измерительные трансформаторы тока…………………………………….6

3.1.  Назначение измерительных преобразователей……………………..….6

3.2. Классификация ИПТ………………………………………………………7

4. Заключение………………………………………………………….………9

Приложение………………………………………………………….….…….10

Библиографический список………………………………..…………..……..12

1. Введение

Трансформатор тока представляет собой аппарат, первичная обмотка которого включена в цепь последовательно. А вторичная обмотка, будучи замкнута на некоторую цепь(“вторичную цепь”) отдаёт в неё ток, пропорциональный первичному току.

В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (и от земли) на полное рабочее напряжение.

Вторичная обмотка в эксплуатации имеет потенциал, близкий к потенциалу земли, так как один конец этой обмотки обычно заземляется.

Таким образом, трансформатор тока позволяет измерять и учитывать ток высокого напряжения приборами низкого напряжения, доступными для непосредственного наблюдения обслуживающим персоналом. При этом во вторичную цепь трансформатора тока включаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счётчиков и т.д.

Часто один и тот же трансформатор тока может быть использован как для целей измерения, так и для целей защиты.

Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) являются важными элементами любой высоковольтной сети. Основное назначение трансформаторов напряжения – это понижение высокого напряжения, необходимого для питания измерительных цепей, цепей релейной защиты, автоматики и учета (далее вторичных цепей). С помощью трансформаторов напряжения осуществляется измерение напряжения в высоковольтных сетях, питание катушек реле минимального напряжения, обмоток напряжения защит, ваттметров, фазометров, счетчиков, а также контроль состояния изоляции сети.

2. Измерительные трансформаторы напряжения. Общие сведения и схемы соединения.

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1 [см. приложение 1]; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а ко вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен.

«Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:

где U1ном , U2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно.

Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения

Так же как и трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 180. Это определяет угловую погрешность.»[1]

В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos j вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.

Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.

«В зависимости от назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 2 [см. приложение 2], а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис.2 [см. приложение 2],б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться 3 однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y0/Y0, или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис.2 [см. приложение 2], в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.» [2]

3.  Измерительные трансформаторы тока
3.1. Назначение измерительных преобразователей.

«Измерительный преобразователь тока (ИПТ) это – устройство предназначенное для преобразования первичного тока в такой выходной сигнал, информативные параметры которого функционально связаны с информативными параметрами первичного тока. Для создания ИПТ можно использовать различные физические явления. В настоящее время ИПТ обычно создаются на основе широко применяемого в электротехнике трансформаторного эффекта — в виде трансформатора.» [3]

Трансформатором тока (ТТ), являющимся наиболее широко применяемым ИПТ, называется такой трансформатор, в котором при нормальных условиях работы выходной сигнал является током, практически пропорциональным первичному току и при правильном включении сдвинутым относительно него по фазе на угол, близкий к нулю.

Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь последовательно (в рассечку токопровода), а вторичная замыкается на некоторую нагрузку (измерительные приборы и реле), обеспечивая в ней ток, пропорциональный току в первичной обмотке.

В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (земля) на полное рабочее напряжение. Один конец вторичной обмотки обычно заземляется. Поэтому она имеет потенциал, близкий к потенциалу земли.

Трансформаторы тока по назначению разделяются на трансформаторы тока для измерений и трансформаторы тока для защиты. В некоторых случаях эти функции совмещаются в одном ТТ.

Трансформаторы тока для измерений предназначаются для передачи информации измерительным приборам. Они устанавливаются в цепях высокого напряжения или в цепях с большим током, т. е. в цепях, в которых невозможно непосредственное включение измерительных приборов. Ко вторичной обмотке ТТ для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счетчиков и аналогичных приборов. Таким образом, трансформатор тока для измерений обеспечивает:

1) преобразование переменного тока любого значения в переменный, ток, приемлемый для непосредственного измерения с помощью стандартных измерительных приборов;

2) изолирование измерительных приборов, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения.

«Трансформаторы тока для защиты предназначаются для передачи измерительной информации в устройства защиты и управления. Соответственно этому трансформатор тока для защиты обеспечивает:                                                        

1) преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для питания устройств релейной защиты;

2) изолирование реле, к которым имеет доступ обслуживающий   персонал,   от   цепи   высокого   напряжения.» [4]

Трансформаторы тока в установках высокого напряжения необходимы даже в тех случаях, когда уменьшения тока для измерительных приборов или реле не требуется.

3.2. Классификация ИПТ.

В зависимости от рода тока ИПТ разделяются на ИП переменного и ИП постоянного тока. В работе будут рассматриваться ИПТ переменного тока для установок и сетей с номинальной частотой тока 50 Гц.

По назначению ИПТ разделяются на ИПТ для измерений и ИПТ для защиты. Последние могут предназначаться для работы только в установившихся (статических) режимах либо в установившихся и переходных (динамических) режимах.

В зависимости от вида преобразования ИПТ делятся на преобразователи тока в ток, тока в напряжение (например, трансреакторы, магнитные трансформаторы тока), тока в неэлектрическую величину (например, в световой поток). При этом по способу представления выходной информации ИПТ подразделяются на аналоговые и дискретные.

Одновитковые ТТ (рис. 3 [см. приложение 3]) имеют две разновидности: без собственной первичной обмотки; с собственной первичной обмоткой. Одновитковые ТТ, не имеющие собственной первичной обмотки, выполняются встроенными, шинными или разъемными.

Встроенный трансформатор тока  представляет собой магнитопровод с намотанной на него вторичной обмоткой. Он не имеет, собственной первичной обмотки. Ее роль выполняет токоведущий стержень проходного изолятора. Этот трансформатор тока не имеет изоляционных элементов между первичной и вторичной обмотками. Их роль выполняет изоляция проходного изолятора.

В шинном трансформаторе тока роль первичной обмотки выполняют одна или несколько шин распределительного устройства, пропускаемые при монтаже сквозь полость проходного изолятора.

Последний изолирует такую первичную обмотку от вторичной.

«Многовитковые трансформаторы тока (рис. 3 [см. приложение 3]) изготовляются с катушечной первичной обмоткой надеваемой на магнитопровод; с петлевой первичной обмоткой , состоящей из нескольких витков; со звеньевой первичной обмоткой, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансформатора тока конструктивно распределена между первичной и вторичной обмотками, а взаимное расположение обмоток напоминает звенья цепи.» [5]

Заключение

В данной работе были рассмотрены общие вопросы, касающиеся трансформаторов тока и напряжения. Были изучены назначение, принцип действия и устройство различных конструкций трансформаторов тока и напряжения. В работе приведена основная классификация типов трансформаторов тока и напряжения. Даны сведения об основных параметрах и характеристиках отдельных конструкций трансформаторов тока и напряжения внутренней и наружной установки, а также приведены некоторые сведения об остальных типах трансформаторов тока и напряжения.

Приложение

Приложение 1



Рис.1 Схема включения трансформатора напряжения :

1- первичная обмотка;

2- магнитопровод;

3- вторичная обмотка;

Приложение 2


Рис. 2. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения.

Приложение 3

Рис. 3. Схема трансформатора тока;

______ собственная первичная обмотка ТТ;

—— токоведущий  стержень проходного изолятора (шина)

Библиографический список:

Электронные ресурсы:

1. Измерительные трансформаторы тока. URL:  
http://www.ronl.ru /fizika/212219/м

2.  Измерительные трансформаторы тока и напряжения — конструкции, технические характеристики . URL:  http://electricalschool.info/2009/03/30/izmeritelnye-transformatory-toka-i.html

3. Измерительные трансформаторы тока и напряжения. URL:  http://forca.ru/spravka/tt-i-tn/izmeritelnye-transformatory-toka-i-napryazheniya.html

4. Измерительные трансформаторы напряжения. URL: http://malahit-irk.ru/index.php/2011-01-13-09-04-43/116-2011-05-03-12-07-57.html

5. Измерительные трансформаторы. URL: http://leg.co.ua/info/podstancii/izmeritelnye-transformatory.html

Измерительные трансформаторы

 Измерительные трансформаторы предназначены для изоляции измерительных приборов и аппаратов автоматической защиты от цепи высокого напряжения, расширения пределов измерения измерительных приборов.

Применение этих приборов, которые обладают различными пределами, дает возможность использовать одни и те же приборы со стандартными пределами измерения (100 В и 5 А) для проведения измерений в различных цепях посредством данных приборов через измерительные трансформаторы с различными коэффициентами трансформации.

Различают измерительные трансформаторы напряжения, применяемые для включения вольтметров, частотомеров, цепей напряжения измерительных приборов (ваттметров, счетчиков, фазометров) и реле, а также трансформаторы тока, предназначенные для включения амперметров, цепей тока измерительных приборов и реле.

Устройство трансформатора напряжения и его условное обозначение показаны на рисунках 46 и 47. Первичная обмотка таких трансформаторов, которая является и обмоткой высшего напряжения, имеет большое число витков и включается как вольтметр под измеряемое напряжение U1; вторичная же обмотка является обмоткой низшего напряжения, имеет меньшее количество витков и замыкается на вольтметр и цепи напряжения других приборов.

Измерительный прибор относительно вторичной обмотки соединяется параллельно, что обеспечивает действие одного и того же вторичного напряжения. Трансформатор напряжения в условиях работы находится в условиях холостого хода, так как сопротивление вольтметра и цепей напряжения измерительных приборов велико. Поэтому внутренние падения напряжения в обмотках измерительного трансформатора не принимают больших значении, поэтому U1 = E1 и U2 = E2. Итак, с помощью измерительного трансформатора во вторичную цепь передается пропорционально измененное значение первичного трансформатора.

Напряжения первичного высокого напряжения. Определяя низкое напряжение, можно определить первичное высокое напряжение. Фаза вторичного напряжения противоположна фазе первичного.

Первичное и вторичное напряжения строго пропорциональны, если внутренние падения напряжения измерительного трансформатора равны нулю. В реальных ситуациях присутствие падений внутренних напряжений приводит к неточностям при передаче напряжения. Данные неточности приводят к появлению погрешностей напряжения, а неточности в передаче фаз способствует появлению угловой погрешности.

Погрешностью напряжения называется выражаемая в процентах погрешность в измерениях первичного напряжения, которая относится к действительному значению этого напряжения. Угловая погрешность — это угол ?u, который образуется между вектором первичного напряжения и смещенным на 180° вектором вторичного напряжения. Ее измеряют в минутах и считают положительной, если повернутый на 180° вектор вторичной величины опережает вектор первичной величины.

Трансформатор тока включают в линию так же, как амперметр, последовательно с измеряемым объектом, а вторичную обмотку замыкают на амперметр и цепи тока других измерительных приборов.

Трансформаторы напряжения позволяют определять большую силу тока на основании измерения небольшой силы тока в условиях полной безопасности. Также трансформаторы тока используют для измерения больших токов в установках с напряжением ниже 1000 В.


Реферат: Измерительные трансформаторы напряжения.

Измерительные трансформаторы тока: особенности конструкции

Измерительные трансформаторы напряжения.

а)Общие сведения и схемы соединения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/Ö3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а ко вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. ТН в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близкому к ХХ, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, не велик.

Рис.1 Схема включения трансформатора напряжения:

1- первичная обмотка;

2- магнитопровод;

3- вторичная обмотка; Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:

где U1ном, U2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно.

Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения

´100

Так же как и трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 1800. Это определяет угловую погрешность.

В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos j вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.

Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле,

подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.

В зависимости от назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 2, а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис.2,б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться 3 однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y0/Y0, или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис.2, в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

Рис. 2. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения.


б) Конструкции трансформаторов напряжения

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные – на любые напряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.

Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ а изоляцией между обмотками служит элетрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5- трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).

Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6-1150 кВ закрытых и открытых РУ. В таких трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения. Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

Схема обмоток первых показана на рис.3,а.Такие трансформаторы имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соединить по схемам открытого треугольника, звезды, треугольника. У трансформаторов второго типа (рис.3,б) один конец обмотки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН – на боковой стенке. Обмотка ВН рассчитана на фазное напряжение, основная обмотка НН – на100/Ö3 В, дополнительная обмотка – на 100/3 В. Такие трансформаторы называются заземляемыми и соединяются по схеме, показанной на рис. 2,в.

Рис.3. Трансформаторы напряжения однофазные масляные: а- НОМ-35; б- ЗНОМ-35; 1- ввод ВН; 2- коробка вводов НН; 3- бак.

Рис. 4. Установка трансформатора напряжения ЗНОМ-20 в комплектном токопроводе.

Трансформаторы типов ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24 устанавливаются в комплектных шинопроводах мощных генераторов.Для уменьшения потерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитний стали.

На рисунке 3 показана установка такого трансформатора в комплектном токопроводе. Трансформатор с помощью ножевого контакта 3, расположенного на вводеВН, присоединяется к пружинящим контактам, закреплённым на токопроводе1, закрытом экраном 2. К патрубку 5 со смотровыми люками 4 болтами 6 прикреплена крышка трансформатора. Таким образом, ввод ВН трансформатора находится в закрытом отростке экрана токопровода. Зажимы обмоток НН выведены на боковую стенку бака и закрываются отдельным кожухом.

Трехфазные масляные трансформаторы типа НТМИ имеют пятистержневой магнитопровод и три обмотки, соединенные по схеме, показанной на рисунке 2, в. Такие трансформаторы предназначены для присоединения приборов контроля изоляции.

Все шире применяются трансформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ-06 имеют пять исполнений по номинальному напряжению: 6, 10,15, 20 и 24 кВ. Магнитопровод в них ленточный, разрезной, С-образный, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют небольшую массу, могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны. Трансформаторы ЗНОЛ-06 предназначены для установки в КРУ и комплектных токопроводах вместо масляных трансформаторов НТМИ и ЗНОМ, а трансформаторы серии НОЛ.08 – для замены НОМ-6 и НОМ-10.

На рис. 5. показан однофазный двухобмоточный трансформатор с незаземленными выводами типа НОЛ.08-6 на 6 кВ. Трансформатор представляет собой литой блок, в который залиты обмотки и магнитопровод. Выводы первичной обмотки А,Х, выводы вторичной обмотки расположены Рис. 5. Трансформатор напряжения на переднем торце трансформатора НОЛ.08-6.

и закрыты крышкой.

В установках 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка ВН равномерно распределяется по нескольким магнитопрводам, благодаря чему облегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис.6) имеет двухстержневой магнитопровод, на каждом стержне которого расположена обмотка ВН, рассчитанные на Uф/2.

Т.к. общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, то он по отношению к земле находится под потенциалом Uф/2. Обмотки ВН изолируются от магнитопровода также на Uф/2. Обмотки НН (основная и дополнительная) намотаны на нижнем стержне магнитопровода. Для равномерного распоределения нагрузки по обмоткам ВН служит обмотка связи П. Такой блок, состоящий из магнитопровода и обмоток, помещается в фарфоровую рубашку и заливается маслом. Трансформаторы напряжения (TV) на 220 кВ состоят из двух блоков, установленных один над другим, т.е. имеют два магнитопровода и четыре ступени каскадной обмотки ВН с изоляцией на Uф/4. Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500 соответственно имеют четыре блока, т.е. 6 и 8 ступеней обмотки ВН. Чем больше каскадов обмотки, тем больше их активное и реактивное сопротивление, возрастают погрешности и поэтому трансформаторы НКФ 330 и НКФ-500 выпускаются только в классах точности 1 и 3. Кроме того, чем выше напряжение тем сложнее конструкция трансформаторов напряжения, поэтому в установках 500 кВ и выше применяются трансформаторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные к конденсаторам высокочастотной связи С1 с помощью конденсатора отбора мощности С2 (рис.6). Напряжение, снимаемое с С2 (10-15 кВ), подается на трансформатор TV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по такой же схеме, как и у трансформаторов НКФ или ЗНОМ. Для увеличения точности работы в цепь его первичной обмотки включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс с конденсатором С2. Дроссель L и трансформатор TV встраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты, Такое устройство получило название емкостного трансформатора напряжения НДЕ. На рис 6,б показана установка НДЕ-500-72.

Электроэнергетика является одной из наиболее автоматизированных отраслей народного хозяйства. Это связано со сложностью и скоротечностью процессов в электрических сетях, а также с тем, что процессы производства, транспортировки и потребления электроэнергии протекают одновременно. С другой стороны электроэнергетические объекты, в том числе электростанции, представляют потенциальную опасность для человека и окружающей среды в связи с высокой энергоемкостью. Автоматизированное управление невозможно без релейной защиты и автоматики (РЗА).

Все элементы электроэнергетической системы рассчитаны на некоторый предельный режим работы, но ни одна электроустановка не обладает абсолютной надежностью. С большей или меньшей вероятностью она может быть повреждена, причем большинство повреждений сопровождается возникновением короткого замыкания (КЗ). Режим КЗ опасен для энергосистемы: устойчивая работа энергосистемы может быть нарушена, из-за существенного искажения параметров режима энергосистемы потребители электроэнергии теряют электропитание, длительное существование токов КЗ разрушает повредившийся элемент энергосистемы до неремонтопригодного состояния.

Релейная защита и автоматика предназначена для выявления поврежденного элемента и быстрого его отключения от энергосистемы. Кроме того, устройства релейной защиты и автоматики должны предупреждать повреждение элемента энергосистемы в случае возникновения ненормального и опасного для него режима работы, сигнализируя о таком режиме оперативному персоналу.

Перечислим основные требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты.

Селективность – способность РЗА выявить и отключить именно поврежденный элемент энергосистемы, сохранив в работе остальные элементы. Требование селективности тесно связано с надёжностью электроснабжения.

Быстродействие – способность РЗА в кратчайший промежуток времени выявить и отключить поврежденный элемент энергосистемы.

Чувствительность – способность РЗА реагировать на любые, в том числе минимальные токи короткого замыкания.

Надежность – отсутствие отказов или ложных срабатываний РЗА. С требованием надёжности тесно связано требование резервирования действия релейной защиты.

Устройства РЗА реагируют на значения электрических параметров режима защищаемого объекта (ток, напряжение, направление мощности, сопротивление, частота и др.), а также неэлектрических параметров (температура, давление, освещенность, положение в пространстве). Информацию об этих параметрах РЗА получает от первичных датчиков или первичных преобразователей. Основное назначение первичных преобразователей – масштабировать с определённым коэффициентом измерительный сигнал в величину, удобную для дальнейшей обработки релейной защитой и автоматикой и безопасную для обслуживающего персонала. Наиболее распространёнными первичными преобразователями электрических величин являются измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Второе назначение измерительных трансформаторов – подавать масштабированные электрические величины на приборы технического и коммерческого учёта, в том числе – на измерительные приборы, находящиеся на щите управления электростанции, для обеспечения дежурного персонала необходимой текущей информацией. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Кроме того, измерительные трансформаторы дают возможность расширять пределы измерения приборов, т.е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений.

7.2. Измерительные трансформаторы тока

Измерительный трансформатор тока (ИТТ) предназначен для подачи тока в цепи амперметров, токовых катушек ваттметров, счетчиков, фазометров, осциллографов, реле тока, реле направления мощности, реле сопротивления и прочих измерительных и защитных устройств, имеющих токовые цепи. ИТТ масштабирует ток до величин порядка 1-5 А. ИТТ включаются в цепь последовательно – рис. 7.1.

ИТТ выполняют в виде повышающего трансформатора, у которого первичной обмоткой служит провод, проходящий через окно магнитопровода. В некоторых конструкциях магнитопровод и вторичная обмотка смонтированы на проходном изоляторе, служащем для ввода высокого напряжения в силовой трансформатор или другую электрическую установку. Первичной обмоткой трансформатора служит медный стержень, проходящий внутри изолятора. ИТТ выполняются только в однофазном исполнении.

Рис. 7.1. Схема включения измерительных трансформаторов тока (ИТТ) и напряжения (ИТН)

Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания.

Как любой измерительный прибор, ИТТ имеет определённую погрешность, связанную с нелинейностью масштабирования первичного тока во вторичный. Причины погрешности заключаются в нелинейности характеристики намагничивания стали, в наличии ненулевого сопротивления вторичных приборов. В зависимости от целей измерения и значений допускаемых погрешностей ИТТ подразделяют на следующие классы точности:

0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10 – для измерения;

0,2S; 0,5S – для коммерческого учета;

5Р; 10Р – для РЗА и сигнализации.

7.3. Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительный трансформатор напряжения (ИТН) предназначен для подачи напряжения в цепи вольтметров, катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров, осциллографов, реле напряжения, реле направления мощности, реле сопротивления, реле частоты и прочих измерительных и защитных устройств, имеющих цепи напряжения. ИТН масштабирует напряжения до величин порядка 100 В. ИТН включаются в цепь параллельно – рис. 7.1.

Трансформатор напряжения выполняют в виде понижающего трансформатора. Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. ИТН выполняются как в однофазном, так и трёхфазном исполнении.

Так как сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода.

Реальный режим работы несколько отличается от режима холостого хода, поэтому ИТН имеет определённую погрешность. В зависимости от значения допускаемых погрешностей ИТН подразделяют на следующие классы точности:

0,1; 0,2; 0,5; 1; 3 – для измерения;

3Р; 6Р – для РЗА и сигнализации.

Приведенные величины соответствуют допустимой относительной погрешности в %.

Министерство высшего профессионального образования.

Самарский Государственный Технический Университет.

Кафедра: «ЭПП»

по предмету ПЭЭ

Измерительные трансформаторы напряжения

Работу выполнил:

студент III -ЭТ-10

Ломакин С. В.

Проверил:

ДашковВ. М.

Самара 2003г.

Измерительные трансформаторы напряжения.

а)Общие сведения и схемы соединения

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/ Ö 3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1; первичная обмотка включена на напряжение сети U 1 , а ко вторичной обмотке (напряжение U 2) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. ТН в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близкому к ХХ, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, не велик.

Рис.1 Схема включения трансформатора напряжения:
1- первичная обмотка;
2- магнитопровод;
3- вторичная обмотка;

где U 1ном, U 2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно.

Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения

´100

Так же как и трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 180 0 . Это определяет угловую погрешность.

В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cosj вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.

Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле,

подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.

В зависимости от назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 2, а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис.2,б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться 3 однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y 0 /Y 0 , или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис. 2, в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.

Рис. 2. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения.


б) Конструкции трансформаторов напряжения

По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные – на любые напряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.

Обмотки сухих трансформаторов выполняются проводом ПЭЛ а изоляцией между обмотками служит элетрокартон. Такие трансформаторы применяются в установках до 1000 В (НОС-0,5- трансформатор напряжения однофазный, сухой, на 0,5 кВ).

Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией применяются на напряжение 6-1150 кВ закрытых и открытых РУ. В таких трансформаторах обмотки и магнитопровод залиты маслом, которое служит для изоляции и охлаждения. Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ-6, НОМ-10, НОМ-15, НОМ-35 от однофазных трехобмоточных ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-35.

Схема обмоток первых показана на рис.3,а.Такие трансформаторы имеют два ввода ВН и два ввода НН, их можно соединить по схемам открытого треугольника, звезды, треугольника. У трансформаторов второго типа (рис.3,б) один конец обмотки ВН заземлен, единственный ввод ВН расположен на крышке, а вводы НН – на боковой стенке. Обмотка ВН рассчитана на фазное напряжение, основная обмотка НН – на100/Ö3 В, дополнительная обмотка – на 100/3 В. Такие трансформаторы называются заземляемыми и соединяются по схеме, показанной на рис. 2,в.

Рис.3. Трансформаторы напряжения однофазные масляные: а- НОМ-35; б- ЗНОМ-35; 1- ввод ВН; 2- коробка вводов НН; 3- бак.

Рис. 4. Установка трансформатора напряжения ЗНОМ-20 в комплектном токопроводе.

Трансформаторы типов ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24 устанавливаются в комплектных шинопроводах мощных генераторов.Для уменьшения потерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитний стали.

На рисунке 3 показана установка такого трансформатора в комплектном токопроводе. Трансформатор с помощью ножевого контакта 3, расположенного на вводеВН, присоединяется к пружинящим контактам, закреплённым на токопроводе1, закрытом экраном 2. К патрубку 5 со смотровыми люками 4 болтами 6 прикреплена крышка трансформатора. Таким образом, ввод ВН трансформатора находится в закрытом отростке экрана токопровода. Зажимы обмоток НН выведены на боковую стенку бака и закрываются отдельным кожухом.

Трехфазные масляные трансформаторы типа НТМИ имеют пятистержневой магнитопровод и три обмотки, соединенные по схеме, показанной на рисунке 2, в. Такие трансформаторы предназначены для присоединения приборов контроля изоляции.

Все шире применяются трансформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ-06 имеют пять исполнений по номинальному напряжению: 6, 10,15, 20 и 24 кВ. Магнитопровод в них ленточный, разрезной, С-образный, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют небольшую массу, могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны. Трансформаторы ЗНОЛ-06 предназначены для установки в КРУ и комплектных токопроводах вместо масляных трансформаторов НТМИ и ЗНОМ, а трансформаторы серии НОЛ.08 – для замены НОМ-6 и НОМ-10.

На рис. 5. показан однофазный двухобмоточный трансформатор с незаземленными выводами типа НОЛ.08-6 на 6 кВ. Трансформатор представляет собой литой блок, в который залиты обмотки и магнитопровод. Выводы первичной обмотки А,Х, выводы вторичной обмотки расположены Рис. 5. Трансформаторнапряжения на переднем торце трансформатора НОЛ.08-6.

и закрыты крышкой.

В установках 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка ВН равномерно распределяется по нескольким магнитопрводам, благодаря чему облегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис.6) имеет двухстержневой магнитопровод, на каждом стержне которого расположена обмотка ВН, рассчитанные на U ф /2.

Т.к. общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, то он по отношению к земле находится под потенциалом U ф /2. Обмотки ВН изолируются от магнитопровода также на U ф /2. Обмотки НН (основная и дополнительная) намотаны на нижнем стержне магнитопровода. Для равномерного распоределения нагрузки по обмоткам ВН служит обмотка связи П. Такой блок, состоящий из магнитопровода и обмоток, помещается в фарфоровую рубашку и заливается маслом. Трансформаторы напряжения (TV) на 220 кВ состоят из двух блоков, установленных один над другим, т.е. имеют два магнитопровода и четыре ступени каскадной обмотки ВН с изоляцией на U ф /4. Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500 соответственно имеют четыре блока, т.е. 6 и 8 ступеней обмотки ВН. Чем больше каскадов обмотки, тем больше их активное и реактивное сопротивление, возрастают погрешности и поэтому трансформаторы НКФ 330 и НКФ-500 выпускаются только в классах точности 1 и 3. Кроме того, чем выше напряжение тем сложнее конструкция трансформаторов напряжения, поэтому в установках 500 кВ и выше применяются трансформаторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные к конденсаторам высокочастотной связи С1 с помощью конденсатора отбора мощности С2 (рис.6). Напряжение, снимаемое с С2 (10-15 кВ), подается на трансформатор TV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по такой же схеме, как и у трансформаторов НКФ или ЗНОМ. Для увеличения точности работы в цепь его первичной обмотки включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс с конденсатором С2. Дроссель L и трансформатор TV встраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты, Такое устройство получило название емкостного трансформатора напряжения НДЕ. На рис 6,б показана установка НДЕ-500-72.

При надлежащем выборе всех элементов и настройке схемы устройство НДЕ может быть выполнено на класс точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяется трансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150.

Рис. 6 трансформатор напряжения НДЕ:

б) установка НДЕ-500-72:

1- делитель

2- разъединитель

3- трансформатор напряжения и дроссель

4- заградитель высокочастотный

5- разрядник

в) Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения выбираются:

по напряжению установки

U уст £U ном;

по конструкции и схеме соединения обмоток;

по классу точности;

по вторичной нагрузке

S 2 å £S ном,

где S ном — номинальная мощность в выбранном классе точности, при этом следует иметь в виду, что для однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме открытого треугольника — удвоенную мощность одного трансформатора;

S 2 å — нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения, В·А.

Для упрощения расчетов нагрузку можно не разделять по фазам, тогда

Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность в выбранном классе точности,то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть приборов присоединяют к нему.

Сечение проводов в цепях трансформаторов напряжения определяются по допустимой потере напряжения. Согласно ПУЭ потеря напряжения от трансформаторов напряжения до расчетных счетчиков должна быть не более 1.5% при нормальной нагрузке.

Понятие измерительного трансформатора напряжения

Для измерения переменного напряжения в сетях высокого напряжения его предварительно понижают до необходимого уровня: (обычно до 100В) при помощи трансформатора напряжения.

Схема включения измерительного трансформатора напряжения

Ко вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения присоединяют вольтметры, ваттметры и приборы автоматического управления. Сопротивление нагрузки вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения должно быть меньше некоторого нормированного значения. Сам измерительный трансформатор напряжения должен быть спроектирован таким образом, чтобы его вторичное приведенное напряжение при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения изменялось как можно меньше.

Классификация измерительных трансформаторов

Измерительные трансформаторы напряжения подразделяются по числу фаз на однофазные и трехфазные;

По числу обмоток измерительные трансформаторы напряжения делятся на двухобмоточные и трехобмоточные;

По способу охлаждения — на масляные и сухие;

По роду установки — для наружной и внутренней установки.

Однофазные измерительные трансформаторы напряжения на 6-10 кВ для внутренней установки выпускают в основном с литой изоляцией. Обмотки или вся активная часть у таких измерительных трансформаторов напряжения залиты эпоксидной смолой. Они более надежны в работе, практически не требуют ухода, имеют меньшую массу и габариты.

Измерительные трансформаторы напряжения на 6-10 кВ и выше для наружной установки изготовляют с масляным заполнением. Их активную часть помешают в металлический бак или фарфоровый корпус, заполненный трансформаторным маслом.

Измерительные трансформаторы напряжения отличаются малой мощностью и большим коэффициентом трансформации; их изготовляют только как понижающие с классами точности 0,2; 0,5; 1 и 3, указывающими предельно допустимую погрешность в процентах, которую вносит трансформатор в номинальное значение коэффициента трансформации.

Измерительные трансформаторы напряжения выпускают с номинальными напряжениями обмоток высшего напряжения, соответствующими стандартным напряжениям электрических сетей: 0,38; 0,66; 3; 6; 10; 20; 35; 110 кВ и т. д., а номинальные напряжения обмоток низшего на: 100; 100/√3 или 100/3 В. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения опре-делены стандартом и должны соответствовать нулевой группе соединения.

Устройство измерительного трансформатора напряжения

Устройство измерительного трансформатора напряжения подобно устройству силового трансформатора небольшой мощности. Первичную обмотку измерительного трансформатора напряжения с большим числом витков включают в сеть, напряжение в которой измеряют или контролируют.

Вторичная обмотка с меньшим числом витков замыкается на прибор с большим сопротивлением. Таким прибором может быть вольтметр, параллельная обмотка ваттметра, счетчика или какого-либо иного измерительного прибора или реле. По отношению к из-мерительному прибору вторичное напряжение должно совпадать по фазе с первичным, что достигается соответствующим соединением вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения с прибором. Это необходимо при измерении мощности и энергии.

Сопротивление вольтметров, параллельных обмоток ваттметров, счетчиков и других измерительных приборов и реле сравнительно велико (составляет тысячи ом). Поэтому ток в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения весьма мал и режим работы его близок к режиму холостого хода силового трансформатора.

Так как при малых токах в обмотках трансформатора падения напряжения в сопротивлениях этих обмоток также малы, напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток практически равны э. д. с, а отношение этих напряжений равно коэффициенту трансформации.

Структура условного обозначения измерительных трансформаторов напряжения.

Обозначения типов сухих и масляных измерительных трансформаторов напряжения состоят из букв и цифр:
например, НОС-0,5; HOAV 35-66; ЗНОМ-35-65; НТМИ-10; НКФ-110-58

  • Н — напряжение,
  • О — однофазный,
  • Т — трехфазный,
  • М — масляный,
  • К — каскадный или с компенсационной обмоткой,
  • 3 — с заземленным вводом высшего напряжения,
  • И — с обмоткой для контроля изоляции,
  • Ф — в фарфоровом корпусе;
  • первая цифра после букв обозначает напряжение, вторая — год разработки.

На щитках трансформатора дробью указывают:

  • в числителе — типовую мощность, кВА;
  • в знаменателе — напряжение, кВ.

1.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДАЛЬНЕВОСТЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Электроэнергетики

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ
Аппараты распределительных устройств высокого напряжения

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Руководство к лабораторной работе № 7

Владивосток 2003

Руководство (переработанное и дополненное) содержит общие теоретические сведения по назначению и конструкциям измерительных трансформаторов: трансформаторов тока и трансформаторов напряжения. 1. ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА

1.1. Общие сведения

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) представляют собой аппараты для преобразования токов первичных цепей в стандартные токи

(5 или 1 А) для измерительных приборов, устройств релейной защиты и автоматики. Нормально трансформаторы тока работают в режиме, близком к режиму короткого замыкания вторичной обмотки. Размыкание вторичной обмотки при наличии тока в первичной цепи недопустимо, так как при этом может быть повреждена изоляция трансформатора с вытекающими отсюда последствиями.

Трансформаторы тока выполняются для внутренней и наружной установки на всю шкалу токов и напряжений. Трансформаторы тока обладают погрешностями по току и по углу.

Для уменьшения погрешности по току осуществляют подгонку числа витков вторичной обмотки (несколько уменьшая их). Угловая погрешность зависит от коэффициента мощности нагрузки вторичной обмотки. Подгонка витков не влияет на величину угловой погрешности,

Величина погрешностей по току в процентах при первичном токе, равном 100-120 % iihom, определяет класс точности работы трансформаторов тока.

В зависимости от погрешности по ГОСТ 7746-78 различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10. Класс точности выбирается в соответствии с его назначением. Более точные ТТ (класс 0,2; 0,5; 1) используются для измерений, более грубые — для релейной защиты.

В зависимости от нагрузки вторичной обмотки один и тот же трансформатор тока может работать в различных классах точности. С увеличением нагрузки сверх номинальной в данном классе точности трансформатор переходит работать в худший класс точности. Сопротивление вторичной нагрузки зависит как от параметров подключенных элементов (реле, измерительных приборов), так и от схемы соединения трансформаторов тока с этими элементами.

В электроустановках используют одновитковые (стержневые, шинные, встроенные), многовитковые (катушечные, звеньевые) и каскадные трансформаторы тока.

Выбор того или иного типа трансформатора тока зависит от напряжения сети, значения длительного максимального тока цепи, значения и хдрактера нагрузки вторичных цепей, а также от тока КЗ и длительности его протекания в цепи.

Каждый трансформатор тока состоит из следующих частей: первичной обмотки, сердечника, вторичной обмотки и изоляции.

На рис. 1.1 показаны принципиальные схемы устройства трансформаторов тока.

Рис. 1.1. Принципиальные схемы устройства трансформаторов тока: а — одновитковый; б — многовитковый с одним сердечником; в – многовитковый с двумя сердечниками; 1 — первичная обмотка; 2 — изоляция; 3 — сердечник; 4 — вторичная обмотка.
Первичная обмотка 1 включается последовательно в измеряемую цепь. Ток этой обмотки и является измеряемым током. Вторичная обмотка 2 должна обязательно быть замкнута на нагрузку (на измерительный прибор, цепь защиты и т.д.) не превосходящую определенного значения. Разомкнутое состояние вторичной обмотки является аварийным режимом.

Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в сердечнике резко возрастает, так как его величина будет теперь определяться намагничивающей силой первичной обмотки. В этом режиме сердечник может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт. Стержневые трансформаторы тока с литой изоляцией типа ТПОЛ (Т — трансформатор тока, П — проходной, О — одновитковый, Л — с литой изоляцией). Предназначены для внутренней установки и изготавливаются на напряжения от 10 до 35 кВ на токи от 600 до 1500 А. На рис. 1.2 показана конструкция проходного одновиткового ТТ с литой изоляцией из эпоксидной смолы типа ТПОЛ-10 на 10 кВ 1000 А с двумя сердечниками.


Рис. 1.2. Проходной одновитковый трансформатор тока ТПОЛ-10:

А — расположение сердечников с обмотками; б -конструкция: 1 — сердечник; 2 — вторичная обмотка; 3 — крепежное кольцо; 4 — стержень первичной обмотки

Первичная обмотка выполнена в виде круглого медного стержня, концы которого имеют прямоугольную форму. Стержень первичной обмотки пронизывает два тороидальных сердечника, представляющих собой свернутые спиралью ленты трансформаторной стали. На каждый сердечник поверх картона намотана вторичная обмотка, выполненная изолированным проводом. Между сердечниками установлено фигурное полукольцо, на котором укреплен прямоугольный опорный фланец. Шинные трансформаторы тока (проходные и опорные) строят на большие номинальные первичные токи. Роль первичной обмотки выполняет шина, пропускаемая внутри трансформатора.

На напряжение 0,66 кВ и токи от 800 до 10000 А есть трансформаторы типа ТНШЛ-0,66 (Н — низкого напряжения, Щ — шинный, Л — с литой изоляцией), см. рис. 1.3.

-330 (210)

Рис. 1.3. трансформатор тока ТНШЛ-0,66 на 3000-5000 А

Встроенные трансформаторы тока типа ТВ и ТВТ (Т- трансформатор тока, В — встроенный, Т — встроенный в силовой трансформатор) составляют часть конструкции выключателей с большим объемом масла на напряжение 35 кВ и выше и силовых трансформаторов.

Встроенный трансформатор тока представляет собой стержневой трансформатор тока, использующий в качестве основной изоляции изоляцию масляного выключателя или силового трансформатора. Поэтому встроенные трансформаторы весьма дешевы и не требуют особого места для установки.

Основным недостатком встроенного трансформатора тока является низкая точность измерения — порядка 10 (особенно при небольших номинальных токах). Это объясняется тем, что кольцевой сердечник встроенного трансформатора тока выполняется с большим внутренним диаметром, определяемым размерами изолятора выключателя.

1.3. Многовитковые трансформаторы тока

При малых первичных токах (ниже 400 А) для получения высокого класса точности применяются многовитковые ТТ. Чем меньше номинальный ток, тем, очевидно, большее число витков должна иметь первичная обмотка.

Конструктивно многовитковые трансформаторы тока сложнее одновитковых. Наличие нескольких витков в первичной обмотке усложняет конструкцию и затрудняет обеспечение необходимой устойчивости аппарата по отношению к электродинамическим силам при коротких замыканиях.

По форме первичной обмотки и её расположению относительно сердечника многовитковые ТТ подразделяют на катушечные и звеньевые, по способу крепления — на опорные и проходные, по виду изоляции — с литой изоляцией и маслонаполненные.

На рис. 1.4 показан многовитковый трансформатор тока ТПЛ-10

Трансформатора тока, П — проходной, Л — с литой изоляцией, на напряжение 10 кВ). На прямоугольном шихтованном магнитопроводе 1 расположена вторичная обмотка 2. Первичная обмотка 3 выполняется из медной шины. Первичная обмотка выведена на контакты 5, вторичная — на контакты 6. Все детали ТТ залиты эпоксидным компаундом 4.


Рис. 1.4. Трансформатор тока ТПЛ-10 с двумя сердечниками

При напряжении 35 кВ и выше для открытых установок применяются ТТ с масляной изоляцией. Наиболее распространены ТТ звеньевого типа, рис. 1.5. Три тороидальных магнитопровода 1 со вторичными обмотками 2 охвачены первичной обмоткой 4, выполняемой мягким многожильным проводом.

Первичная обмотка обычно имеет несколько параллельных ветвей (на рис. 1.5 две ветви). При переходе с параллельного соединения на последовательное первичный номинальный ток трансформатора уменьшается в 2 раза.

Рис. 1.5 ТТ звеньевого типа

Рис. 1.6. ТТтипаТФН-35

Первичная и вторичная обмотки изолируются кабельной бумагой 5 . После наложения изоляции магнитопровод с обмотками крепится к основанию ТТ с помощью лап 3. К этому же основанию крепится фарфоровый кожух, который защищает обмотки от воздействий окружающей среды. Внутренняя полость ТТ после вакуумной сушки заполняется трансформаторным маслом. Масло пропитывает кабельную бумагу и заполняет все пустоты. Такие ТТ выполняются на напряжение до 220 кВ. Общий вид маслонаполненного ТТ опорного исполнения, с обмотками звеньевого типа ТФН-35 (Т трансформатор тока, Ф — в фарфоровом корпусе, Н — для наружной установки, на напряжение 35 кВ) представлен на рис. 1.6. Здесь 1 — вывод ветвей первичной обмотки; 2 — вывод первичной обмотки; 3 — магнитопровод; 4 — вторичная обмотка; 5 — изоляция из кабельной бумаги; 6 — фарфоровая покрышка; 7 -трансформаторное масло.

АО «Электроаппарат», г. С.-Петербург, выпускают новое поколение измерительных трансформаторов тока — ТГФ (Г — с элегазовой изоляцией) на напряжения ПО и 220 кВ, рис. 1.7 и 1.8.

Трансформатор тока ТГФ — наружной установки, с элегазовой изоляцией, в фарфоровой покрышке, пожаробезопасен, герметичен, не требует постоянного обслуживания в течение всего срока службы и предназначен для использования вместо трансформаторов тока с бумажно-масляной изоляцией. 2. ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

2.1.Общие сведения

Трансформаторы напряжения предназначены для понижения высокого

I-i напряжения (свыше 250 В) до значения, равного 100 В или 100/√3 В, необходимого для питания измерительных приборов, цепей автоматики, сигнализации и защитных устройств. Нормально трансформаторы напряжения работают в режиме, близком к режиму холостого хода вторичной обмотки.

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ по принципу выполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из магнитопровода, набранного из пластин листовой электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. На рис. 2.1. показана схема трансформатора напряжения с одной вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение U b a напряжение вторичной обмотки U 2 подведено к измерительному прибору.

Рис. 2.1 Схема включения однофазного трансформатора напряжения

Трансформаторы применяются в наружных (типа НОМ-35, серий ЗНОМ и НКФ) или внутренних установках переменного тока напряжением 0,38-500 кВ и номинальной частотой 50 Гц.

Трехобмоточные трансформаторы НТМИ предназначены для сетей с изолированной нейтралью, серии НКФ (кроме НКФ-110-5 8) — с заземленной нейтралью.

Класс точности трансформаторов напряжения (ТН) характеризуется максимально допустимыми погрешностью напряжения и угловой погрешностью при определенном режиме работы трансформатора.

Погрешность

Класс точности Напряжения, ± % Угловая, ± %

3 3 не нормируется

Трансформаторы напряжения сохраняют класс точности при изменении первичного напряжения от 80 до 120% номинального.

В электроустановках используются однофазные, трехфазные (пятистержневые) и каскадные ТН. Выбор того или иного типа ТН зависит от напряжения сети, значения и характера нагрузки вторичных цепей и назначения ТН (для целей изменения, для контроля однофазных замыканий на землю, для питания устройств релейной защиты и автоматики).

Ввиду относительно высокой стоимости ТН для сетей 110-750 кВ они в ряде случаев, там, где это возможно по условиям работы систем измерения, защиты и автоматики электроустановок, заменяются емкостными делителями напряжения.

По изоляции различают ТН с сухой и масляной изоляцией.
2.2. Однофазные трансформаторы напряжения

Однофазные трансформаторы напряжения получили наибольшее распространение. Они выпускаются на рабочие напряжения от 380 В до 500 кВ.

Конструктивные размеры и масса ТН определяются не мощностью, как у силовых трансформаторов, а в основном объемом изоляции первичной обмотки и размерами её выводов высокого напряжения.

Трансформаторы напряжения с номинальным напряжением от 380 В до 6 кВ имеют исполнение с сухой изоляцией (обмотки выполняются проводом марки ПЭЛ и пропитываются асфальтовым лаком).

Свердловский завод трансформаторов тока выпускает трансформаторы напряжения на 6, 10, 35 кВ с литой изоляцией.

У трансформаторов напряжением 10 — 500 кВ изоляция масляная (магнитопровод погружен в трансформаторное масло).

2.2.1. Сухие трансформаторы напряжения

Для магнитопроводов трансформаторов типа НОС-0,5 применены цельноштампованные Ш-образные пластины, магнитопроводы остальных типов шихтуются из прямоугольных пластин. НОСК — 6 (О — однофазный, С — с сухой изоляцией, К — с компенсирующей обмоткой для уменьшения угловой погрешности, на напряжение 6 кВ) предназначен для комплектования только распределительных устройств в угольных шахтах, рис. 2.2. При установке он заливается битумной массой. Концы обмоток этого трансформатора выведены свободными гибкими изолированными проводами.


Рис. 2.2. Трансформатор напряжения НОСК-6 2.2.2. Трансформаторы напряжения с литой изоляцией

Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ-35Б УХЛ (О -однофазные, Л — с литой изоляцией, на напряжение 35 кВ, изоляция типа Б, УХЛ — для умеренного и холодного климата) предназначены для питания электрических измерительных приборов, цепей защиты и сигнализации в электроустановках переменного тока частоты 50 или 60 Гц, рис. 2.3.


Рис. 2.3. Общий вид трансформатора ЗНОЛ-35Б

Номинальное напряжение основной вторичной обмотки 100Л/3 В, номинальное напряжение дополнительной вторичной обмотки 100 В.

Номинальная мощность основной и дополнительной обмотки в классе точности 0,5 — 150 В*А; 1 — 300 В*А; 3 — 600 В*А.

Температура воздуха при эксплуатации — от — 60 С до 40 С с относительной влажностью воздуха 100% при 25 С.

Осуществлена патентная защита патентами на изобретения, промышленный образец и свидетельствами на полезную модель.


Рис. 2.4. Общий вид группы ЗхЗНОЛ-6 и ЗхЗНОЛ-10

Трехфазная антирезонансная группа трансформаторов напряжения ЗхЗНОЛ-6 предназначена для установки в комплектные распределительные устройства (КРУ) или закрытые распределительные устройства (ЗРУ) и служит для питания электрических измерительных приборов, цепей защиты и сигнализации в электроустановках переменного тока частотой 50 или 60 Гц рис. 2.4 и 2.5.


Рис. 2.5. Схема группы

Трехфазная группа устойчива к феррорезонансу и (или) воздействию перемежающейся дуги в случае замыкания одной из фаз сети на землю. Предназначена для эксплуатации при условиях:


  • высота установки над уровнем моря не более 1000 м;

  • температура окружающего воздуха от -45 до 50 С;

  • окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов
    и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;

  • отсутствие непосредственного воздействия солнечной радиации;

  • рабочее положение в пространстве — любое.
2.2.3. Трансформаторы напряжения с масляной изоляцией

Магнитопроводы этих трансформаторов шихтованные, собраны из пластин электротехнической стали. Пластины изолированы лаковой пленкой.

Обмотки ВН состоят из одной или двух катушек (секций) и имеют электростатические экраны для защиты от перенапряжений.

Баки трансформаторов напряжения сварены из листовой стали. Форма бака — круглая, овальная или прямоугольная.

Выводные концы обмоток большинства трансформаторов присоединены к проходным фарфоровым изоляторам (вводам), установленным на крышке бака.

Трансформаторы напряжения типов ЗНОМ-3 5 и НОМ-3 5 имеют маслорасширители, установленные на вводах ВН, рис. 2.6. У ТН остальных типов маслорасширители отсутствуют, уровень масла у них находится ниже крышки на 20-30 мм.


Рис. 2.6. Трансформатор напряжения типа НОМ-35: 1 — выводы высшего напряжения, 2 — выводы низшего напряжения, 3 -расширитель, 4 — бак, 5 — маслоспусковой кран

2.3. Трехфазные трансформаторы напряжения

Габариты и стоимость ТН могут быть уменьшены путем объединения трёх однофазных ТН в — один трехфазный. Применяются трехстержневые и пятистержневые ТН.

Для контроля сопротивления изоляции систем с изолированной нейтралью применяются трехфазные пятистержневые ТН, рис. 2.7. При заземлении одной из фаз магнитные потоки, созданные обмотками неповрежденных фаз, замыкаются по крайним стержням, имеющим малое магнитное сопротивление. Дополнительные обмотки, соединенные в открытый треугольник а,х ь обеспечивают работу сигнализации и релейной защиты. При симметричном режиме в сети на выходе а,х, напряжение отсутствует.


2.7. ТН с пятистержневым магнитопроводом

НАМИТ 10 -2 УХЛ — трансформатор (Н — напряжения, А -антирезонансный, И — для измерения напряжения и контроля изоляции в сетях 6 и 10 кВ с любым режимом заземления нейтрали, в котором используется схема защиты от феррорезонанса, Т — трехфазный, на напряжение 10 кВ).

Номинальное напряжение основной вторичной обмотки 100 В, дополнительной вторичной обмотки при однофазном замыкании сети на землю

Номинальная мощность основной вторичной обмотки при классе точности

0,5 — 200 В*А; 1 — 300 В*А; 3 — 600 В*А.

На рис. 2.8. приведена схема соединений трансформатора НАМИТ-10.


Рис. 2.8. Схема соединений трансформатора НАМИТ-10-2

Трансформатор состоит из двух трансформаторов напряжения, установленных в одном корпусе:

ТНКИ — трансформатор напряжения контроля изоляции. Предназначен для питания цепей измерительных приборов, учета электрической энергии, защиты и контроля изоляции.

ТИП — трансформатор нулевой последовательности. Предназначен для защиты трансформатора ТНКИ от повреждения при однофазных замыканиях.

Автоматическое изменение индуктивного сопротивления трансформатора ТНП исключает феррорезонансные процессы в любых режимах работы электрической сети с изолированной нейтралью. Благодаря этому НАМИТ-10-2 выгодно отличается от аналогичных трансформаторов (НТМИ-10, НАМИ-10,

ЗхЗНОЛ-6).

Работа трансформатора НАМИТ-10 при любых режимах работы электрической сети не имеет ограничений во времени. При включении трансформатора в сети, где суммарная длина воздушных линий не более 60 км, а кабельных не более 3 км, т.е. в условиях возможности возникновения

феррорезонанса, следует использовать схему оперативных цепей защиты, прилагаемую к паспорту ТН.

Трансформаторы НАМИТ-10 выпускает АО «Самарский трансформатор», г. Самара.

2.4. Каскадные трансформаторы напряжения

При напряжениях выше 35 кВ ввиду резкого возрастания габаритов и стоимости масляные каскадные ТН нормальной конструкции состоят из одного (НКФ-110), двух (НКФ-220), трех (НКФ-330) или четырёх (НКФ-400 и НКФ-500) блоков.


Рис. 2.9. Каскадные трансформаторы напряжения

В двухкаскадном ТН на напряжение 110 кВ каждый каскад имеет свой магнитопровод (1 и П), рис. 2.9.а). Обмотки высокого напряжения каждого каскада рассчитаны на 50% фазного напряжения. Один из выводов каждой обмотки ВН соединен с магнитопроводом. На стороне низкого напряжения выходные обмотки ах, а д х д предназначены для питания измерительных приборов и реле в схеме защиты. Обмотка связи w c bi расположена на магнитопроводе 1, а обмотка связи wcbz — на магнитопроводе П.

При отсутствии обмоток связи, если нагрузка не подключена к выходным обмоткам, напряжение разделится между обмотками ВН, так как их индуктивные сопротивления холостого хода одинаковы.

При включении нагрузки вторичный ток размагничивает магнитопровод 1 и поток в нем уменьшается. Реактивное сопротивление ступени 1 также уменьшается. Это ведет к тому, что напряжение между ступенями поделится неравномерно, причем большая часть ляжет на ступень П.

Обмотки связи служат для выравнивания распределения напряжения между обмотками при включении нагрузки.

Более совершенным является вариант б) на рис. 2.9. При этом же напряжении 11ОЛ/3 кВ ТН имеет один магнитопровод. На верхнем горизонтальном стержне магнитопровода расположены обмотки связи w c bi и первая обмотка высокого напряжения ВН Ь на нижнем — обмотка связи w C B2, вторая обмотка высокого напряжения ВН 2 и две обмотки низкого напряжения НН. Один из концов каждой обмотки ВН Ь ВН 2 соединяется с магнитопроводом. Каждая обмотка ВН имеет изоляцию относительно магнитопровода, рассчитанную на напряжение /2 и ф, что уменьшает размеры трансформатора. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ


  1. Назначение измерительных трансформаторов.

  2. Обозначение класса точности. Какие классы точности установлены для измерительных трансформаторов тока и напряжения. Каково назначение измерительных трансформаторов различных классов точности.
3. В чем заключются особенности режима работы трансформатора тока.

4. Каковы значения номинальных вторичных токов трансформаторов тока и из каких соображений они установлены.

5. Чем опасен разрыв вторичной обмотки трансформатора тока.

6. В чем состоят особенности режима работы трансформатора напряжения.

7. Чему равны номинальные вторичные напряжения ТН и из каких соображений они установлены.

8. От чего зависят погрешности измерения ТН.

9. В чем состоят отличия конструкций ТН от конструкций силовых трансформаторов. Как влияет величина номинального первичного напряжения на конструктивное исполнение ТН.

10.Назовите ТТ и ТН нового поколения и перечислите их достоинства. 11 .Покажите схему включения ТТ и ТН в электрическую сеть.
ЛИТЕРАТУРА

1. Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов,- 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 720 с.
2. Электротехнический справочник. Том 1, книга 2. 4 изд., перераб./ Под общей ред. профессоров П.Г.Грудинского, Г.Н. Петрова, М.М. Соколова и др. — М.: Энергия, 1971.-880 с.

Измерительные трансформаторы напряжения реферат по новому или неперечисленному предмету

Министерство высшего профессионального образования. Самарский Государственный Технический Университет. Кафедра: «ЭПП» Реферат по предмету ПЭЭ Измерительные трансформаторы напряжения Работу выполнил: студент III-ЭТ-10 Ломакин С. В. Проверил: ДашковВ. М. Самара 2003г. Измерительные трансформаторы напряжения. а)Общие сведения и схемы соединения Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/ F 0D 63 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а ко вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. ТН в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близкому к ХХ, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, не велик. Рис.1 Схема включения трансформатора напряжения : 1- первичная обмотка; 2- магнитопровод; 3- вторичная обмотка; Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением: где U1ном , U2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно. Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения F 0 B 4100 Так же как и трансформаторах тока , вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 1800. Это определяет угловую погрешность. В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3. Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos F 06 A вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток. Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению погрешностей. В зависимости от назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных напряжения ЗНОМ-20 в комплектном токопроводе. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, ЗНОМ-20, ЗНОМ-24 устанавливаются в комплектных шинопроводах мощных генераторов.Для уменьшения потерь от намагничивания их баки выполняются из немагнитний стали. На рисунке 3 показана установка такого трансформатора в комплектном токопроводе. Трансформатор с помощью ножевого контакта 3, расположенного на вводеВН, присоединяется к пружинящим контактам, закреплённым на токопроводе1, закрытом экраном 2. К патрубку 5 со смотровыми люками 4 болтами 6 прикреплена крышка трансформатора. Таким образом, ввод ВН трансформатора находится в закрытом отростке экрана токопровода. Зажимы обмоток НН выведены на боковую стенку бака и закрываются отдельным кожухом. Трехфазные масляные трансформаторы типа НТМИ имеют пятистержневой магнитопровод и три обмотки, соединенные по схеме, показанной на рисунке 2, в. Такие трансформаторы предназначены для присоединения приборов контроля изоляции. Все шире применяются трансформаторы напряжения с литой изоляцией. Заземляемые трансформаторы напряжения ЗНОЛ-06 имеют пять исполнений по номинальному напряжению: 6, 10,15, 20 и 24 кВ. Магнитопровод в них ленточный, разрезной, С-образный, что позволило увеличить класс точности до 0,2. Такие трансформаторы имеют небольшую массу, могут устанавливаться в любом положении, пожаробезопасны. Трансформаторы ЗНОЛ-06 предназначены для установки в КРУ и комплектных токопроводах вместо масляных трансформаторов НТМИ и ЗНОМ, а трансформаторы серии НОЛ.08 – для замены НОМ-6 и НОМ-10. На рис. 5. показан однофазный двухобмоточный трансформатор с незаземленными выводами типа НОЛ.08-6 на 6 кВ. Трансформатор представляет собой литой блок, в который залиты обмотки и магнитопровод. Выводы первичной обмотки А,Х, выводы вторичной обмотки расположены Рис. 5. Трансформатор напряжения на переднем торце трансформатора НОЛ.08-6. и закрыты крышкой. В установках 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ. В этих трансформаторах обмотка ВН равномерно распределяется по нескольким магнитопрводам, благодаря чему облегчается ее изоляция. Трансформатор НКФ-110 (рис.6) имеет двухстержневой магнитопровод, на каждом стержне которого расположена обмотка ВН, рассчитанные на Uф/2. Т.к. общая точка обмотки ВН соединена с магнитопроводом, то он по отношению к земле находится под потенциалом Uф/2. Обмотки ВН изолируются от магнитопровода также на Uф/2. Обмотки НН (основная и дополнительная) намотаны на нижнем стержне магнитопровода. Для равномерного распоределения нагрузки по обмоткам ВН служит обмотка связи П. Такой блок, состоящий из магнитопровода и обмоток, помещается в фарфоровую рубашку и заливается маслом. Трансформаторы напряжения (TV) на 220 кВ состоят из двух блоков, установленных один над другим, т.е. имеют два магнитопровода и четыре ступени каскадной обмотки ВН с изоляцией на Uф/4. Трансформаторы напряжения НКФ-330 и НКФ-500 соответственно имеют четыре блока, т.е. 6 и 8 ступеней обмотки ВН. Чем больше каскадов обмотки, тем больше их активное и реактивное сопротивление, возрастают погрешности и поэтому трансформаторы НКФ 330 и НКФ-500 выпускаются только в классах точности 1 и 3. Кроме того, чем выше напряжение тем сложнее конструкция трансформаторов напряжения, поэтому в установках 500 кВ и выше применяются трансформаторные устройства с емкостным отбором мощности, присоединенные к конденсаторам высокочастотной связи С1 с помощью конденсатора отбора мощности С2 (рис.6). Напряжение, снимаемое с С2 (10-15 кВ), подается на трансформатор TV, имеющий две вторичные обмотки, которые соединяются по такой же схеме, как и у трансформаторов НКФ или ЗНОМ. Для увеличения точности работы в цепь его первичной обмотки включен дроссель L, с помощью которого контур отбора напряжения настраивается в резонанс с конденсатором С2. Дроссель L и трансформатор TV встраиваются в общий бак и заливаются маслом. Заградитель ЗВ не пропускает токи высокой частоты в трансформатор напряжения. Фильтр присоединения Z предназначен для подключения высокочастотных постов защиты, Такое устройство получило название емкостного трансформатора напряжения НДЕ. На рис 6,б показана установка НДЕ-500-72. При надлежащем выборе всех элементов и настройке схемы устройство НДЕ может быть выполнено на класс точности 0,5 и выше. Для установок 750 и 1150 кВ применяется трансформаторы НДЕ-750 и НДЕ-1150. Рис. 6 трансформатор напряжения НДЕ: а) схема б) установка НДЕ-500-72: 1- делитель 2- разъединитель

Трансформаторы тока. Виды и устройство. Назначение и работа

В системе обеспечения электрической энергией трансформаторы выполняют различные функции. Конструкции классического вида применяются для изменения определенных свойств тока до значений, наиболее подходящих для осуществления измерений. Существуют и другие виды трансформаторов, которые выполняют задачи по корректировке свойств напряжения до значений, подходящих наилучшим образом для последующего распределения и передачи электроэнергии. Трансформаторы тока согласно своему назначению имеют особенности конструкции, и перечень основных и вспомогательных функций.

Назначение

Основной задачей такого трансформатора является преобразование тока. Он корректирует свойства тока с помощью первичной обмотки, подключенной в цепь по последовательной схеме. Вторичная обмотка измеряет измененный ток. Для такой задачи установлены реле, измерительные приборы, защита, регуляторы.

По сути дела, трансформаторы тока – это измерительные трансформаторы, которые не только измеряют, но и осуществляют учет с помощью приборов. Запись и сохранение рабочих параметров тока нужно для рационального применения электроэнергии при ее транспортировке. Это одна из функций трансформатора тока. Модели конструкций бывают преобразующего типа и силовые варианты исполнений.

Устройство

Обычно все варианты исполнений трансформаторов подобного вида снабжены магнитопроводами с вторичной обмоткой, которая при эксплуатации нагружена определенными значениями параметров сопротивления. Выполнение показателей нагрузки важно для дальнейшей точности измерений. Разомкнутая цепь обмотки не способна создавать компенсации потоков в сердечнике. Это дает возможность чрезмерному нагреву магнитопровода, и даже его сгоранию.

С другой стороны, магнитный поток, образуемый первичной обмоткой, имеет отличие в виде повышенных эксплуатационных характеристик, что также приводит к перегреву магнитопровода. Сердечник трансформатора тока изготавливают из нанокристаллических аморфных сплавов. Это вызвано тем, что трансформатор может работать с более широким интервалом эксплуатационных величин, которые зависят от класса точности.

Отличие от трансформатора напряжения

Одним из некоторых отличий является способ создания изоляции между двумя обмотками. Первичную обмотку в трансформаторах тока изолируют соответственно параметрам принимаемого напряжения. Вторичная обмотка имеет заземление.

Трансформаторы тока работают в условиях, подобных к случаю короткого замыкания, так как у них небольшое сопротивление вторичной обмотки. В этом и заключается назначение трансформаторов, измеряющих ток, а также отличие от трансформатора напряжения по условиям работы.

Для трансформатора напряжения при коротком замыкании его работа опасна из-за риска возникновения аварии. Для трансформатора тока такой режим работы вполне приемлемый и безопасный. Хотя бывают у таких трансформаторов также угрозы аварии, но для этого устанавливают свои системы и средства защиты.

Виды
Трансформаторы тока имеют три основных вида. Наиболее применяемые из них:
  • Сухие.
  • Тороидальные.
  • Высоковольтные (масляные, газовые).

У сухих трансформаторов первичная обмотка без изоляции. Свойства тока во вторичной обмотке зависят от коэффициента преобразования.

Тороидальные исполнения трансформаторов устанавливают на шины или кабели. Поэтому первичная обмотка для них не нужна, в отличие от обычных трансформаторов напряжения и тока. Первичный ток протекает по шине, которая проходит в центре трансформатора. Он дает возможность вторичной обмотке фиксировать показатели тока.

Такие трансформаторы тока редко используются для замера параметров тока, так как их надежность и точность измерений оставляет желать лучшего. Они чаще используются для дополнительной защиты от короткого замыкания.

Принцип работы и применение

При эксплуатации в цепях с большим током появляется необходимость использовать небольшие устройства, которые бы помогали контролировать нужные параметры тока бесконтактным методом. Для таких задач широко применяются токовые трансформаторы. Они измеряют ток, а также выполняют много вспомогательных функций.

Такие трансформаторы производятся в значительном количестве и имеют разные формы и модели исполнения. Отличительными параметрами этих устройств является интервал измерения, класс защиты устройства и его конструкция.

В настоящее время новые трансформаторы тока работают по простому методу, который был известен в то время, когда появилось электричество. При действии с нагрузкой в проводе образуется электромагнитное поле, улавливающееся чувствительным прибором (трансформатором тока). Чем сильнее это поле, тем больший ток проходит в проводе. Нужно только рассчитать коэффициент усиления прибора и передать сигнал в управляющую цепь, либо в цепь контроля.

Трансформаторы выполняют функцию рамки на силовом проводе и реагируют на значение сети питания. Современные измерительные трансформаторы выполнены из большого числа витков, имеют хороший коэффициент трансформации. Во время настройки устройства определяют вольтамперные свойства для расчета точки перегиба кривой. Это нужно для выяснения участка графика с интервалом устойчивости функции трансформатора, который также имеет свой коэффициент усиления.

Кроме задач измерения, измеритель дает возможность разделить цепи управления и силовые цепи, что является важным с точки зрения безопасности. Применяя современные трансформаторы тока, получают сигнал небольшой мощности, не опасный для человека и удобный в работе.

В качестве нагрузки такого устройства может быть любой прибор измерения, который может работать с ним. При большом расстоянии оказывает влияние внутреннее сопротивление линии. В этом случае прибор калибруют. Также, сигнал можно передавать в цепь защиты и управления на основе электронных приборов.

С помощью них производят аварийное отключение линий. Приборы производят контроль сети, определяют нужные параметры. При проектировании встает задача по подбору прибора для измерения и контроля. Трансформаторы выбирают по средним параметрам сети и конструкции прибора измерения. Чаще всего мощные установки комплектуются своими измерительными устройствами.

На современном производстве широко применяются измерительные трансформаторы. Также они нашли применение и в обыденной жизни. Чувствительные приборы осуществляют защиту дорогостоящего оборудования, создают безопасные условия для человека. Они работают в электроцепях, создавая контроль над эксплуатационными параметрами.

Коэффициент трансформации

Этот коэффициент служит для оценки эффективности функционирования трансформатора. Его значение по номиналу дается в инструкции к прибору. Коэффициент означает отношение тока в первичной обмотке к току вторичной обмотки. Это значение может сильно меняться от числа секций и витков.

Нужно учитывать, что этот показатель не всегда совпадает с фактической величиной. Есть отклонение, определяемое условиями работы прибора. Назначение и метод работы определяют значения погрешности. Но этот фактор также не может быть причиной отказа от контроля коэффициента трансформации. Имея значение погрешности, оператор сглаживает ее аппаратурой специального назначения.

Установка

Простые трансформаторы тока, работающие на шинах, устанавливаются очень просто, и не требуют инструмента или техники. Прибор ставится одним мастером при помощи крепежных зажимов. Стационарные требуют оборудования фундамента, монтажа несущих стоек. Каркас крепится сваркой. К этому каркасу монтируется аппаратура. Комплект оснащения зависит назначение устройства и его особенности.

Подключение

Чтобы облегчить процесс соединения проводов с устройством, изготовители маркируют комплектующие детали цифровым и буквенным обозначением. С помощью такой маркировки операторы, которые обслуживают устройство, могут легко сделать соединение элементов.

Способ подключения взаимосвязан с устройством, принципом работы и назначением прибора. Также оказывает влияние и схема обслуживаемой сети. Трехфазные линии с нейтралью предполагают установку прибора только на двух фазах. Эта особенность вызвана тем, что электрические сети на напряжение 6-35 киловольт не оснащены нулевым проводом.

Контроль

Это мероприятие состоит из разных операций: визуальный осмотр, дается оценка всей конструкции, проверяется маркировка, паспортные данные и т.д. Далее, осуществляется размагничивание трансформатора с помощью медленного повышения тока на первичной обмотке. Далее, величину тока уменьшают.

Затем готовят главные мероприятия по измерению параметров. Поверка основывается на оценке правильности полярности клемм катушек по нормам, также определяют погрешность с дальнейшей сверкой с паспортными данными.

Безопасность

Основные опасности при функционировании измерительных трансформаторов обусловлены качеством намотки катушек. Необходимо учитывать, что под витками действует основа из металла, которая в открытом виде создает опасность и угрозу для обслуживающего персонала.

Поэтому создается график обслуживания, по которому проводится периодическая проверка устройства. Персонал обязан следить за состоянием обмоток катушек. Перед проведением проверки трансформатор отключается и подключаются шунтирующие закоротки и заземление обмотки.

Похожие темы:

Измерительные трансформаторы напряжения | Referat.ru

Министерство высшего профессионального образования. Самарский Государственный Технический Университет. Кафедра: «ЭПП» Реферат по предмету ПЭЭ Измерительные трансформаторы напряжения Работу выполнил: студент III-ЭТ-10 Ломакин С. В. Проверил: ДашковВ. М. Самара 2003г. Измерительные трансформаторы напряжения. а)Общие сведения и схемы соединения Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/Ö3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а ко вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен. ТН в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близкому к ХХ, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, не велик. Рис.1 Схема включения трансформатора напряжения : 1-   2-   3-   Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением: где U1ном , U2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно. Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения ´100 Так же как и трансформаторах тока , вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 1800. Это определяет угловую погрешность. В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3. Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos j вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток. Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению

Оптоэлектронные трансформаторы тока — Реферат

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего  образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт        ЭНИН

Направление подготовки (специальность)      Электротехника и электроэнергетика

Кафедра        ЭЭС

РЕФЕРАТ

по дисциплине                                             УИРС

(Название дисциплины)

на тему:                              Оптоэлектронные трансформаторы тока

(Название темы)

Выполнил студент гр.      5А2А                          _________                Борщев Е.С.

(Номер группы)                   (Подпись)                        (Ф.И.О.)

Дата сдачи реферата преподавателю        _____        _____________ 2014г.

Проверил                к.т.н., доцент                                                                  Коломиец Н.В.

(Степень, звание, должность)                                                        (Ф.И.О.)

Дата проверки        _____        __________ 2014г.

Оценка        ___________

Подпись        ___________

Томск 2014 г.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………3
Волоконно – оптическая связь……………………………………………………4
Устройства предназначенные для импульсных и постоянных напряжений….7
Конструкция и работа ОЭТТ и ОПТ…………………………………………….8
ОЭТТ с внутренней амплитудой модуляцией…………………………………..9
Структурные схемы ……………………………………………………………..13

Введение


         Создание электромагнитных измерительных трансформаторов тока каскадного типа для электроустановок напряжением 750 и 1150 кВ приводит к непомерному увеличению габаритных размеров и стоимости аппаратов. Это привело к поиску иных средств для получения и передачи информации от первичных электрических цепей сверхвысокого и ультравысокого напряжения. Оказалось весьма перспективным использовать для передачи информации из зоны высокого потенциала на потенциал земли светового луча и оптического (световодного) канала связи. Полная электрическая развязка между первичной (высокого напряжения) и вторичной (низкого напряжения) электрическими цепями, функционально связанными только световым лучом, устраняют взаимное влияние цепей, обеспечивают высокую естественную изоляцию между ними и принципиально исключают необходимость в громоздких изоляционных конструкциях.

 Применяемые электромагнитные трансформаторы тока из-за индуктивной связи между обмотками и потерь в магнитопроводе не могут полностью отвечать требованиям по быстродействию, надежности и возможности получения информации об измеренном параметре с высокой степенью точности, что особенно проявляется при измерениях тока в аварийных и переходных режимах при рабочем напряжении 330 кВ и выше. Решение этих задач возможно на основе использования новых методов, в частности, оптико-электронных, которые находят все большее распространение в энергетике в связи с развитием микропроцессорной техники и каналов связи в релейной защите, автоматике и управлении, а также современных систем учета потребления электроэнергии.

Цель работы:  ознакомиться  с оптоэлектронными трансформаторами тока,  принципом их  работы, а также методами их подключения и установки

Задачи: 
1.Рассмотреть и разобраться с  принципом работы оптоэлектроники;
2.Рассмотреть конструкцию трансформаторов тока;
3. Рассмотреть схему подключения  ОЭТТ.

Волоконно-оптическая связь


            Волоконно-оптическая связь, использующая в качестве носителя информации свет, представляющий собой электромагнитные колебания, обладает замечательными характеристиками передачи. Ее специфическими особенностями являются: малый диаметр и масса волоконных световодов, большой объем передаваемой информации, быстродействие; низкие потери передачи; надежность в статических режимах работы; высокая точность измерений в переходных режимах работы; помехозащищенность по отношению к шумам, наведенным внешними электромагнитными полями; возможность многих способов модуляции; отсутствие необходимости в заземлении; малый допустимый радиус изгиба; устойчивость к повреждениям; богатые природные ресурсы исходного материала.
Передаваемая информация на приемном конце демодулируется в оптическом детекторе.
           Физическую основу ОЭ-методов измерения составляют процессы преобразования измеряемого (входного) электрического сигнала в световой и светового сигнала в выходной электрический сигнал .
Воздействие измеряемого параметра на свойства светового луча (модуляцию) можно осуществлять двояко: способом внутренней модуляции и способом внешней модуляции излучения (рис. 6-31).
При внутренней модуляции излучения измеряемый параметр (напряжение или ток) масштабируется с помощью согласующих устройств и воздействует на источник излучения. Модулированный световой поток преобразуется в фотоприемнике. 

(PDF) Метрологические атрибуты трансформаторов тока в счетчиках электроэнергии

Метрологические атрибуты трансформаторов тока в электрических

счетчиков электроэнергии

Мариан СОИНСКИ *, Войцех ПЛУТА *, Стан ЖУРЕК **, Адам КОЗЛОВСКИЙ ***

* Ченстохова Технологический университет, факультет электротехники, Ал. Armii Krajowej

17, Ченстохова, 42-200, Польша

** Megger Instruments Ltd, Archcliffe Road, Dover, CT17 9EN, United Kingdom

(plutaw @ el.pcz.czest.pl)

*** Magneto Ltd., Odlewnikow 43, 42-200 Czestochowa, Poland

Реферат — Измерительные трансформаторы тока и напряжения остаются основным оборудованием, используемым в

измерениях энергии в электрических сетях. Возрастающее значение распределенных источников энергии

требует более точных измерений как потребляемой, так и произведенной

электрической энергии. Оба типа встречаются в сетях низкого напряжения, где основное внимание уделяется трансформаторам тока

для электронных счетчиков электроэнергии.Эти трансформаторы тока

должны удовлетворять многим требованиям для точного измерения потерь энергии. В данной статье представлена ​​современная система

для измерения различных метрологических характеристик трансформаторов тока.

1 Введение

Точное измерение переменного тока, потребляемого или подаваемого в электрическую сеть, составляет

, необходимое для электронных счетчиков ватт-часов в приложениях Smart Grid. Из соображений безопасности

обычно требуется наличие гальванической развязки между низкоэнергетическим измерительным оборудованием низкого напряжения

и измеряемой высокоэнергетической цепью.

Трансформатор тока (ТТ) — одно из устройств, которое выполняет это требование. Идеальный CT

характеризуется линейной зависимостью между первичным и вторичным токами в широком диапазоне

и способен преобразовывать сильноточную форму волны в слаботочную.

Точность такого преобразования сильно зависит от магнитных свойств материала

, из которого изготовлен магнитопровод ТТ [1].Два основных параметра, описывающих точность ТТ

, — это ошибка сдвига фазы

ε

ϕ и погрешность тока (отношения)

ε

I

1

, и оба они измеряются при синусоидальной форме волны первичного тока

[2 ].

Прогресс в развитии современных магнитных материалов позволил создать трансформаторы тока

с превосходными метрологическими характеристиками. Фазовый сдвиг ϕ между первичным I

1

и вторичным

током I

2

обычно очень мал, но в некоторых приложениях может достигать нескольких градусов,

, хотя фазовый сдвиг ϕ обычно почти постоянен в течение широкий диапазон тока.Несмотря на то, что

фазовый сдвиг ϕ в некоторых случаях является относительно большим из-за его стабильности, его также относительно легко компенсировать

в современных электронных счетчиках энергии [3, 4]. Такие трансформаторы тока работают в неблагоприятных условиях

, при помехах, исходящих от различных источников, например преобразователи напряжения

, включая высшие гармоники и постоянную составляющую магнитного потока и / или внешнее постоянное магнитное поле

(например, постоянные магниты). Следовательно, важно, чтобы трансформаторы тока соответствовали многим требованиям для точного измерения потерь энергии

.Наиболее важные параметры постоянны или легко компенсируются

фазовым сдвигом ϕ или небольшой амплитудной ошибкой

ε

I

1

при преобразовании первичного тока даже

в сложных рабочих условиях из-за различных источников помех.

2 Испытательная установка

Трансформатор тока (ТТ) — это измерительный трансформатор, предназначенный для использования в основном в измерениях и измерениях

. Обычно трансформатор тока состоит из специально сконструированного магнитного сердечника

(часто тороидального) и двух обмоток — первичной и вторичной.Первичная обмотка

, чаще всего один виток (иногда создается путем пропуска провода тестируемой цепи

непосредственно через отверстие тороидального сердечника), а вторичная обмотка подключается к токоизмерительным приборам

. Эквивалентная электрическая схема трансформатора тока

показана на рис. 1 [5, 6].

Устройство для проверки электронных трансформаторов напряжения и тока

DOI: 10.3390 / с120101042. Epub 2012 18 января.

Принадлежности Расширять

Принадлежность

  • 1 Исследовательский институт электроэнергии Гуандунской электросетевой корпорации, No.8 Shuijungang Dongfengdong Road, 510080 Гуанчжоу, Китай. [email protected]
Бесплатная статья PMC

Элемент в буфере обмена

Feng Pan et al. Датчики (Базель). 2012 г.

Бесплатная статья PMC Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

DOI: 10.3390 / с120101042. Epub 2012 18 января.

Принадлежность

  • 1 Исследовательский институт электроэнергетики Гуандунской электросетевой корпорации, № 8 Шуйджунганг Дунфенгдун Роуд, 510080 Гуанчжоу, Китай. [email protected]

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Опции CiteDisplay

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Описан метод тестирования электронных измерительных трансформаторов, включая электронные трансформаторы напряжения и тока (EVT, ECT) с аналоговыми и цифровыми выходами.Разработан прототип испытательного устройства. Он основан на цифровой обработке сигналов, измеряемых на вторичных выходах тестируемого трансформатора и эталонного трансформатора, когда на их первичные обмотки подается один и тот же сигнал возбуждения. Испытание, оценивающее характеристики прототипа, было проведено в Национальном центре измерения высокого напряжения, и прототип одобрен для тестирования трансформаторов с классом точности до 0,2 на промышленной частоте (50 Гц или 60 Гц).Устройство подходит для тестирования на месте благодаря своей высокой точности, простой конструкции и недорогому оборудованию.

Ключевые слова: ECT; ЭВЦ; фазовая ошибка; ошибка соотношения; испытательное устройство.

Цифры

Рисунок 1.

Блок-схема тестирования EVT.

Рисунок 1.

Блок-схема тестирования EVT.

Фигура 1.

Блок-схема тестирования EVT.

Рисунок 2.

Блок-схема тестирования ЭСТ.

Рисунок 2.

Блок-схема тестирования ЭСТ.

Фигура 2.

Блок-схема тестирования ЭСТ.

Рисунок 3.

( a ) Испытательная установка для проверки испытательного устройства. ( б…

Рисунок 3.

( a ) Испытательная установка для проверки испытательного устройства. ( b ) Фотография экспериментальной установки.

Рисунок 4.

( a ) Процентное отношение…

Рисунок 4.

( a ) Ошибка отношения процентов при тестировании EVT. ( b ) Фаза…

Рисунок 4.

( a ) Ошибка отношения процентов при тестировании EVT.( b ) Ошибка фазы тестирования EVT.

Рисунок 5.

( a ) Процентное отношение…

Рисунок 5.

( a ) Ошибка процентного отношения тестирования ECT.( b ) Фаза…

Рисунок 5.

( a ) Ошибка процентного отношения тестирования ECT. ( b ) Ошибка фазы тестирования ЭСТ.

Похожие статьи

  • Настраиваемые характеристики магнитоэлектрических трансформаторов.

    Dong S, Zhai J, Priya S, Li JF, Viehland D.Донг С. и др. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 2009 июн; 56 (6): 1124-7. DOI: 10.1109 / TUFFC.2009.1152. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control. 2009 г. PMID: 19574118

  • Трансформаторы потока из промышленных высококритических сверхпроводящих проводов.

    Dyvorne H, Scola J, Fermon C, Jacquinot JF, Pannetier-Lecoeur M. Dyvorne H, et al.Rev Sci Instrum. Февраль 2008; 79 (2 Пт 1): 025107. DOI: 10,1063 / 1,2885610. Rev Sci Instrum. 2008 г. PMID: 18315329

  • [Разработка и внедрение интеллектуального средства измерения параметров безопасности медицинского электричества].

    Го Х.Р., Сюй Ю, Гэн Ю. Guo HR, et al. Чжунго И Ляо Ци Се За Чжи. 2006 сентябрь; 30 (5): 388-90. Чжунго И Ляо Ци Се За Чжи.2006 г. PMID: 17165575 Китайский язык.

  • Более низкие токи: новый выбор для рутинных испытаний.

    Бэкес Дж. Бэкес Дж. Biomed Instrum Technol. 2007 март-апрель; 41 (2): 147-50. DOI: 10.2345 / 0899-8205 (2007) 41 [147: lcancf] 2.0.co; 2. Biomed Instrum Technol. 2007 г. PMID: 17432669 Рассмотрение.

  • На пути к электронному носу с хемирезистивным сенсором: обзор.

    Chiu SW, Tang KT. Чиу С.В. и др. Датчики (Базель). 2013 22 октября; 13 (10): 14214-47. DOI: 10,3390 / s131014214. Датчики (Базель). 2013. PMID: 24152879 Бесплатная статья PMC. Рассмотрение.

Процитировано

1 артикул
  • Трансформатор тока с компенсацией постоянного тока.

    Рипка П., Дракслер К., Стыбликова Р. Рипка П. и др. Датчики (Базель). 2016 20 января; 16 (1): 114. DOI: 10,3390 / s16010114. Датчики (Базель). 2016 г. PMID: 26805830 Бесплатная статья PMC.

Рекомендации

    1. Чен К., Ли Х., Хуан Б. Инновационный комбинированный электронный измерительный трансформатор, применяемый в высоковольтных линиях.Измерение. 2010; 43: 960–965.
    1. Пан Ф., Сюй Ю., Сяо Х., Сюй К., Рен С. Анализ характеристик шунта для измерения постоянного тока высокого напряжения. Измерение. 2012 в печати.
    1. Файфер М., Тоскани С., Оттобони Р. Электронный комбинированный трансформатор для измерения качества электроэнергии в высоковольтных системах.IEEE Trans. Instrum. Измер. 2011; 60: 2007–2013.
    1. Витт Т.Дж., Рейманн Д., Авронс Д. Точная система измерения сопротивления 10 кОм. IEEE Trans. Instrum. Измер. 1991; 40: 271–273.
    1. Пан Ф., Сяо X., Сюй Ю., Рен С. Оптический датчик переменного напряжения, основанный на эффекте поперечного поккельса.Датчики. 2011; 11: 6593–6602. — ЧВК — PubMed

Показать все 18 ссылок

Условия MeSH

  • Электроника / приборы *
  • Анализ отказов оборудования / КИП *
  • Анализ отказов оборудования / методы *
  • Воспроизводимость результатов

Трансформаторы потенциала

Это непростой способ измерения высокого напряжения и токов, связанных с системами передачи и распределения электроэнергии, поэтому часто используются измерительные трансформаторы для понижения этих значений до более безопасного для измерения уровня.Это связано с тем, что измерительные приборы или приборы и защитные реле являются устройствами низкого напряжения, поэтому не могут быть подключены напрямую к цепи высокого напряжения с целью измерения и защиты системы.

Помимо снижения уровней напряжения и тока, эти трансформаторы изолируют измерительную или защитную цепь от главной цепи, которая работает на высоких уровнях мощности.

Трансформаторы тока уменьшают уровень тока до рабочего диапазона прибора или реле, тогда как трансформаторы напряжения преобразуют высокое напряжение в цепь, работающую с низким напряжением.В этой статье мы собираемся подробно обсудить потенциальные трансформаторы.

Что такое трансформатор потенциала

Трансформатор потенциала — это понижающий трансформатор напряжения, который снижает напряжение в цепи высокого напряжения до более низкого уровня для целей измерения. Они подключаются поперек или параллельно контролируемой линии.

Основной принцип работы и конструкция этого трансформатора аналогична стандартному силовому трансформатору.Обычно трансформаторы напряжения обозначаются аббревиатурой PT.

Первичная обмотка состоит из большого количества витков, которые подключены к стороне высокого напряжения или к линии, в которой должны проводиться измерения или которая должна быть защищена. Вторичная обмотка имеет меньшее количество витков, которые подключены к вольтметрам или потенциальным катушкам ваттметров и счетчиков энергии, реле и других устройств управления. Это могут быть однофазные или трехфазные трансформаторы напряжения. Независимо от номинального напряжения первичной обмотки они рассчитаны на вторичное выходное напряжение 110 В.

Поскольку вольтметры и потенциальные катушки других измерителей имеют высокий импеданс, через вторичную обмотку трансформатора тока протекает небольшой ток. Таким образом, ПТ ведет себя как обычный двухобмоточный трансформатор, работающий без нагрузки. Из-за такой низкой нагрузки (или нагрузки) на ПТ, номинальные значения в ВА ПТ низкие и находятся в диапазоне от 50 до 200 ВА. На вторичной стороне один конец заземлен из соображений безопасности, как показано на рисунке.

Как и у обычного трансформатора, коэффициент трансформации определяется как

V1 / V2 = N1 / N2

Из приведенного выше уравнения, если показания вольтметра и коэффициент трансформации известны, то можно определить напряжение на стороне высокого напряжения.

В начало

Конструкция

По сравнению с обычным трансформатором, в трансформаторах напряжения или трансформаторах напряжения используются проводники и сердечники большего диаметра. ПП, предназначенные для обеспечения большей точности и, следовательно, при проектировании экономия материала не рассматривается как главный аспект.

PT изготовлены со специальным высококачественным сердечником, работающим при более низкой плотности магнитного потока, чтобы иметь небольшой ток намагничивания и минимизировать потери нагрузки. Для ПТ предпочтительны конструкции как сердечника, так и оболочки.Для высоких напряжений используются трансформаторы тока с сердечником, а для низких напряжений предпочтительны трансформаторы с оболочкой. Конструкция

Для уменьшения реактивного сопротивления утечки используются коаксиальные обмотки как для первичной, так и для вторичной обмотки. Для снижения стоимости изоляции вторичная обмотка низкого напряжения размещается рядом с сердечником. А для трансформаторов высокого напряжения первичная обмотка высокого напряжения разделена на секции катушек, чтобы уменьшить изоляцию между слоями катушек. Для этих намоток в качестве ламината используется исчезнувший батист и хлопковая лента.Между змеевиками используются сепараторы из твердых волокон.

Они тщательно спроектированы для обеспечения минимального фазового сдвига между входным и выходным напряжениями, а также для поддержания минимального отношения напряжений при изменении нагрузки. Масляные трансформаторы тока используются для высоких уровней напряжения (выше диапазона 7 кВ). В таких ПТ предусмотрены маслонаполненные вводы для соединения основных линий.

В начало

Типы трансформаторов напряжения или потенциала

В основном они подразделяются на трансформаторы напряжения для наружной и внутренней установки.

1. Трансформаторы напряжения наружной установки

Это могут быть одно- или трехфазные трансформаторы напряжения для различного диапазона рабочих напряжений, которые используются для наружных реле и измерений. До 33кВ это одно- и трехфазные трансформаторы напряжения электромагнитного типа. Однофазные трансформаторы напряжения для наружной установки с напряжением выше 33 кВ могут быть двух типов: электромагнитного типа и емкостного трансформатора напряжения (CVT).

Электромагнитный трансформатор напряжения или обычный трансформатор напряжения с обмоткой

Они аналогичны обычным маслонаполненным трансформаторам с проволочной обмоткой.На рисунке ниже показан ПТ электромагнитного типа, в котором водопроводный резервуар подключен к линейному выводу. На баке имеется пробка для заливки масла, и этот бак установлен на изолирующей опоре.

В основании имеется клемма заземления и пробка для слива масла. В этом случае первичная обмотка подключается между двумя фазами или между одной фазой и землей. Таким образом, один конец первичной обмотки подключен к основной линии вверху, а другой конец выведен снизу и заземлен с другими клеммами заземления.

Клеммы вторичной обмотки, включая клемму заземления, расположены в клеммной коробке внизу, далее они подключаются к цепям измерения и реле. Они используются при рабочих напряжениях до 132 кВ или ниже из-за аспектов изоляции.

PotentialTransformer
Емкостные трансформаторы напряжения (CVT)

Это емкостной делитель потенциала, подключенный между фазой основной линии и землей. Это могут быть вариаторы с конденсатором связи или вводом. Эти два типа электрически менее или более похожи, но разница в том, что образование емкости, которая в дальнейшем определяет их номинальную нагрузку (или нагрузку).

Конденсатор связи представляет собой набор последовательно соединенных конденсаторов, состоящих из пропитанной маслом бумаги и алюминиевой фольги. Для получения желаемых первичных и вторичных напряжений первичные и вторичные клеммы подключаются через конденсаторы.

В втулках CVT используются втулки конденсаторного типа с резьбой. Бесступенчатые трансмиссии также используются для связи по линиям электропередач и, следовательно, более экономичны.

Емкостные трансформаторы напряжения

Наверх

2.Внутренние трансформаторы напряжения

Они также доступны в виде одно- или трехфазных трансформаторов тока, которые имеют литой магнитный тип. Механизм крепления может быть фиксированным или выкатным. В этом типе трансформаторов тока все части первичной обмотки изолированы от земли с номинальной изоляционной способностью. Они предназначены для управления реле, измерительными приборами и другими устройствами управления в помещениях с высокой точностью.

Внутренние трансформаторы напряжения

В зависимости от функции трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения подразделяются на измерительные трансформаторы напряжения и защитные трансформаторы напряжения.

В начало

Ошибки в трансформаторе напряжения

Для идеального трансформатора напряжения напряжение, создаваемое во вторичной обмотке, точно пропорционально первичному напряжению и находится в точном противофазе. Но в реальных ПТ это не так из-за наличия падений напряжения на первичном и вторичном сопротивлениях, а также из-за коэффициента мощности нагрузки на вторичном. Это приводит к возникновению ошибок соотношения и угла сдвига фаз в трансформаторах напряжения. Дайте нам знать подробно.

Ошибки в трансформаторе напряжения

Рассмотрим векторную диаграмму трансформатора напряжения, показанную выше,

, где

Io = ток холостого хода

Im = намагничивающая составляющая тока холостого хода

Iu = Ваттная составляющая тока без нагрузки

Es и Ep = наведенные напряжения во вторичной и первичной обмотках соответственно

Np и Ns = количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно

Ip и Is = первичный ток и вторичный ток

Rp и Rs = сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно

Xp и Xs = реактивные сопротивления первичной и вторичной обмоток соответственно

β = фазовая погрешность

Первичное индуцированное напряжение или ЭДС Ep получается путем вычитания первичного сопротивления (IpRp) и реактивного падения (IpXp) из первичного напряжения Vp.Кроме того, напряжение на клеммах вторичной обмотки Vs получается векторным вычитанием падения сопротивления вторичной обмотки (IsRs) и падения реактивного сопротивления (IsXs) из вторичной наведенной ЭДС Es. Из-за этих падений номинальный коэффициент трансформатора напряжения не равен фактическому коэффициенту трансформатора напряжения, следовательно, возникает ошибка коэффициента преобразования.

Ошибка соотношения

Ошибка соотношения трансформатора напряжения определяется как отклонение фактического соотношения преобразования от номинального.

Ошибка соотношения процентов = (Kn — R) / R × 100

Где

Kn — номинальный или номинальный коэффициент трансформации и равен

Kn = Номинальное первичное напряжение / Номинальное вторичное напряжение

Погрешность фазового угла

В идеале PT, между первичным напряжением и обратным вторичным напряжением не должно быть никакого фазового угла.Но на практике существует разница фаз между Vp и Vs, перевернутая (как мы можем наблюдать на рисунке выше), тем самым вводя фазовую ошибку. Он определяется как разность фаз между первичным напряжением и обратным вторичным напряжением.

Чтобы уменьшить эти ошибки, чтобы повысить точность, трансформаторы спроектированы таким образом, чтобы их обмотки имели соответствующие величины внутреннего сопротивления и реактивных сопротивлений. В дополнение к этому, сердечник должен требовать минимальных компонентов намагничивания и потерь в сердечнике возбуждающего тока.

Вернуться к началу

Применение трансформаторов напряжения

  • Системы измерения электроэнергии
  • Системы электрической защиты
  • Дистанционная защита фидеров
  • Синхронизация генераторов с сетью
  • Импедансная защита генераторов

Класс трансформаторов напряжения, используемых для измерения называются измерительными трансформаторами напряжения или потенциала. С другой стороны, трансформаторы напряжения, используемые для защиты, называются защитными трансформаторами напряжения.В некоторых случаях трансформаторы тока используются как для измерения, так и для защиты, в таких случаях одна вторичная обмотка подключается к счетчику, а другая вторичная обмотка используется для защиты.

Вернуться к началу

Диагностические измерения измерительных трансформаторов — Часть I

Абстрактные

В статье представлены наиболее распространенные диагностические измерения измерительных трансформаторов (трансформаторов тока и напряжения), используемые для оценки их состояния и надежности.Измерения выявляют возможные отказы, которые могут произойти из-за процессов старения в течение срока службы измерительного трансформатора. Отказы связаны либо с электромагнитной цепью трансформаторов (например, короткое замыкание или разрыв цепи), либо с их изоляцией (например, частичный разряд, попадание влаги). Представлены тематические исследования, чтобы подчеркнуть важность проведения регулярных диагностических тестов.

Ключевые слова : измерительный трансформатор, электромагнитная цепь, изоляция, диагностические тесты

1.Введение

Измерительные трансформаторы (ИТ) — это глаза и уши системы электроснабжения. Хотя они менее дороги и могут быть заменены намного быстрее, чем силовые трансформаторы или генераторы, серьезный отказ может вызвать серьезную опасность для людей, а также привести к значительному ущербу и затратам для окружающего оборудования, подвергая риску всю систему. Без этих ИТ ключевые компоненты, такие как линии передачи, силовые трансформаторы и генераторы, не могут работать, что приводит к потере доходов или перебоям в поставках.Следовательно, ИТ следует регулярно тестировать, чтобы выявить возможные отказы, которые могут произойти из-за процессов старения во время их эксплуатации.

2. Классификация и обзор

В целом диагностические измерения ИТ можно разделить на две основные группы:

• измерения на электромагнитной цепи
• измерения на системе изоляции

2.1 Измерения в электромагнитной цепи

В рамках первой группы измерения электромагнитной цепи включают магнитный железный сердечник, первичную и вторичную обмотки и, в случае емкостного трансформатора напряжения (CVT), компенсационный реактор и конденсаторную батарею.Измерение точности (погрешность соотношения и фазовый сдвиг) включает электрическую цепь ИТ. ИТ, которые используются в измерительных приложениях, требуют высокой точности. В индуктивных трансформаторах тока и напряжения, а также в емкостных трансформаторах напряжения через некоторое время эксплуатации могут возникать отклонения передаточного числа и фазы. Короткие витки в трансформаторах тока и поврежденные емкостные слои в конденсаторной батарее вариатора часто не обнаруживаются. Это может привести к: ошибкам в показаниях, потере дохода и, в некоторых случаях, полной поломке.

Применение и преимущества измерительных трансформаторов

Инструментальные трансформаторы Использование и преимущества:

Трансформаторы используются в системах переменного тока для измерения тока, напряжения, мощности и энергии, а также для измерения коэффициента мощности, частоты и для индикации синхронизма. Измерительные трансформаторы находят широкое применение в схемах защиты энергосистем для срабатывания реле максимального тока, пониженного напряжения, замыкания на землю и различных других типов реле.Во всех вышеупомянутых приложениях трансформатор используется для измерений, а фактические измерения выполняются измерительными приборами.

Трансформаторы, используемые вместе с измерительными приборами для целей измерения, называются «Измерительные трансформаторы ». Трансформатор, используемый для измерения тока, называется «трансформатор тока» или просто «CT». Трансформаторы, используемые для измерения напряжения, называются «трансформаторами напряжения» или «трансформаторами напряжения», или просто «PT» вкратце.

Обязательно к прочтению:

Использование измерительных трансформаторов:

Расширение диапазона приборов, позволяющее измерять ток, напряжение, мощность и энергию приборами или измерителями среднего размера, имеет очень большое значение в коммерческих измерениях. В энергосистемах обрабатываемые токи и напряжения очень велики, и, следовательно, прямые измерения невозможны, поскольку эти токи и напряжения слишком велики для любого измерителя разумного размера и стоимости.

Решение заключается в понижении этих токов и напряжений с помощью измерительных трансформаторов , чтобы их можно было измерять приборами средних размеров. На рисунке ниже показан ток, измеряемый CT . Первичная обмотка подключена таким образом, чтобы через нее проходил измеряемый ток, а вторичная обмотка подключена к амперметру. « CT » понижает ток до уровня амперметра.

На рисунке ниже показано измерение напряжения с помощью P.T. Первичная обмотка подключается к измеряемому напряжению, а вторичная обмотка — к вольтметру. «P.T.» понижает напряжение до уровня вольтметра.

Может показаться, что расширение диапазона может быть удобно выполнено путем использования шунтов для токов и умножителей для измерения напряжения, как это делается в случае постоянного тока. измерения. Но этот способ подходит только при малых значениях силы тока и напряжения.У использования шунтов и умножителей много недостатков.

Обязательно к прочтению:

Недостатки шунтов в измерительных трансформаторах:

(i) Трудно добиться точности с шунтом на переменном токе. поскольку разделение тока между измерителем и шунтом зависит от отношения реактивного сопротивления к сопротивлению двух цепей. Для правильных измерений постоянные времени измерителя и шунта должны быть одинаковыми.

Следовательно, для каждого прибора потребуется отдельный шунт.Кроме того, поскольку измерения производятся в широком диапазоне частот, становится трудно получить хорошую точность с помощью шунтов.

(ii) Способ использования шунтов ограничен мощностью не более нескольких сотен ампер, поскольку мощность, потребляемая шунтами при больших токах, будет значительно большой.

(iii) Проблема изоляции прибора и шунта довольно сложна, если измерения проводятся при высоком напряжении в несколько сотен или тысяч вольт над землей.

(iv) Измерительная цепь электрически не изолирована от силовой цепи.

Обязательно к прочтению:

Недостатки умножителей в измерительных трансформаторах:

Умножители для измерения напряжения ниже 1000 В не представляют серьезных трудностей. Но их использование выше этого предела становится нецелесообразным по следующим причинам:

(i) Мощность, потребляемая умножителями, увеличивается с увеличением напряжения. Рассеиваемая мощность около 7,5 Вт — это верхний предел для автономного прибора.

(ii) Необходимо следить за тем, чтобы токи утечки в высоковольтных умножителях не превышали пренебрежимо малых значений.Однако изоляция умножителей, необходимая для предотвращения токов утечки и уменьшения распределенной емкости, чтобы избежать шунтирующих емкостных токов, становится очень сложной, если они превышают несколько тысяч вольт.

Для предотвращения вышеуказанных эффектов нужны особые типы конструкций. Следовательно, конструкция умножителей для использования при высоком напряжении очень дорогая и сложная.

(iii) Измерительная цепь электрически не изолирована от силовой цепи.

Обязательно к прочтению:

Преимущества инструментальных трансформаторов:

Трансформаторы тока и напряжения широко используются для очень точных измерений, а также для рутинных измерений, поскольку они имеют много преимуществ, а именно:

(i) Когда приборы используются вместе с измерительными трансформаторами, их показания не зависят от их постоянных (R, L, C), как в случае с шунтами и умножителями. измерительные трансформаторы производят практически одинаковые показания прибора независимо от постоянные прибора или, собственно, количество приборов, включенных в цепь.

(ii) Трансформаторы тока стандартизированы на ток вторичной обмотки 5 А, а трансформаторы напряжения — на напряжение вторичной обмотки от 100 до 120 В. Это очень умеренные рейтинги, и инструменты для измерений находятся рядом с ними.

Таким образом, амперметр на 5 А может использоваться для измерения 1000 А с помощью трансформатора тока с соотношением 1000/5 А или вольтметр на 110 В может использоваться для измерения напряжения 66 кВ с помощью потенциала 66000/110 В . трансформатор .Таким образом, для измерения больших токов и высоких напряжений можно использовать очень дешевые приборы с умеренным номиналом.

(iii) Благодаря стандартизации C.T. и П. Номиналы вторичной обмотки, можно стандартизировать приборы в соответствии с этими номиналами, и, следовательно, значительно снижаются затраты на измерительные трансформаторы и приборы. Кроме того, замена измерительных трансформаторов проста благодаря стандартизации номинальных значений.

(IV) Измерительная цепь изолирована от силовой цепи.Тот факт, что счетчики во вторичной цепи прибора , трансформатора , электрически изолированы от первичной стороны, имеет очень большое значение в системах высокого напряжения. Генераторы переменного тока большой мощности обычно работают при напряжении от 11 кВ до 20 кВ, в то время как напряжение передачи достигает 750 кВ.

Следовательно, во всех электрических системах необходимо иметь средства измерения токов и напряжений, как для измерения, так и для работы защитных реле и другого оборудования.Невозможно подвести высоковольтные линии непосредственно к распределительному щиту для подключения к приборам, так как даже при напряжениях до нескольких тысяч вольт было бы трудно изолировать оборудование для обеспечения безопасности обслуживающего персонала.

Ситуация полностью меняется с применением измерительных трансформаторов , так как только выводы от вторичных обмоток измерительных трансформаторов подводятся к распределительному щиту для подключения к приборам учета.Напряжения между этими выводами, а также между выводами и землей очень низкие, и поэтому операторы могут работать безопасно.

На самом деле измерительные трансформаторы настолько важны для изоляции и расширения диапазона, что трудно представить себе работу высокого напряжения переменного тока. система без них.

Обобщая вышесказанное, можно сказать, что использование прибора , трансформаторов для расширения диапазона имеет следующие преимущества :

1) Для измерения используются приборы среднего размера i.е., 5 А для измерения тока и от 100 до 120 В для измерения напряжения.

2) Приборы и счетчики могут быть стандартизированы, что позволяет сэкономить на общих расходах. Заменить поврежденные инструменты очень просто.

3) Однодиапазонные приборы могут использоваться для охвата больших диапазонов тока или напряжения при использовании с подходящими многодиапазонными измерительными трансформаторами или с несколькими однодиапазонными измерительными трансформаторами.

4) Измерительная цепь изолирована от силовых цепей высокого напряжения.Следовательно, изоляция не проблема, и безопасность операторов гарантирована.

5) Низкое энергопотребление в измерительной цепи.

6) От одного измерительного трансформатора можно управлять несколькими приборами.

Передаточные числа инструментальных трансформаторов:

Коэффициент трансформации:

Это отношение величины первичного датчика к вторичному датчику.

Номинальное передаточное число:

Это отношение номинального тока (или напряжения) первичной обмотки к номинальному току (или напряжению) вторичной обмотки.

Передаточное число:

Коэффициент коррекции коэффициента (RCF):

Поправочный коэффициент трансформатора — это коэффициент трансформации, деленный на номинальный коэффициент.

Коэффициент трансформации = коэффициент коррекции коэффициента x номинальный коэффициент

или R = RCF x Kn

Передаточное число, указанное на трансформаторах, является их номинальным передаточным числом.
Нагрузка измерительного трансформатора:

Нагрузку на выводах вторичной обмотки удобно выражать как выходную мощность в вольт-амперах при номинальном напряжении вторичной обмотки.Номинальная нагрузка — это вольт-амперная нагрузка, допустимая без ошибок, превышающих пределы для определенного класса точности.

Заключение:

Сегодня мы узнали о Использование измерительных трансформаторов и преимуществах . Вы можете скачать эту статью в формате pdf, ppt.

Комментарий ниже для любых запросов.

Трансформатор тока

| Электротехнические примечания и статьи

Принцип действия ТТ
  • Трансформатор тока определяется как «измерительный трансформатор, в котором вторичный ток по существу пропорционален первичному току (при нормальных условиях работы) и отличается по фазе от него на угол, который приблизительно равен нулю для соответствующего направления соединения.”
  • Трансформаторы тока обычно бывают «измерительными» или «защитными».

Некоторые определения , используемые для CT :

1) Номинальный первичный ток:

  • Значение первичного тока, которое указывается в обозначении трансформатора и на котором основаны рабочие характеристики трансформатора тока.

2) Номинальный вторичный ток:

  • Значение вторичного тока, которое указывается в обозначении трансформатора и на котором основаны рабочие характеристики трансформатора тока.
  • Типичные значения вторичного тока — 1 A или 5 A. В случае дифференциальной защиты трансформатора также указываются вторичные токи 1 / корень 3 A и 5 / основной 3 A.

3) Номинальная нагрузка:

  • Полная мощность вторичной цепи в вольт-амперах, выраженная при номинальном вторичном токе и конкретном коэффициенте мощности (0,8 для почти всех стандартов)

4) Номинальная мощность:

  • Значение полной мощности (в вольт-амперах при заданной мощности (коэффициенте), которую трансформатор тока предназначен для подачи во вторичную цепь при номинальном вторичном токе и с подключенной к ней номинальной нагрузкой.

5) Класс точности:

  • В случае измерения ТТ класс точности обычно составляет 0,2, 0,5, 1 или 3.
  • Это означает, что ошибки должны находиться в пределах, установленных стандартами для этого конкретного класса точности.
  • Измерительный трансформатор тока должен иметь точность от 5% до 120% номинального первичного тока, при 25% и 100% номинальной нагрузки при указанном коэффициенте мощности.
  • В случае защитных трансформаторов тока трансформатор тока должен пропускать как ошибку отношения, так и фазу с указанным классом точности, обычно 5P или 10P , а также общую ошибку при предельном коэффициенте точности трансформатора тока.

6) Ошибка соотношения тока:

  • Ошибка трансформатора вносит свой вклад в измерение тока и возникает из-за того, что фактический коэффициент трансформации не равен номинальному коэффициенту трансформации. Текущая ошибка, выраженная в процентах, определяется по формуле:
  • Погрешность тока в% = (Ka (Is-Ip)) x 100 / Ip
  • Где Ka = номинальный коэффициент трансформации, Ip = фактический первичный ток, Is = фактический вторичный ток, когда Ip течет в условиях измерения

7) Фактор предела точности:

  • Значение первичного тока, до которого ТТ соответствует требованиям по суммарной погрешности.Обычно это 5, 10 или 15 , что означает, что суммарная погрешность ТТ должна находиться в указанных пределах при 5, 10 или 15-кратном превышении номинального первичного тока.

8) Кратковременный рейтинг:

  • Значение первичного тока (в кА), которое ТТ должен выдерживать как термически, так и динамически без повреждения обмоток при коротком замыкании вторичной цепи. Указанное время обычно составляет 1 или 3 секунды.

9) Фактор защиты прибора (фактор защиты):

  • Обычно принимает значение меньше 5 или меньше 10, хотя оно может быть намного выше, если отношение очень низкое. Если коэффициент надежности ТТ равен 5, это означает, что суммарная погрешность измерительного ТТ при 5-кратном номинальном первичном токе равна или превышает 10%. Это означает, что сильные токи в первичной обмотке не передаются во вторичную цепь, и поэтому приборы защищены.В случае ТТ с двойным передаточным числом FS применяется только для самого низкого передаточного числа.

10) Класс PS X CT:

  • В балансных системах защиты требуется ТТ с высокой степенью сходства по своим характеристикам. Этим требованиям соответствуют трансформаторы тока класса PS (X). Их характеристики определяются с точки зрения напряжения точки перегиба (KPV), тока намагничивания (Imag) при напряжении точки перегиба или 1/2 или 1/4 напряжения точки перегиба, а также откорректированного сопротивления вторичной обмотки ТТ. до 75 ° C.Точность определяется коэффициентом поворота.

11) Напряжение в точке перегиба:

  • Точка на кривой намагничивания, где увеличение плотности магнитного потока (напряжения) на 10% вызывает увеличение силы (тока) намагничивания на 50%.
  • «Напряжение в точке колена» (Vkp) определяется как вторичное напряжение, при котором увеличение на 10% приводит к увеличению тока намагничивания на 50%. Это вторичное напряжение, выше которого трансформатор тока близок к магнитному насыщению.

12) КТ баланса керна (CBCT):

  • CBCT, также известный как CT нулевой последовательности, используется для защиты от утечки на землю и замыкания на землю. Концепция аналогична RVT. В КЛКТ трехжильный кабель или три одиночных жилы трехфазной системы проходят через внутренний диаметр трансформатора тока. Когда система исправна, во вторичной обмотке КЛКТ не течет ток. При замыкании на землю остаточный ток (ток нулевой последовательности фаз) системы протекает через вторичную обмотку CBCT, и это приводит в действие реле.Чтобы спроектировать CBCT, необходимо указать внутренний диаметр CT, тип реле, настройку реле и первичный рабочий ток.

13) Смещение фаз:

  • Разность фаз между векторами первичного и вторичного тока, направление векторов выбрано так, чтобы угол был равен нулю для идеального трансформатора. Сдвиг фазы считается положительным, когда вектор вторичного тока опережает вектор первичного тока.Обычно выражается в минутах

14) Максимальное напряжение системы:

  • Наибольшее среднеквадратичное значение линейного напряжения, которое может поддерживаться при нормальных рабочих условиях в любое время и в любой точке системы. Это исключает временные колебания напряжения из-за неисправности и внезапного отключения больших нагрузок.

15) Номинальный уровень изоляции:

  • Комбинация значений напряжения (частота сети и импульс молнии или, где применимо, импульс молнии и коммутации), которая характеризует изоляцию трансформатора с точки зрения ее способности выдерживать диэлектрические напряжения.Для трансформатора низкого напряжения прикладывается испытательное напряжение 4 кВ промышленной частоты в течение 1 минуты.

16) Номинальный кратковременный тепловой ток (Ith):

  • Действующее значение первичного тока, которое трансформатор тока выдержит в течение номинального времени при коротком замыкании вторичной обмотки без вредных воздействий.

17) Номинальный динамический ток (Idyn):

  • Пиковое значение первичного тока, которое трансформатор тока может выдержать без электрического или механического повреждения результирующими электромагнитными силами, при этом вторичная обмотка закорочена.

18) Номинальный длительный тепловой ток (Un)

  • Значение тока, которому можно разрешить непрерывное протекание в первичной обмотке, вторичные обмотки подключены к номинальной нагрузке без превышения температуры, превышающей указанные значения.

19) Фактор безопасности прибора (ISF или Fs):

  • Отношение номинального первичного тока прибора к номинальному первичному току.Время, в течение которого первичный ток должен быть выше номинального значения, чтобы суммарная погрешность измерительного трансформатора тока была равна или больше 10%, а вторичная нагрузка была равна номинальной нагрузке. Чем ниже это число, тем более защищен подключенный прибор.

20) Чувствительность

  • Чувствительность определяется как наименьшее значение первичного тока короткого замыкания в пределах защищаемой зоны, которое приведет к срабатыванию реле.Чтобы обеспечить быструю работу при повреждении в зоне, трансформатор тока должен иметь «напряжение точки перегиба», по крайней мере, в два раза превышающее уставку напряжения реле.

21) Регулировка коэффициента трансформации трансформатора тока на месте:

  • Коэффициент трансформации трансформаторов тока можно регулировать на месте в соответствии с требованиями приложения. Пас

больше витков вторичной обмотки или больше витков первичной обмотки через окно увеличит или уменьшит отношение витков.

Фактическое число оборотов = (Нормы на паспортной табличке — добавлены вторичные обороты) / Первичные обороты.

Типы трансформаторов тока (ТТ)

Согласно конструкции CT:

1) Тип стержня:

  • Доступны типы стержней с более высоким уровнем изоляции и обычно привинчиваются к текущему устройству ухода.

  • Трансформаторы тока стержневого типа изолированы для рабочего напряжения системы.
  • ТТ с шинами работают по тому же принципу, что и оконные ТТ, но в них в качестве первичного проводника установлена ​​постоянная шина

2) ТТ:

  • Емкость: Предназначены для измерения токов от 1 до 100 ампер.
  • наиболее распространенным является трансформатор тока с обмоткой. Обмотка обеспечивает отличные характеристики в широком рабочем диапазоне. Обычно намотанный тип изолирован только на 600 вольт.

  • Поскольку ток нагрузки проходит через первичные обмотки в трансформаторе тока, для нагрузки и вторичных проводов предусмотрены винтовые клеммы.Трансформаторы первичной обмотки раны доступны в соотношении от 2,5: 5 до 100: 5.
  • ТТ
  • с обмоткой имеют первичную и вторичную обмотку, как обычный трансформатор. Эти трансформаторы тока встречаются редко и обычно используются при очень низких коэффициентах передачи и токах, как правило, во вторичных цепях трансформаторов тока для компенсации малых токов, согласования различных коэффициентов передачи трансформаторов тока в суммирующих приложениях или для изоляции различных цепей трансформатора тока. ТТ с обмоткой имеют очень высокую нагрузку, и при использовании ТТ с обмоткой следует уделять особое внимание нагрузке на ТТ источника.

3) Окно:

  • Оконные трансформаторы тока являются наиболее распространенными. Они не имеют первичной обмотки и устанавливаются вокруг первичного проводника. Электрическое поле, создаваемое током, протекающим через проводник, взаимодействует с сердечником трансформатора тока, чтобы преобразовать ток в соответствующий вторичный выход. Оконные трансформаторы тока могут иметь конструкцию со сплошным или разъемным сердечником. При установке трансформаторов тока со сплошным окном необходимо отключить первичный провод. Однако трансформаторы тока с разъемным сердечником могут быть установлены вокруг первичного проводника без отключения первичного проводника

  • ТТ с кольцевым сердечником:
  • Емкость: Есть доступны для измерения токов от 50 до 5000 ампер

  • Размер: с окнами (размер проема силовых проводов) диаметром от 1 ″ до 8 ″.
  • ТТ с разделенным сердечником:
  • Емкость: доступны для измерения токов от 100 до 5000 ампер.
  • Размер: с окнами разных размеров от 1 ″ на 2 ″ до 13 ″ на 30 ″.
  • ТТ с разъемным сердечником
  • имеют один конец съемного, так что провод нагрузки или сборную шину не нужно отсоединять для установки ТТ.

4) Втулка

  • ТТ проходного изолятора — это оконный трансформатор тока, специально сконструированный для установки вокруг проходного изолятора.Обычно к ним нет доступа, а их паспортные таблички находятся на шкафах управления трансформатором или выключателем.
  • Тип проходного изолятора обычно используется вокруг проходного изолятора на автоматических выключателях и трансформаторах и может не иметь жесткого защитного внешнего покрытия.
  • Трансформаторы тока
  • типа «пончик» обычно изолированы на 600 вольт. Для обеспечения точности провод должен располагаться в центре отверстия трансформатора тока.

Согласно заявке CT:

1) Измерительный трансформатор тока:

  • Основные требования к измерительному ТТ заключаются в том, что для первичных токов до 120% или 125% от номинального тока его вторичный ток пропорционален его первичному току с точностью, определенной его «Классом» и, в случае более точных типов не превышается указанный максимальный сдвиг фазового угла.
  • Желательной характеристикой измерительного ТТ является то, что он должен «насыщать» , когда первичный ток превышает процент номинального тока, установленного в качестве верхнего предела, к которому применяются положения о точности. Это означает, что на этих более высоких уровнях первичного тока вторичный ток менее чем пропорционален. В результате уменьшается степень, в которой любое измерительное устройство, подключенное к вторичной обмотке ТТ, подвергается перегрузке по току.
  • С другой стороны, от ТТ защитного типа требуется обратное, основная цель которого — обеспечить вторичный ток, пропорциональный первичному току, когда он в несколько или много раз превышает номинальный первичный ток.Мера этой характеристики известна как «Фактор предела точности» (A.L.F.).
  • Тип защиты CT с A.L.F. 10 будет производить пропорциональный ток во вторичной обмотке (с учетом допустимой погрешности по току) с первичными токами, максимально в 10 раз превышающими номинальный ток.
  • При использовании ТТ следует помнить, что если есть два или более устройств, которые должны работать от вторичной обмотки, они должны быть подключены последовательно через обмотку.Это в точности противоположно методу, используемому для подключения двух или более нагрузок, питаемых от трансформатора напряжения или мощности, при котором устройства включаются параллельно через вторичную обмотку.
  • Для ТТ увеличение нагрузки приведет к увеличению вторичного выходного напряжения ТТ. Это происходит автоматически и необходимо для поддержания тока на правильном уровне. И наоборот, уменьшение нагрузки приведет к снижению вторичного выходного напряжения ТТ.
  • Это повышение выходного вторичного напряжения с увеличением нагрузки означает, что теоретически при бесконечной нагрузке, как в случае с разомкнутой цепью вторичной нагрузки, на клеммах вторичной обмотки появляется бесконечно высокое напряжение.По практическим причинам это напряжение не бесконечно высокое, но может быть достаточно высоким, чтобы вызвать пробой изоляции между первичной и вторичной обмотками или между одной или обеими обмотками и сердечником. По этой причине нельзя допускать протекания первичного тока без нагрузки или с нагрузкой с высоким сопротивлением, подключенной ко вторичной обмотке.
  • При рассмотрении применения ТТ следует помнить, что общая нагрузка, налагаемая на вторичную обмотку, является не только суммой нагрузки (ей) отдельного устройства (ей), подключенного к обмотке, но и что она также включает нагрузку обусловлено соединительным кабелем и сопротивлением соединений.
  • Если, например, сопротивление соединительного кабеля и соединений составляет 0,1 Ом, а вторичный номинал ТТ составляет 5 А, нагрузка кабеля и соединений (RI2) составляет 0,1 x 5 x 5 = 2,5 ВА. Это должно быть добавлено к нагрузке на подключенное устройство (а) при определении того, имеет ли ТТ достаточно большую нагрузочную способность для питания требуемых устройств, а также нагрузку, создаваемую соединениями.
  • Если нагрузка, налагаемая на вторичную обмотку ТТ подключенным устройством (ами) и соединениями, превышает номинальную нагрузку ТТ, ТТ может частично или полностью перейти в насыщение и, следовательно, не иметь вторичный ток, адекватно линейный с первичным током.
  • Нагрузка, создаваемая данным сопротивлением в Ом [например, сопротивлением соединительного кабеля], пропорциональна квадрату номинального вторичного тока. Следовательно, при использовании длинных кабелей между ТТ и подключенным устройством (ами) использование вторичного ТТ на 1 А и устройства на 1 А вместо 5 А приведет к 25-кратному снижению нагрузки на соединительные кабели и соединения. . Все номинальные нагрузки и расчеты приведены для номинального вторичного тока.
  • Из-за вышеизложенного, когда требуется относительно длинный (более нескольких метров) кабельный участок для подключения ТТ к его нагрузке [например, удаленному амперметру], необходимо выполнить расчет для определения нагрузки кабеля.Это пропорционально сопротивлению «туда и обратно», т. Е. Удвоенному сопротивлению длины используемого сдвоенного кабеля. Таблицы кабелей предоставляют информацию о значениях сопротивления проводов различных размеров при 20 ° C на единицу длины.

2) Защитный CT:

  • Рассчитанное сопротивление затем умножается на квадрат номинального тока вторичной обмотки ТТ [25 для 5A, 1 для 1A]. Если нагрузка ВА, рассчитанная этим методом и добавленная к номинальной нагрузке (-ям) устройства (-ов), приводимых в действие ТТ, превышает номинальную нагрузку ТТ, размер кабеля необходимо увеличить [для уменьшения сопротивления и, следовательно, нагрузка] или ТТ с более высокой номинальной нагрузкой ВА, либо следует использовать более низкий номинальный вторичный ток ТТ [с соответствующим изменением номинального тока приводимых устройств]

Номенклатура СТ:
  1. Соотношение: соотношение входного / выходного тока
  2. Нагрузка (ВА): общая нагрузка, включая пилотные провода.(2,5, 5, 10, 15 и 30 ВА.)
  3. Класс: Точность, необходимая для работы (измерение: 0,2, 0,5, 1 или 3, защита: 5, 10, 15, 20, 30) .
  4. Фактор предела точности:
  5. Размеры: максимальные и минимальные пределы
  6. Номенклатура ТТ: коэффициент, нагрузка ВА, класс точности, предельный коэффициент точности.
  7. Пример: 1600/5, 15 ВА 5P10 (Передаточное отношение: 1600/5, нагрузка: 15 ВА, класс точности: 5P, ALF: 10)
  8. Согласно IEEE Metering CT: 0.Измерительный ТТ с номиналом 3B0.1 имеет точность 0,3%, если подключенная вторичная нагрузка не превышает 0,1 Ом.
  9. В соответствии с IEEE Relaying (Protection) CT: 2.5C100 Relay CT имеет точность в пределах 2,5%, если вторичная нагрузка меньше 1,0 Ом (100 вольт / 100A).

1) Коэффициент тока ТТ:
  • Первичный и вторичный токи выражаются в виде отношения, например 100/5. Для трансформатора тока с соотношением 100/5 ток 100 А в первичной обмотке приведет к току 5 А во вторичной обмотке при условии, что ко вторичной обмотке подключена правильная номинальная нагрузка.Точно так же для меньших первичных токов вторичные токи пропорционально ниже.
  • Следует отметить, что ТТ 100/5 не будет выполнять функцию ТТ 20/1 или 10 / 0,5, поскольку это отношение выражает номинальный ток ТТ, а не просто отношение первичного тока к вторичному.
  • Номинальный вторичный ток обычно составляет 5 А или 1 А, хотя более низкие токи, такие как 0,5 А, не редкость. Он протекает в номинальной вторичной нагрузке, обычно называемой нагрузкой, когда номинальный первичный ток течет в первичной обмотке.
  • Увеличение или уменьшение числа оборотов ТТ:
  • Увеличение числа витков: Увеличение числа витков первичной обмотки может только уменьшить передаточное число витков. Трансформатор тока с передаточным числом витков от 50 до 5 можно изменить на коэффициент передачи от 25 до 5, дважды пропустив первичную обмотку через окно.
  • Коэффициент увеличения или уменьшения оборотов:
  • Передаточное число витков может быть увеличено или уменьшено путем наматывания провода от вторичной обмотки через окно трансформатора тока.
  • Увеличивая передаточное отношение вторичного провода, существенно увеличивается количество витков вторичного провода. Трансформатор тока 50: 5 будет иметь соотношение 55: 5 при добавлении одного вторичного витка.
  • При уменьшении коэффициента передачи вторичного провода количество витков вторичной обмотки существенно уменьшается. Трансформатор тока 50: 5 будет иметь соотношение 45: 5 при добавлении одного вторичного витка.
  • Уменьшение передаточного числа с первичной обмоткой, номинальной нагрузкой по точности и ВА такие же, как и в исходной конфигурации.
  • Увеличение передаточного отношения вторичной обмотки повысит точность и номинальную нагрузку.
  • Уменьшение передаточного числа витков вторичной обмотки ухудшит точность и номинальную нагрузку.
  • При использовании вторичной обмотки трансформатора тока для изменения передаточного числа в игру вступает правило правой руки магнитных полей. Обмотка белого провода или провода X1 со стороны h2 трансформатора через окно к стороне h3 уменьшит передаточное отношение.Обмотка этого провода со стороны h3 на сторону h2 увеличит передаточное отношение.
  • Использование черного провода или провода X2 в качестве метода регулировки приведет к обратному результату, чем провод X1 (белый). Заворачивание от стороны h2 к стороне h3 увеличит отношение витков, а наложение от стороны h3 к стороне h2 уменьшит отношение витков.

2) Нагрузка CT:
  • Стандартные номинальные нагрузки ТТ: 2,5, 5, 10, 15 и 30 ВА.
  • Внешняя нагрузка, приложенная к вторичной обмотке трансформатора тока, называется «нагрузкой».
  • Нагрузка ТТ — это максимальная нагрузка (в ВА), которая может быть приложена к вторичной обмотке ТТ.
  • Бремя можно выразить двумя способами.
  • Нагрузка может быть выражена как полное сопротивление цепи в омах или общее вольт-амперное напряжение (ВА) и коэффициент мощности при заданном значении тока или напряжения и частоты.
  • Ранее практиковалось выражать нагрузку в вольт-амперах (ВА) и коэффициенте мощности, вольт-амперы — это то, что потреблялось бы в нагрузочном импедансе при номинальном вторичном токе (другими словами, номинальном вторичном токе квадрат, умноженный на импеданс нагрузки).Таким образом, нагрузка с импедансом 0,5 Ом может быть выражена также как «12,5 ВА при 5 амперах», если мы примем обычный номинал вторичной обмотки 5 ампер. Терминология VA больше не является стандартной, но требует уточнения, поскольку ее можно найти в литературе и в старых данных.

Нагрузка для измерения ТТ:
  • Общая нагрузка на измерительный трансформатор тока = Сумма нагрузки на счетчики в ВА (амперметр, ваттметр, преобразователь и т. Д.), Подключенных последовательно к вторичной цепи трансформатора тока + нагрузка на соединительный кабель вторичной цепи в ВА.
  • Нагрузка кабеля = I 2 x R x2 L, где I = вторичный ток ТТ, R = сопротивление кабеля на длину, 2L — это расстояние длины L кабеля от ТТ до измерительных цепей. Если используется провод подходящего размера и короткая длина, нагрузкой на кабель можно пренебречь.
  • Нагрузка вторичной цепи ТТ не должна превышать номинальную мощность ТТ ВА. Если нагрузка меньше нагрузки ТТ, все измерители, подключенные к измерительному ТТ, должны обеспечивать правильные показания.
  • В случае измерительного трансформатора тока нагрузка зависит от подключенных счетчиков и количества счетчиков на вторичной обмотке i.е. Необходимо учитывать количество амперметров, счетчиков киловатт-часов, квар-счетчиков, счетчиков киловатт-часов, датчиков, а также нагрузку на соединительный кабель (I 2 x R x2 L) для измерения.
  • Примечание Измерители нагрузки можно найти в каталоге производителя.
  • Выбранная нагрузка ТТ должна быть больше расчетной

Нагрузка для защиты ТТ:
  • В случае ТТ защиты нагрузка рассчитывается таким же образом, как и выше, за исключением того, что нагрузка на отдельные реле защиты должна учитываться вместо счетчиков.Нагрузка на соединительный кабель рассчитывается так же, как и при измерении CT
  • .
  • Общая нагрузка защиты CT = нагрузка соединительного кабеля в ВА + сумма нагрузки на реле защиты в ВА.
  • Все производители могут поставить нагрузку на свои отдельные устройства. Хотя в наши дни индукционные дисковые устройства защиты от сверхтоков используются не очень часто, они всегда требовали минимальной настройки отвода. Чтобы определить импеданс используемой фактической настройки отвода, сначала возведите в квадрат отношение минимального деления к фактической используемой настройке отвода, а затем умножьте это значение на минимальное сопротивление.
  • Предположим, что импеданс 1,47 + 5,34 Дж на отводе 1 А. Чтобы применить реле к отводу 4А, инженер умножит импеданс на отводе 1А на (1/4) 2. Импеданс на отводе 4А будет 0,0919 + 0,3338j или 0,3462 Z при коэффициенте мощности 96,4.
  • Полное сопротивление нагрузки ТТ уменьшается по мере увеличения вторичного тока, из-за насыщения в магнитных цепях реле и других устройств. Следовательно, данная нагрузка может применяться только для определенного значения вторичного тока.Старая терминология вольт-ампер при 5 амперах наиболее сбивает с толку в этом отношении, поскольку это не обязательно фактические вольт-амперы при текущих 5 амперах, а то, что вольт-амперы были бы при 5 амперах
  • Если не было насыщенности. В публикациях производителя приведены данные импеданса для нескольких значений сверхтока для некоторых реле, для которых такие данные иногда требуются. В противном случае данные предоставляются только для одного значения вторичного тока ТТ.
  • Если в публикации четко не указано, для какого значения тока применяется бремя, эту информацию следует запросить.Не имея таких данных о насыщении, можно легко получить их тестированием. При высоком насыщении импеданс приближается к сопротивлению постоянному току. Если пренебречь уменьшением импеданса с насыщением, кажется, что у ТТ будет больше неточностей, чем на самом деле. Конечно, если можно допустить такую ​​явно большую неточность, дальнейшие уточнения в расчетах не нужны. Однако в некоторых приложениях пренебрежение эффектом насыщения дает излишне оптимистичные результаты; следовательно, безопаснее всегда учитывать этот эффект.
  • Обычно достаточно точным является арифметическое сложение последовательных нагрузочных сопротивлений. Результаты будут немного пессимистичными, что указывает на погрешность, немного превышающую фактическую погрешность коэффициента КТ. Но если данное приложение настолько пограничное, что необходимо векторное сложение импедансов, чтобы доказать, что трансформаторы тока будут подходящими, такого применения следует избегать.
  • Если полное сопротивление при срабатывании обмотки реле максимального тока с ответвлениями известно для данного отвода, его можно оценить для тока срабатывания для любого другого ответвления.Реактивное сопротивление катушки с ответвлениями изменяется пропорционально квадрату витков катушки, а сопротивление изменяется примерно пропорционально количеству витков. При срабатывании датчика насыщение незначительно, а сопротивление мало по сравнению с реактивным сопротивлением. Поэтому обычно достаточно точно предположить, что полное сопротивление изменяется пропорционально квадрату витков. Количество витков катушки обратно пропорционально току срабатывания, и поэтому импеданс изменяется обратно пропорционально квадрату тока срабатывания.
  • Независимо от того, подключен ли ТТ звездой или треугольником, нагрузочные сопротивления всегда подключаются звездой. В ТТ, соединенном звездой, нейтрали ТТ и нагрузок соединяются вместе либо напрямую, либо через катушку реле, за исключением случаев, когда используется так называемый шунт тока нулевой последовательности.
  • Редко бывает правильно просто сложить импедансы последовательных нагрузок, чтобы получить общую сумму, когда два или более ТТ подключены таким образом, что их токи могут складываться или вычитаться в некоторой общей части вторичной цепи.Вместо этого необходимо рассчитать сумму падений и повышений напряжения во внешней цепи от одной вторичной клеммы ТТ до другой для предполагаемых значений вторичных токов, протекающих в различных ветвях внешней цепи. Эффективное полное сопротивление нагрузки ТТ для каждой комбинации предполагаемых токов представляет собой расчетное напряжение на клеммах ТТ, деленное на предполагаемый вторичный ток ТТ. Этот эффективный импеданс является тем, который следует использовать, и он может быть больше или меньше, чем фактический импеданс, который применялся бы, если бы никакие другие трансформаторы тока не подавали ток в цепь.
  • Если первичная обмотка вспомогательного ТТ должна быть подключена к вторичной обмотке ТТ, точность которого изучается, необходимо знать полное сопротивление вспомогательного ТТ, если смотреть со стороны его первичной обмотки с короткозамкнутой вторичной обмоткой. К этому значению импеданса необходимо добавить импеданс нагрузки вспомогательного ТТ, если смотреть со стороны первичной обмотки вспомогательного ТТ; Чтобы получить это полное сопротивление, умножьте фактическое сопротивление нагрузки на квадрат отношения первичного и вторичного витков вспомогательного трансформатора тока.Становится очевидным, что вспомогательный трансформатор тока, который увеличивает величину тока от первичной до вторичной, может привести к очень высоким импедансам нагрузки, если смотреть со стороны первичной обмотки.
  • Нагрузка зависит от длины пилотного кабеля
  • Для ТТ измерительного класса нагрузка выражается в омах. Для трансформаторов тока с классом защиты нагрузка выражается в вольт-амперах (ВА).
VA Приложения
1-2 ВА Амперметр с подвижным железом
1 К 2.5ВА Амперметр выпрямителя с подвижной катушкой
2,5 до 5 ВА Электродинамический прибор
3 до 5 ВА Амперметр максимального потребления
1 до 2,5 ВА Регистрирующий амперметр или преобразователь
  • Нагрузка (ВА) медных проводов между прибором и трансформатором тока для вторичной обмотки 1А и 5А
Поперечное сечение (мм2)

Вторичная нагрузка ТТ, 1 А, ВА (двухпроводной)

Расстояние

10 метров 20 метров 40 метров 60 метров 80 метров 100 метров

1.0

0,35

0,71

1,43

2,14

2,85

3,57

1,5

0,23

0,46

0,92

1,39

1,85

2,31

2.5

0,14

0,29

0,57

0,86

1,14

1,43

4,0

0,09

0,18

0,36

0,54

0,71

0,89

6.0

0,06

0,12

0,24

0,36

0,48

0,6

Поперечное сечение (мм2)

Вторичная нагрузка ТТ 5 А, ВА (двухпроводной)

Расстояние

1 метр 2 метра 4 метра 6 метров 8 метров 10 метров

1.5

0,58

1,15

2,31

3,46

4,62

5,77

2,5

0,36

0,71

1,43

2,14

2,86

3,57

4.0

0,22

0,45

0,89

1,34

1,79

2,24

6,0

0,15

0,30

0.60

0,89

1,19

1,49

10.0

0,09

0,18

0,36

0,54

0,71

0,89

Расчет нагрузки CT:
  • Фактическая нагрузка формируется сопротивлением контрольных проводов и реле защиты. Сопротивление проводника (с постоянной площадью поперечного сечения) можно рассчитать по формуле:
  • R = ƿxL / A
  • , где ƿ = удельное сопротивление материала проводника (обычно при + 20 ° C), L = длина проводника, A = площадь поперечного сечения
  • Если удельное сопротивление указано в мкОм, длина — в метрах, а площадь — в мм2, уравнение 1 даст сопротивление непосредственно в омах.
  • Удельное сопротивление: медь 0,0178 мкОм при 20 ° C и 0,0216 мкОм при 75 ° C

Нагрузка ТТ для 4- или 6-проводного подключения:
  • Если используется 6-проводное соединение, общая длина провода, естественно, будет в два раза больше расстояния между ТТ и реле. Однако во многих случаях используется общий обратный провод, как показано на рисунке, тогда вместо умножения расстояния на два обычно используется коэффициент 1,2.Это правило применяется только к трехфазному подключению. Коэффициент 1,2 учитывает ситуацию, когда до 20% длины электрического проводника, включая оконечные сопротивления, использует 6-проводное соединение и не менее 80% 4-проводное соединение.

  • Пример: расстояние между трансформатором тока и реле составляет 5 метров, общая длина составляет 2 x 5 м = 10 метров для 6-проводного подключения, но только 1,2 x 5 м = 6,0 метра при использовании 4-проводного подключения.

Нагрузка реле:
  • Пример: Расстояние между трансформаторами тока и реле защиты составляет 15 метров, используются медные проводники 4 мм2 при 4-проводном подключении.Нагрузка на релейный вход менее 20 мОм (входы 5 А). Рассчитайте фактическую нагрузку ТТ при 75 ° C, входное сопротивление меньше 0,020 Ом для входа 5 А (т. Е. Нагрузка меньше 0,5 ВА) и меньше 0,100 Ом для входа 1 А (т. Е. Меньше 0,1 ВА) :
  • Решение :
  • ƿ = 0,0216 мкОм (75 ° C) для медного проводника.
  • R = ƿxL / A, R = 0,0216 мкОм x (1,2 x 15 м) / 4 мм2 = 0,097 Ом
  • Нагрузка CT = 0.097 Ом + 0,020 Ом = 0,117 Ом.
  • Использование трансформаторов тока с нагрузкой выше, чем требуется, является ненаучным, поскольку приводит к неточным показаниям (счетчик) или неточному определению неисправности / условий сообщения.
  • По сути, такое высокое значение проектной нагрузки расширяет характеристики насыщения сердечника ТТ, что приводит к вероятному повреждению измерителя, подключенного через него, в условиях перегрузки. например Когда мы ожидаем, что коэффициент безопасности (ISF) будет равен 5, вторичный ток должен быть ограничен менее чем в 5 раз в случае, если первичный ток превышает его номинальное значение более чем в 5 раз.
  • В таком состоянии перегрузки желательно, чтобы сердечник ТТ перешел в насыщение, ограничивая вторичный ток, чтобы счетчик не повредился. Однако, когда мы запрашиваем более высокую ВА, сердечник не переходит в насыщение из-за меньшей нагрузки (ISF намного выше желаемого), что может привести к повреждению измерителя.
  • Чтобы понять влияние на аспект точности, давайте возьмем пример ТТ с указанной нагрузкой 15 ВА, а фактическая нагрузка составляет 2,5 ВА: 15 ВА ТТ с менее чем 5 ISF будет иметь напряжение насыщения 15 В (15/5 × 5), а фактическая нагрузка — 2.5 ВА, необходимое напряжение насыщения должно составлять (2,5 / 5 x 5) 2,5 В против 15 В, в результате ISF = 30 против требуемого 5
  • Пример: Решить Достаточно ли 5A, 20VA CT для следующей цепи

  • Общая нагрузка на приборы = 2 + 2 + 3 + 2 + 4 = 13 В A.
  • Общее сопротивление нагрузки пилота = 2 x 0,1 = 0,2 Ом.
  • При вторичном токе 5 А падение напряжения на выводах составляет 5 x 0,2 = 1 В.
  • Нагрузка на оба провода = 5 А x 1 В = 5 В А.
  • Общая нагрузка на ТТ = 13 + 5 = 18 В A.
  • Поскольку номинальный ток ТТ составляет 20 В, он имеет достаточный запас.

3) Класс точности ТТ:
  • Точность трансформатора тока определяется его сертифицированным классом точности, который указан на паспортной табличке. Например, класс точности ТТ 0,3 означает, что ТТ сертифицирован производителем как имеющий точность в пределах 0,3% от значения номинального коэффициента для первичного тока 100% от номинального коэффициента.
  • CT с номинальным коэффициентом 200/5 с классом точности 0,3 будет работать в пределах 0,45% от значения номинального коэффициента при первичном токе 100 ампер. Чтобы быть более точным, для первичного тока 100A сертифицировано производить вторичный ток от 2,489 до 2,511 ампер.
  • Точность указана в процентах от диапазона и дана для максимальной нагрузки, выраженной в ВА. Общая нагрузка включает входное сопротивление счетчика и сопротивление контура провода и соединения между трансформатором тока и счетчиком.
  • Пример: нагрузка = 2,0 ВА. Максимальное падение напряжения = 2,0 ВА / 5 А = 0,400 Вольт.
  • Максимальное сопротивление = напряжение / ток = 04,00 В / 5 А = 0,080 Ом.
  • Если входное сопротивление измерителя составляет 0,010 Ом, то допускается 0,070 Ом для сопротивления контура провода и соединений между трансформатором тока и измерителем. Необходимо учитывать длину и калибр провода, чтобы избежать превышения максимальной нагрузки.
  • Если сопротивление в 5-амперной петле приводит к превышению нагрузки, ток упадет.Это приведет к низкому показанию счетчика при более высоких уровнях тока.
  • Как и во всех трансформаторах, ошибки возникают из-за того, что часть первичного входного тока используется для намагничивания сердечника и не передается на вторичную обмотку. Пропорция первичного тока, используемого для этой цели, определяет величину ошибки.
  • Суть хорошей конструкции измерительных трансформаторов тока заключается в обеспечении того, чтобы ток намагничивания был достаточно низким, чтобы гарантировать, что погрешность, указанная для класса точности, не будет превышена.
  • Это достигается выбором подходящих материалов сердечника и соответствующей площади поперечного сечения сердечника. Часто при измерении токов от 50 А и выше удобно и технически целесообразно, чтобы первичная обмотка трансформатора тока имела только один виток.
  • В этих наиболее распространенных случаях ТТ поставляется только с вторичной обмоткой, первичной обмоткой является кабель или шина главного проводника, который проходит через апертуру ТТ в случае кольцевых ТТ (то есть с одним первичным витком) Следует отметить, что чем ниже номинальный первичный ток, тем труднее (и тем дороже) достичь заданной точности.
  • Принимая во внимание сердечник определенных фиксированных размеров и магнитные материалы с вторичной обмоткой, скажем, на 200 витков (соотношение тока 200/1, соотношение витков 1/200) и скажем, что для намагничивания сердечника требуется 2 ампера первичного тока 200 А, ошибка составляет поэтому только 1% примерно. Однако, учитывая ТТ 50/1 с 50 вторичными витками на одном сердечнике, для намагничивания сердечника по-прежнему требуется 2 ампера. Тогда погрешность составляет примерно 4%. Для получения точности 1% на кольцевом трансформаторе тока 50/1 требуется сердечник гораздо большего размера и / или дорогой материал сердечника
  • Класс точности измерения CT:

Класс измерения CT

Класс Приложения
0.1 к 0,2 Прецизионные измерения
0,5 Высококачественные счетчики киловатт-часов для коммерческих счетчиков киловатт-часов
3 Общие промышленные измерения
3 ИЛИ 5 Примерные размеры

Защитная система CT вторичный ВА Класс
На каждый ток для фазы и замыкания на землю 1A 2.5 10П20 или 5П20
5A 7,5 10П20 или 5П20
Неограниченное замыкание на землю 1A 2,5 10П20 или 5П20
5A 7,5 10П20 или 5П20
Чувствительное замыкание на землю 1A или 5A Класс PX использует формулу производителя реле
Дистанционная защита 1A или 5A Класс PX использует формулу производителя реле
Дифференциальная защита 1A или 5A Класс PX использует формулу производителя реле
Дифференциальный импеданс с высоким сопротивлением 1A или 5A Класс PX использует формулу производителя реле
Защита высокоскоростного механизма подачи 1A или 5A Класс PX использует формулу производителя реле
Защита двигателя 1A или 5A 5 5П10
  • Класс точности Letter CT:
Точность ТТ

Класс измерения CT

Класс точности Приложения

Б

Назначение измерения

Класс защиты CT

С

CT имеет низкий поток утечки.

Т

CT может иметь значительный поток утечки.

H

применима во всем диапазоне вторичных токов от 5 до 20 номинальных значений ТТ. (Обычно трансформаторы тока с намоткой.)

л

Точность ТТ применима при максимальной номинальной вторичной нагрузке только при 20 номинальных значениях времени. Точность передаточного числа может быть в четыре раза больше указанного значения, в зависимости от подключенной нагрузки и тока короткого замыкания.(Обычно оконные, шинные или шинные трансформаторы тока.)
  • Класс точности защиты CT:
Класс Приложения
10P5 Реле максимального тока и катушки отключения: 2,5 ВА
10P10 Реле с обратнозависимой выдержкой времени: 7,5 ВА
10P10 Реле низкого потребления: 2,5 ВА
10P10 / 5 Обратный определенный мин.реле времени (IDMT) перегрузки по току
10P10 IDMT Реле замыкания на землю с приблизительной временной шкалой: 15 ВА
5P10 IDMT Реле защиты от замыканий на землю со стабильностью фазных замыканий или точной временной шкалой: 15 ВА
  • Класс точности: Точность измерения согласно IEEE C37.20.2b-1994

Коэффициент B0.1 B0.2 B0,5 B0.9 B1.8 Точность реле
50: 5 1,2 2,4 C или T10
75: 5 1,2 2,4 C или T10
100: 5 1.2 2,4 C или T10
150: 5 0,6 1,2 2,4 C или T20
200: 5 0,6 1,2 2,4 C или T20
300: 5 0,6 1,2 2,4 2,4 C или T20
400: 5 0.3 0,6 1,2 1,2 2,4 C или T50
600: 5 0,3 0,3 0,3 1,2 2,4 C или T50
800: 5 0,3 0,3 0,3 0,3 1,2 C или T50
1200: 5 0,3 0,3 0,3 0,3 0.3 C100
1500: 5 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 C100
2000: 5 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 C100
3000: 5 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 C100
4000: 5 0.3 0,3 0,3 0,3 0,3 C100

Важное значение для точности и угла сдвига фаз
  • Текущая ошибка — это ошибка, которая возникает, когда текущее значение фактического коэффициента трансформации не равно номинальному коэффициенту трансформации.
  • Погрешность тока (%) = {(Kn x Is — Ip) x 100} / Ip
  • Kn = номинальный коэффициент трансформации, Ip = фактический первичный ток, Is = фактический вторичный ток
  • Пример: для трансформатора тока 5ВА класса 1 2000 / 5A
  • Kn = 2000/5 = 400 витков, Ip = 2000A, Is = 4.9А
  • Текущая погрешность = ((400 x 4,9 — 2000) x100) / 2000 = -2%
  • Для трансформатора тока с классом защиты класс точности определяется наивысшей допустимой процентной суммарной погрешностью при предельном первичном токе предела точности, предписанном для данного класса точности.
  • Класс точности включает: 5P, 10P

По фазовому углу
  • Фазовая ошибка — это разность фаз между векторами первичного и вторичного тока, направление векторов должно быть нулевым для идеального трансформатора.
  • У вас будет положительный сдвиг фаз, когда вектор вторичного тока опережает вектор первичного тока.
  • Единица шкалы, выраженная в минутах / центах радиан.
  • Круговая мера = (единица измерения в радианах) — это отношение расстояния, измеренного по дуге, к радиусу.
  • Угловая мера = (единица измерения в градусах) получается путем деления угла в центре окружности на равные 360 градусов, известные как «градусы».
  • Пределы погрешности по току и сдвига фаз для измерительного трансформатора тока (классы 0.1 к 1)

Точность

Класс

+/- Ошибка процентного соотношения тока при% номинального тока

+/- Смещение фаз при% номинального тока

Протокол

сенти радиан

5

20

100

120

5

20

100

120

5

20

100

120

0.1

0,4

0,2

0,1

0,1

15

8

5

5

0,45

0,24

0,15

0,15

0,2

0,75

0.35

0,2

0,2

30

15

10

10

0,9

0,45

0,3

0,3

0,5

1,5

0,75

0,5

0.5

90

45

30

30

2,7

1,35

0,9

0,9

1.0

3

1,5

1

1

180

90

60

60

5.4

2,7

1,8

1,8

  • пределы погрешности тока и сдвига фаз для измерительного трансформатора тока Для специального применения

Точность

Класс

+/- Ошибка процентного соотношения тока при% номинального тока

+/- Смещение фаз при% номинального тока

Минут

сенти радиан

1

5

20

100

120

1

5

20

100

120

1

5

20

100

120

0.2С

0,75

0,35

0,2

0,2

0,2

30

15

10

10

10

0,9

0,4

0,3

0,3

0.3

0,5S

1,50

0,75

0,5

0,5

0,5

90

45

30

30

30

2,7

1,3

0,9

0.9

0,9

  • пределы погрешности измерения тока трансформаторов тока (классы 3 и 5)

Класс точности

+/- Ошибка процентного соотношения тока при% номинального тока

50

120

3

3

3

5

5

5

Трансформатор тока класса X:
  • Трансформатор тока класса X используется в сочетании с реле дифференциальной защиты по циркуляционному току с высоким сопротивлением, например, реле ограниченного замыкания на землю.Как показано в IEC60044-1, необходим трансформатор тока класса X.
  • Ниже показан метод определения размера трансформатора тока класса X.
  • Шаг 1: расчет напряжения в точке перегиба ВКП
  • Vkp = {2 x Ift (Rct + Rw)} / k
  • Vkp = требуемое напряжение точки перегиба ТТ, Ift = макс. Ток трансформатора из-за неисправности, в амперах
  • Rct = сопротивление вторичной обмотки ТТ в Ом, Rw = сопротивление контура управляющего провода между ТТ и
  • K = коэффициент трансформации трансформатора тока
  • Шаг 2: расчет неисправности трансформатора Ift
  • Ift = (кВА x 1000) / (1.732 x V x импеданс)
  • KVA = мощность трансформатора в кВА, V = вторичное напряжение трансформатора, Impedance = полное сопротивление трансформатора
  • Шаг 3: Как получить Rct
  • Для измерения при производстве ТТ
  • Это сопротивление контрольного провода, используемого для подключения ТТ 5-го класса X в точке звезды трансформатора к реле
  • В распределительном щите НН. Пожалуйста, получите эти данные у подрядчика или консультанта по электрике.Мы предлагаем таблицу, которая может служить общим руководством по сопротивлению кабеля.
  • Мощность трансформатора: 2500 кВА
    Импеданс трансформатора: 6%
    Система напряжения: 22 кВ / 415 В, 3 фазы, 4 провода
    Коэффициент трансформации тока: 4000 / 5A
    Тип трансформатора тока: Класс X PR10
    Трансформатор тока Vkp: 185 В
    Трансформатор тока Rct: 1,02½ (измерено)
    Сопротивление контрольного провода Rw: 25 метров при использовании кабеля с квадратным сечением 6,0 мм
    = 2 x 25 x 0,0032 = 0,16½
    Ift = (кВА x 1000) / (1.732 x V x импеданс) = (2500 x 1000) / (1,732 x 415 x 0,06) = 57 968 ​​(скажем, 58 000 A)
    Vkp = {2 x Ift (Rct + Rw)} / k = {2 x 58000 (1.02+ 0,16)} / 800 = 171,1½.

4) Коэффициент предела точности:
  • Коэффициенты предела стандартной точности: 5, 10, 15, 20 и 30.
  • Точность ТТ — еще один параметр, который также определяется классом ТТ. Например, если класс измерения ТТ составляет 0,5M (или 0,5B10), точность для ТТ составляет 99,5%, а максимально допустимая погрешность ТТ составляет всего 0.5%.
  • Коэффициент предела точности определяется как кратное номинальному первичному току, до которого трансформатор будет соответствовать требованиям «Composite Error». Composite Error — это отклонение от идеального CT (как в Current Error), но учитывает гармоники во вторичном токе, вызванные нелинейными магнитными условиями в течение цикла при более высоких плотностях потока.
  • Таким образом, электрические требования для трансформатора тока защиты можно определить как:
  • Выбор класса точности и предельного коэффициента.
  • Защитные трансформаторы тока
  • класса 5P и 10P обычно используются для защиты от сверхтоков и неограниченной защиты от утечки на землю. За исключением простых реле отключения, защитное устройство обычно имеет преднамеренную временную задержку, тем самым гарантируя, что серьезное воздействие переходных процессов пройдет до того, как реле будет вызвано в работу. Защита Трансформаторы тока, используемые для таких приложений, обычно работают в установившемся режиме. Показаны три примера такой защиты.В некоторых системах может быть достаточно просто обнаружить неисправность и изолировать эту цепь. Однако в более разборчивых схемах необходимо убедиться, что при замыкании между фазами не срабатывает реле замыкания на землю.
  • Расчет предельного коэффициента точности
  • Fa = Fn X ((Sin + Sn) / (Sin + Sa))
  • Fn = предельный коэффициент номинальной точности, Sin = внутренняя нагрузка вторичной обмотки ТТ
  • Sn = номинальная нагрузка ТТ (в ВА), Sa = фактическая нагрузка ТТ (в ВА)
  • Пример: Внутреннее сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока (5P20) равно 0.07 Ом, вторичная нагрузка (включая провода и реле) составляет 0,117 Ом, а ТТ рассчитан на 300/5, 5P20, 10 ВА. Рассчитайте фактический предельный коэффициент точности.
  • Fn = 20 (данные ТТ 5P20), Sin = (5A) 2 × 0,07 Ом = 1,75 ВА, Sn = 10 ВА (по данным ТТ),
  • Sa = (5A) 2 × 0,117 Ом = 2,925 ВА
  • Фактор предела точности ALF (Fa) = 20 X ((1,75 + 10) / (1,75 + 2,925)) = 50,3

Выбор CT:

1) В помещении или на улице:

  • Определите, где необходимо использовать ТТ.Внутренние трансформаторы обычно дешевле, чем наружные трансформаторы. Очевидно, что если трансформатор тока будет заключен в наружный кожух, его не нужно рассчитывать на использование вне помещений. Это распространенная дорогостоящая ошибка при выборе трансформаторов тока.

2) Что нам понадобится:

  • Первое, что нам нужно знать, какая степень точности требуется. Например, если вы просто хотите узнать, перегружен ли двигатель или нет, вам, скорее всего, подойдет панельный измеритель с точностью от 2 до 3%.В этом случае трансформатор тока должен иметь точность от 0,6 до 1,2%. С другой стороны, если мы собираемся управлять прибором распределительного типа с точностью до 1%, нам понадобится трансформатор тока с точностью от 0,3 до 0,6. Мы должны помнить, что рейтинги точности основаны на номинальном протекающем первичном токе и в соответствии со стандартами ANSI могут быть удвоены (0,3 становится 0,6%), когда протекает 10% первичного тока. Как упоминалось ранее, номинальная точность соответствует заявленной нагрузке. Мы должны учитывать не только нагрузку (инструмент), но и общую нагрузку.Общая нагрузка включает нагрузку вторичной обмотки трансформаторов тока, нагрузку проводов, соединяющих вторичную обмотку с нагрузкой, и нагрузку самой нагрузки. Трансформатор тока должен выдерживать общую нагрузку и обеспечивать точность, требуемую при этой нагрузке. Если мы собираемся управлять реле, вы должны знать, какой точности реле потребует реле.

3) Класс напряжения:

  • Вы должны знать, какое напряжение в цепи, которую необходимо контролировать.Это определит, каким должен быть класс напряжения трансформатора тока, как объяснялось ранее.

4) Первичный проводник:

  • Если вы выбрали трансформатор тока с окном, вы должны знать количество, тип и размер первичного проводника (ов), чтобы выбрать размер окна, в котором будут размещены первичные проводники.

5) Заявка:

  • Разнообразие применения трансформаторов тока, кажется, ограничивается только воображением.По мере того, как новое электронное оборудование развивается и играет все более важную роль в производстве, контроле и применении электроэнергии, производители и конструкторы трансформаторов будут предъявлять новые требования к разработке новых продуктов для удовлетворения этих потребностей

6) Безопасность:

  • Для обеспечения безопасности персонала и оборудования, а также точности измерений, измерения тока на проводниках под высоким напряжением должны производиться только с токопроводящим экранным цилиндром, размещенным внутри апертуры трансформатора тока.Должно быть соединение с низким электрическим сопротивлением только с одного конца до надежного местного заземления. Между цилиндром экрана и проводником высокого напряжения должен находиться внутренний изолирующий цилиндр с соответствующей изоляцией по напряжению. Любая утечка, индуцированный ток или ток пробоя между высоковольтным проводом и экраном заземления по существу будет проходить на местную землю, а не через сигнальный кабель на сигнальную землю. Не создавайте «токовую петлю», подключая цилиндр экрана к земле с обоих концов.Ток, протекающий в этом контуре, также будет измеряться трансформатором тока.

7) Прерывание выходного сигнала ТТ:

  • Выходной коаксиальный кабель ТТ предпочтительно должен иметь оконечную нагрузку 50 Ом. Характеристики трансформатора тока гарантированы только при оконечной нагрузке трансформатора тока на 50 Ом. Оконечная нагрузка должна обеспечивать достаточную рассеиваемую мощность. Когда на выходе ТТ установлено сопротивление 50 Ом, его чувствительность вдвое меньше, чем при подключении к высокоомной нагрузке.

Установка ТТ:
  • Измерения должны иметь одинаковую полярность, чтобы коэффициент мощности и направление измерений потока мощности были точными и согласованными.
  • Большинство ТТ имеют маркировку, которая показывает, какая сторона ТТ должна быть обращена либо к источнику, либо к нагрузке.

  • Первичная сторона: Первичная сторона трансформатора тока помечена h2 и h3 (или только маркировочной точкой с одной стороны)
  • Метка «h2» или точка определяет направление протекания тока в ТТ (h2 или точка должны быть обращены в сторону источника питания).h3 сторона к нагрузке в направлении
  • Вторичная сторона: Вторичная сторона (выходные провода) ТТ помечена X1 и X2.
  • X1 соответствует h2 или стороне входа. Вторичная клемма X1 является клеммой полярности. Метки полярности трансформатора тока указывают на то, что, когда первичный ток входит на отметку полярности (h2) первичной обмотки, ток, синфазный с первичным током и пропорциональный ему по величине, покинет клемму полярности вторичной обмотки (X1). .
  • Обычно CT не следует устанавливать в оперативных сетях. Электропитание должно быть отключено при установке ТТ . Во многих случаях это невозможно из-за критических нагрузок, таких как компьютеры, лаборатории и т. Д., Которые невозможно выключить. ТТ с разъемным сердечником не следует устанавливать на неизолированные шины под напряжением ни при каких условиях.

Изменение отношения первичного и вторичного витков:
  • Коэффициент тока трансформатора тока, указанный на паспортной табличке, основан на условии, что первичный проводник будет один раз пропущен через отверстие трансформатора.При необходимости этот номинал можно уменьшить в несколько раз, пропустив этот провод через отверстие два или более раз.
  • Трансформатор, рассчитанный на 300 ампер, будет заменен на 75 ампер, если с первичным кабелем сделать четыре петли или витка.
  • Передаточное отношение трансформатора тока также можно изменить, изменив количество витков вторичной обмотки путем прямого или обратного намотки вторичного провода через окно трансформатора тока.
  • При добавлении витков вторичной обмотки та же сила тока первичной обмотки приведет к уменьшению вторичной выходной мощности.
  • Если вычесть витки вторичной обмотки, та же сила тока в первичной обмотке приведет к увеличению вторичной выходной мощности. Снова используя пример 300: 5, добавление двух вторичных витков потребует 310 ампер на первичной обмотке для поддержания вторичного выхода 5 ампер или 62 / 1p = 310p / 5s.
  • Вычитание двух вторичных витков потребует только 290 ампер на первичной обмотке для поддержания вторичного выхода 5 ампер или 58s / 5p = 290p / 5s. Изменения соотношения достигаются следующим образом:
  • Чтобы добавить вторичные витки, белый провод должен быть намотан через трансформатор тока со стороны, противоположной отметке полярности.
  • Для вычитания витков белый провод должен быть намотан через трансформатор тока с той же стороны, что и метка полярности.

1) Изменения в первичном передаточном числе ТТ:

  • Передаточное число трансформатора тока можно изменить, добавив больше витков первичной обмотки трансформатора. Добавление витков первичной обмотки снижает ток, необходимый для поддержания пяти ампер на вторичной обмотке.
  • Ka = Kn X (Nn / Na)
  • Ka = Фактическая норма оборота.
  • Kn = Соотношение T / C с паспортной таблички.
  • Nn = Паспортная табличка, количество витков первичной обмотки.
  • Na = Фактическое количество витков первичной обмотки.
  • Пример: 100: 5 Трансформаторы тока.

2) Изменения вторичного коэффициента трансформации трансформатора тока:

  • Формула: Ip / Is = Ns / Np
  • Ip = первичный ток, Is = вторичный ток, Np = количество первичных витков, Ns = количество вторичных витков
  • Пример: Трансформатор тока 300: 5.
  • Передаточное число трансформатора тока может быть изменено путем изменения количества витков вторичной обмотки путем прямого или обратного намотки вторичного провода через окно трансформатора тока.
  • При добавлении вторичных витков тот же первичный ток приведет к уменьшению вторичного выхода. Если вычесть витки вторичной обмотки, тот же первичный ток приведет к увеличению вторичной мощности.
  • Снова используя пример 300: 5, добавление пяти вторичных витков потребует 325 ампер на первичной обмотке для поддержания вторичного выхода 5 ампер или: 325 п / 5 с = 65 с / 1 п
  • Для вычитания 5 витков вторичной обмотки потребуется только 275 ампер на первичной обмотке для поддержания вторичного выхода 5 ампер или: 275p / 5s = 55s / 1p
  • Указанные выше изменения передаточного числа достигаются следующим образом:

  • Изменение коэффициента трансформации трансформатора тока:

Коэффициент ТТ

Количество витков первичной обмотки

Модифицированное передаточное число

100: 5A

2

50: 5A

200: 5A

2

100: 5A

300: 5A

2

150: 5A

100: 5A

3

33.3: 5A

200: 5A

3

66,6: 5A

300: 5A

3

100: 5A

100: 5A

4

25: 5A

200: 5A

4

50: 5A

300: 5A

4

75: 5A

  • Первичный виток — это количество раз, когда первичный проводник проходит через окно трансформатора тока.Основным преимуществом этой модификации передаточного отношения является то, что вы сохраняете точность и грузоподъемность более высокого передаточного числа. Чем выше первичный рейтинг, тем выше рейтинг точности и нагрузки.
  • Вы можете внести меньшие корректировки изменения передаточного числа, используя добавочные или вычитающие вторичные витки.
  • Например, если у вас есть ТТ с соотношением 100: 5А. При добавлении одного дополнительного вторичного витка изменение соотношения составляет 105: 5A, при добавлении вычитающего вторичного витка изменение соотношения составляет 95: 5A.
  • Вычитающие вторичные витки достигаются путем размещения провода «X1» через окно со стороны h2 и наружу со стороны h3. Дополнительные вторичные витки достигаются путем размещения провода «X1» через окно со стороны h3 и со стороны h2.
  • Итак, когда есть только один виток первичной обмотки, каждый виток вторичной обмотки изменяет номинальный ток первичной обмотки на 5 ампер. Если имеется более одного витка первичной обмотки, значение каждого витка вторичной обмотки изменяется (т. Е. 5 А, разделенные на 2 витка первичной обмотки = 2,5 А).
  • В следующей таблице показано влияние различных комбинаций витков первичной и вторичной обмоток:

ОТНОШЕНИЕ ТТ 100: 5A

ПЕРВИЧНЫЙ ОБОРОТ

ВТОРИЧНЫЕ ХОДЫ

РЕГУЛИРОВКА СООТНОШЕНИЯ

1

-0-

100: 5A

1

1+

105: 5A

1

1–

95: 5A

2

-0-

50: 5A

2

1+

52.5: 5A

2

2-

45.0: 5A

3

-0-

33,3: 5A

3

1+

34.97: 5A

3

1–

31,63: 5A

Преимущества использования трансформатора тока с вторичным током 1А:
  • Стандартные номинальные значения вторичного тока ТТ — 1А и 5А. Выбор основан на нагрузке на провода, используемой для подключения ТТ к счетчикам / реле.ТТ 5А можно использовать там, где трансформатор тока и защитное устройство расположены на одной панели распределительного устройства.
  • 1 А ТТ предпочтительнее, если выводы ТТ выходят из распределительного устройства.
  • Например, если трансформатор тока расположен на распределительной площадке, и провода трансформатора тока должны быть подведены к панелям реле, расположенным в диспетчерской, которая может быть удалена. Для снижения нагрузки рекомендуется использовать трансформатор тока 1 А. Для ТТ с очень большой длиной провода можно использовать ТТ с номинальным вторичным током 0,5 А.
  • В больших схемах генераторов, где номинальный ток первичной обмотки составляет всего лишь несколько килоампер, используются трансформаторы тока 5 А, трансформаторы тока 1 А не являются предпочтительными, поскольку число витков становится очень большим, а трансформатор тока становится громоздким.

Опасность с трансформатором тока:
  • Когда вторичная цепь ТТ замкнута, через нее протекает ток, который является точной пропорцией первичного тока, независимо от сопротивления нагрузки. В трансформаторе тока соотношение 1OOO / 5A и 1OOOA, протекающее в первичной обмотке, означает ровно 5A.

  • Если вторичные клеммы S1 и S2 замкнуты накоротко, между ними нет напряжения.
  • Если теперь короткое замыкание заменить сопротивлением, скажем, 0.5 Ом, через тот же 5A будет протекать, вызывая падение напряжения на 2,5 В и нагрузку 5 x 2,5 = 12,5 В А. Если сопротивление было увеличено до 5 Ом, напряжение на клеммах при протекании 5 А повысилось бы до 25 В и нагрузка до 125V A.
  • Чем больше сопротивление, тем больше будет напряжение и нагрузка, пока, по мере приближения к бесконечности (состояние разомкнутой цепи), теоретически напряжение (и нагрузка) не станет бесконечным. Это, конечно, не может произойти на практике, потому что ТТ перейдет в режим насыщения или клеммы будут мигать из-за очень высокого вторичного напряжения между ними.Но это показывает опасность обрыва вторичной обмотки работающего ТТ. смертельное напряжение может возникнуть в момент открытия. Вот почему вторичные обмотки ТТ никогда не соединяются.
  • У трансформатора тока с разомкнутой цепью есть двоякая опасность. Он может создавать смертельное напряжение и поэтому представляет реальную опасность для персонала. Высокое напряжение на вторичной обмотке также может вызвать нарушение изоляции в этой обмотке, что в лучшем случае приведет к неточности, а в худшем — к возгоранию или возгоранию.
  • Прежде чем когда-либо прибор или реле будет удалено из вторичного контура работающего ТТ (если это необходимо сделать), провода, питающие этот прибор, должны быть сначала надежно замкнуты накоротко в подходящей клеммной коробке или, что лучше, на сам КТ.Точно так же, если работающий ТТ когда-либо будет отключен от цепи, он должен быть сначала надежно замкнут. Трансформаторы тока с вторичной обмоткой 1 А более опасны, чем трансформаторы с током 5 А, поскольку наведенные напряжения выше.
  • Амперметр сопротивление очень низкое, трансформатор тока нормально работает в коротком замыкании.
  • Если по какой-либо причине амперметр вынут из вторичной обмотки, вторичная обмотка должна быть замкнута накоротко с помощью переключателя короткого замыкания.
  • Если этого не сделать, то из-за высокой m.м.ф. создаст высокий магнитный поток в сердечнике и приведет к чрезмерным потерям в сердечнике, что приведет к выделению тепла и высокого напряжения на вторичных выводах
  • Следовательно, вторичная обмотка трансформатора тока никогда не остается открытой

Расчет ТТ для строительства:
  • Новая конструкция : установите трансформатор тока таким образом, чтобы он выдерживал около 80% мощности автоматического выключателя. Если в здании есть выключатель на 2000 А, используйте ТТ 1600 А (2000 x 0,8).
  • Старые здания: пиковый спрос обычно может быть определен от энергетической компании или по прошлым счетам.В этом случае добавьте от 20 до 30% к пиковому потреблению и рассчитайте трансформаторы тока для этой нагрузки. Если пиковое потребление составляло 500 кВт, пиковый ток в системе 480/3/60 был бы 500 000 / (480 x 1,73 x 0,9 пФ) = 669 ампер. Это предполагает коэффициент мощности 0,9. (Пиковый ток будет выше при более низком коэффициенте мощности.) Используйте трансформатор тока примерно на 20% больше. 800: 5 CT было бы хорошим выбором.
  • Для старых зданий без истории спроса размер CT и такой же, как для нового строительства. По возможности используйте многоотводный трансформатор CT , чтобы коэффициент можно было уменьшить, если максимальная нагрузка намного меньше 80% от номинального размера выключателя.
  • ТТ , которые используются для контроля нагрузок двигателя, могут быть рассчитаны по номинальной мощности двигателя при полной нагрузке, указанной на паспортной табличке.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Набор данных измерения напряжения и тока для идентификации устройств со штепсельной нагрузкой в ​​домашних условиях

Во-первых, описывается аппаратное обеспечение, используемое для мониторинга устройств.Далее мы описываем выбранные приборы и их использование в разных домах. В следующих двух подразделах объясняется, как приборы распределяются по счетчику и объединяются. Наконец, в последних подразделах приведены известные проблемы и подробности о доступности данных и кода.

Установка для мониторинга

Все электрические измерения были собраны с использованием карты сбора данных National Instruments (NI-9215) (https://www.ni.com/data-acquisition/). NI-9215 включает четыре канала аналогового ввода с одновременной дискретизацией и 16-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который мы используем для сбора измерений напряжения и тока.Они сохраняются в компьютере через USB-соединение, как показано на рис. 1.

Рис. 1

Измерительная установка для сбора данных.

Для измерения различных приборов они были подключены к удлинителю. Этот удлинитель потребляет незначительную мощность, так как горела небольшая лампа, что указывало на активность удлинителя. Как следствие, эта небольшая нагрузка измеряется во время сбора данных. С этого удлинителя измеряются ток и напряжение.

Ток измеряется токовыми клещами переменного тока Fluke i200 (https://en-us.fluke.com/products/all-accessories/Fluke-i200s.html) с частотой отсечки 10 кГц, что позволяет нам для дискретизации сигналов с частотным составом до 5 кГц в соответствии с теоремой выборки Найквиста-Шеннона 23 . Эти токовые клещи имеют диапазон измерения от 0,5 до 240 А, с точностью менее 3,5% + 0,5 А в диапазоне 48–65 Гц и фазовым сдвигом менее 6 ° для амплитуд, представляющих интерес в данном исследовании.Важно отметить, что если ток измеряется с высокой частотой, необходимо иметь зажим с высокой частотой среза. Некоторые из существующих наборов данных с высокой частотой дискретизации не учитывали это (например, BLUED 24 использовал трансформатор тока с частотой отсечки ~ 300 Гц). Fluke i200 подключается к NI-9215, см. Рис. 1.

Напряжение измеряется с помощью датчика осциллографа Pico-TA041 (https://www.picotech.com/accessories/high-voltage-active-differential-probes / 25-МГц-700-в-дифференциальный-зонд).TA041 — это активный дифференциальный пробник, подходящий для измерений высокого синфазного напряжения до ± 700 В (постоянный ток + пиковый переменный ток). Его можно использовать с частотами сигнала до 25 МГц. Поскольку активные пробники значительно снижают емкостную нагрузку, они могут выполнять быстрые измерения сигнала с гораздо более высокой точностью воспроизведения, что делает их хорошо подходящими для высокочастотных измерений. Как и токовые клещи, Pico-TA041 подключается к NI-9215, см. Рис. 1.

NI-9215 преобразует аналоговые сигналы напряжения и тока в цифровые и отправляет их через USB-соединение на компьютер. .Цифровые сигналы имеют эффективное разрешение приблизительно 0,03 А по току и 0,03 В по напряжению. Библиотеки для разных языков программирования (например, Python, C ++, MATLAB и LabVIEW) могут использоваться для связи с NI-9215 при условии, что установлены правильные драйверы. Мы использовали MATLAB и LabVIEW и сохранили данные в файлах со значениями, разделенными запятыми (CSV). Справочные сценарии для воспроизведения этого процесса также доступны как часть набора данных.

Хотя конкретное оборудование, используемое в нашей контрольно-измерительной аппаратуре, может быть дорогостоящим, в последние годы стали доступны недорогие альтернативы с аналогичными или лучшими характеристиками (например,грамм. 25,26,27,28,29,30,31,32 ).

Выбранные дома и бытовая техника

Всего было измерено 17 типов бытовой техники в 65 местах. К ним относятся одна лабораторная среда и 64 домохозяйства. Эти домохозяйства были набраны с помощью кампании по электронной почте и в основном состоят из домов аспирантов. Все домохозяйства расположены в Питтсбурге, штат Пенсильвания, США.

В таблице 2 дается обзор 17 типов устройств, их встречаемости в 65 местах (количество устройств) и количество раз, когда они отслеживались / активировались (количество экземпляров), как для субмеренных, так и для агрегированных случаев.Например, для типа холодильника 28 физически различных холодильников контролируются отдельно несколько раз, что приводит к 100 экземплярам этого типа прибора. Один из этих холодильников проверяется 79 раз, когда другие приборы были активны или были включены. Для шести типов устройств, которые находились в лабораторной среде, отслеживается только одно устройство. Эти приборы также использовались для генерации совокупных измерений. Обратите внимание, что данных о типе блендера меньше по сравнению с другими типами устройств, так как он сломался в середине эксперимента.

Таблица 2 Обзор различных устройств PLAID. R = резистивный, I = индуктивный, NL = нелинейный.

Все устройства были активированы путем подключения их к удлинителю и включения переключателя, если таковой имеется. Однако необходимо сделать следующие замечания относительно предположений об активации:

  • Во время экспериментов блендер оставался пустым.

  • Холодильник был активирован после того, как он прогрелся путем открытия дверцы.Это обеспечило активацию двигателя.

  • Неизвестный режим работы холодильника был активирован двойным включением холодильника вскоре после одного. Второй раз активируется неизвестный режим.

  • Паяльник имеет двухфазный процесс активации: примерно через 6 секунд после активации наблюдается увеличение энергопотребления.Эти два события хранятся в двух отдельных файлах с меткой «паяльник».

Submetered devices

Каждый раз, когда устройство активируется, происходит переход состояния (событие) 10 . Когда приборы контролируются индивидуально, т. Е. Погружаются в воду, активация измеряется вместе с несколькими секундами устойчивого состояния после этой активации. Это измерение фиксирует переходный пуск, содержащий информацию о существующих электрических компонентах и ​​возможной имеющейся инерции.Деактивация приборов не измеряется, потому что тогда электрическая цепь отключается, и информация о приборе больше не присутствует. Записанная продолжительность устойчивого состояния колеблется от 1 до 20 секунд.

Помимо мониторинга активации устройств, сохраняются следующие метаданные, если они доступны:

  • Производственные данные устройства: марка, год выпуска, номер модели, тип устройства (первый столбец таблицы 2), тип нагрузки, а также значения номинального тока, напряжения и потребляемой мощности.

  • Информация, касающаяся процесса сбора данных: время сбора данных, выраженное в месяце и году, частота выборки, общая продолжительность измерения и конкретный рабочий режим, который был измерен.

  • Идентификатор местоположения, который представляет собой строку (например, «house5» или «CMU lab»).

Сами измерения тока и напряжения хранятся в отдельных файлах CSV.Измерение сохраняется в двух столбцах: один для тока, выраженного в амперах, а другой для напряжения, выраженного в вольтах. Точность чисел — три десятичных знака. Поскольку частота дискретизации оставалась постоянной, не было необходимости связывать каждое измерение с меткой времени. Время, прошедшее относительно начала файла, может быть рассчитано с использованием частоты дискретизации (например, для частоты 30 кГц точка 30000 появляется через одну секунду после начала).

Метаданные хранятся в одном файле JavaScript Object Notation (json), который содержит для каждого измерения пару атрибут-значение с именем файла CSV файла измерения в качестве атрибута и метаданные рассматриваемого измерения в виде Значение. Сами метаданные также структурированы как пары атрибут-значение, как описано во вставке 1.

Агрегированные устройства

Для измерения агрегированных сигналов несколько устройств активируются одно за другим. В отличие от случая с подводным счетчиком, также отслеживается деактивация.Это сделано потому, что другие устройства могут все еще работать после деактивации. 13 устройств, которые присутствовали в лабораторной среде, были использованы для создания агрегированных данных (см. Таблицу 2). Цель этого набора данных — собрать характеристики сигнала для комбинированной работы бытовых приборов. Полный охват всех комбинаторных возможностей был бы непрактичным. Действительно, существует 312 комбинаций 2 приборов, которые могут быть составлены из 13 приборов. Это составляет \ (4 \ cdot \ left (\ begin {array} {c} 13 \\ 2 \ end {array} \ right) \) комбинаций.Коэффициент умножения 4 относится к разному порядку, в котором 2 устройства могут быть активированы и отключены при условии, что сначала должны быть активированы 2 устройства, прежде чем можно будет отключить одно. Активация более двух устройств по очереди становится неразрешимой задачей, поскольку количество комбинаций растет экспоненциально с увеличением количества устройств.

Чтобы сделать количество комбинаций более управляемым, используется следующее разделение: типы устройств могут быть с линейной (L) или нелинейной (NL) нагрузкой.Нагрузка является линейной, если существует линейная зависимость между потребляемым ею током и подаваемым напряжением. Некоторые нагрузки, например, содержащие транзисторы и другую электронику, не ведут себя подобным образом и называются нелинейными нагрузками. Линейные нагрузки могут быть резистивными (R), емкостными (C) или индуктивными (I). Примерами резистивных, емкостных и индуктивных нагрузок являются, соответственно, лампочка, аккумулятор и двигатель. Пример нелинейной нагрузки — компьютер. Группировка приборов, присутствующих в лаборатории, дана в первом столбце Таблицы 2 в скобках.Как видно, нет доступных чисто емкостных нагрузок, оставив следующие группы: R, I и NL. Измеряются следующие комбинации внутри и между группами:

  • Выбираются два разных устройства из одной группы (например, A и B ) и объединяются всеми возможными способами при условии, что сначала необходимо активировать два устройства, а затем можно будет отключить одно. Измеряются все возможные варианты выбора устройств A, и B для каждой группы.Например, для резистивной группы, состоящей из 4 приборов, есть 6 различных вариантов выбора из двух приборов A и B , и каждый из них объединяется 4 способами, что приводит к 24 (= 6 · 4) измерениям.

  • Два разных устройства, каждое из другой группы , выбираются и комбинируются всеми возможными способами при условии, что сначала необходимо активировать два устройства, а затем можно будет отключить одно (см. Выше).Измеряются все возможные варианты выбора двух разных приборов, каждый из отдельной группы. Поскольку резистивная, индуктивная и нелинейная группа состоит из 4, 5 и 4 приборов соответственно, это приводит к 56 (= 4 · 5 + 4 · 4 + 5 · 4) выборам двух разных приборов. Поскольку каждый выбор комбинируется четырьмя возможными способами, всего получается 224 (= 56 · 4) измерения. Обратите внимание, что некоторые комбинации с блендером отсутствуют, потому что он сломался до окончания экспериментов.

  • Три разных устройства, каждое из одной группы , выбираются и комбинируются случайным образом при условиях, что все три устройства должны быть активированы, прежде чем одно будет деактивировано, и что порядок активации такой же, как и деактивация.Поскольку количество возможных вариантов выбора и комбинаций устройств слишком велико, чтобы охватить их исчерпывающим образом, для выбора трех устройств и их порядка используется генератор случайных чисел. Это повторяется 60 раз.

Такое объединение приборов позволяет нам исследовать влияние, которое приборы одной или разных групп оказывают друг на друга. Исследование этих данных укажет на необходимость дальнейшей разработки этого набора данных.Каждое из этих измерений выполняется только один раз.

Особый случай агрегирования устройств — это когда устройство (деактивируется) активируется во время переходного режима другого устройства. На рис. 2а приведен пример переходного режима работы кондиционера. Когда устройство активируется (деактивируется) во время переходной фазы, видно, что его поведение до / после события отличается. AC — единственный прибор в PLAID с достаточно большим и медленным переходным режимом, который позволяет одновременно (де) активировать приборы.Другие устройства (за исключением блендера, зарядного устройства для ноутбука, холодильника и обогревателя холодильника) были либо активированы, либо отключены в 5 различных случайных моментах времени во время переходного процесса переменного тока. Иллюстрация представлена ​​на рис. 2б, в. В конце концов, для этого особого случая фиксируется 80 (= 8 · 5 + 8 · 5) измерений. Это не было сделано для блендера, поскольку он уже сломался, а также для зарядного устройства ноутбука, холодильника и обогревателя холодильника, поскольку эти приборы активируются путем подключения вилки к линии электропитания, и было невозможно выполнить это в течение периода времени, в течение которого временное поведение имеет место.

Рис. 2

Пример агрегированных данных, где приборы активируются (деактивируются) во время переходного режима работы кондиционера (AC). ( a ) Показан переходный процесс потребления тока переменного тока (submetered / 1825.csv). ( b ) CFL активируется во время переходного процесса переменного тока (агрегированный / 484.csv). ( c ) CFL деактивирован в переходном режиме AC (агрегированный / 485.csv).

Другой частный случай — использование паяльника с двухфазным процессом активации (см. Рис.3а). В ранее описанных измерениях другие приборы активируются (отключаются) только тогда, когда паяльник достигает второй стадии своего включения. Чтобы завершить набор данных, мы также собрали данные, где устройства активируются (деактивируются) на первом этапе активации паяльника. Более конкретно, для прибора A два измерения фиксируются следующим образом:

  • Устройство A активируется между первым и вторым этапами активации паяльника.Как только активация обоих приборов завершена, паяльник и паяльник деактивируются по очереди, как показано на рис. 3b.

  • Устройство A и паяльник активируются по очереди. Затем прибор A деактивируется между первым и вторым этапами активации паяльника, как показано на рис. 3c.

Рис. 3

Пример агрегированных данных, где приборы активируются (деактивируются) во время первого этапа активации паяльника (SI).( a ) Отображается переходный процесс потребления тока CFL (submetered / 1745.csv). ( b ) CFL активируется во время первой фазы активации паяльника (SI) (агрегированный / 558.csv). ( c ) CFL деактивируется во время первой фазы активации паяльника (SI) (агрегированный / 559.csv).

Для каждого типа устройства указанные выше измерения выполняются только один раз, поскольку повторение экспериментов приведет к почти идентичным событиям, поскольку время и потребление тока между двумя этапами активации всегда одинаковы.Это делается для всех остальных устройств, в результате получается 24 (= 2 · 12) измерений.

Измерения хранятся в файлах CSV. В таблице 3 представлен обзор файлов, соответствующих каждому эксперименту. Мета-данные имеют ту же структуру, что и вложенные данные, и расширяют ее, добавляя массив устройств, отслеживаемых в файле. Каждое устройство характеризуется своими производственными данными (см. Метаданные скрытых данных) и временными метками активации и деактивации. Метки времени выражаются с помощью индексов, по которым можно рассчитать время, прошедшее с начала файла, с использованием известной частоты дискретизации 30 кГц.Индекс представляет момент включения прибора, а не момент, когда прибор переходит в устойчивое состояние. Обратите внимание, что паяльник вызывает два события при активации, по одному для каждой фазы активации, и оба имеют маркировку. Так же, как и для метаданных вложенных данных, метаданные агрегированных данных структурированы как пары атрибут-значение, как описано во вставке 1, где добавления выделены курсивом.

Таблица 3 Обзор соответствия между номером файла и экспериментом для агрегированных данных.

Известные проблемы

Некоторые проблемы присутствуют в PLAID. При индивидуальном мониторинге приборов в версии 2014 (вложенные файлы с идентификаторами от 1 до 1027) калибровка не проверялась каждый раз, когда установка менялась местами. В качестве примера, гистограмма на рис. 4 показывает распределение максимальных значений тока и напряжения для типа вакуумного прибора, указывая на большой разброс значений, поскольку максимальные значения тока находятся в диапазоне от 5,4 А до 70.7 А, а максимальное значение напряжения находится в диапазоне от 159,02 В до 383,7 В. Некоторая разница в значениях может быть объяснена тем фактом, что существует 15 различных пылесосов, но самые маленькие значения предполагают ошибку калибровки. Как следствие, для дальнейшей обработки необходим этап нормализации данных. Это должен сделать пользователь.

Рис. 4

Гистограммы максимальных значений тока и напряжения в установившемся режиме для измеренных пылесосов.

Таблица 2 также показывает, что данные очень несбалансированы (например,g., 85 экземпляров для типа прибора с обогревателем по сравнению с 230 экземплярами для типа прибора с компактной люминесцентной лампой). Этот дисбаланс необходимо учитывать при оценке, например, автоматической классификации 3 .

Дополнительная незначительная проблема заключается в том, что метаданные, касающиеся производства устройств, довольно часто остаются пустыми для замерщика, как видно в таблице 4. Наличие этой информации может быть полезно для сравнения энергопотребления между различными поколениями устройств. бытовой техники или разных марок.

Таблица 4 Количество экземпляров, для которых заполнены поля метаданных.

Блок 1. Формат файлов метаданных для субмеренных данных

‘устройство’: {

‘бренд’: »,

‘текущий’: » ,,

‘загрузка’: »,

‘год изготовления’: »,

‘номер_модели’: »,

‘примечания’: »,

‘тип’: »

‘напряжение’: »},

‘мощность’ : »},

‘header’: {

‘collection_time’: »,

‘notes’: »,

‘sampling_frequency’: »},

‘instance’: ‘length’: »,

‘status’: »},

‘location’: »}

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *