КАК ВЫБРАТЬ ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Трансформатор тока (ТТ) является важнейшим элементом системы учета электроэнергии в трехфазных сетях.

Его главная задача заключается в преобразовании больших значений тока в меньшие, которые можно безопасно измерять счетчиками и другими приборами учета.

Принцип работы основан на явлении электромагнитной индукции, когда первичная обмотка создает магнитное поле, которое наводит ток во вторичной обмотке.

При этом они гарантируют гальваническую развязку между первичной цепью и измерительными приборами, что существенно повышает безопасность всей системы учета.

ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ УЧИТЫВАЕМЫЕ ПРИ ВЫБОРЕ

Основные параметры ТТ, которые необходимо учитывать:

• номинальный ток устройства;
• коэффициент трансформации;
• класс точности (точность);
• частота сети;
• мощность потерь;
• климатическое исполнение.

Классы точности трансформаторов тока

Выбор класса точности напрямую влияет на достоверность учета.

В коммерческих целях применяются исполнения классов точности 0.5S и 0.2S.

Класс 0.5S обеспечивает погрешность не более ±0.5% при токах от 1% до 120% номинального значения, что делает его оптимальным выбором для большинства промышленных предприятий.

Трансформаторы класса точности 0.2S применяются на крупных промышленных объектах и в энергетике, где требуется повышенная точность измерений.

Они гарантируют погрешность не более ±0.2% в том же диапазоне.

Для технического учета допускается применение классов 0.5 и 1, однако их применение в коммерческом учете не рекомендуется.

Расчет номинального тока трансформатора

При выборе ТТ первым шагом является расчет номинального тока установки.

Для трехфазной сети он определяется по формуле:

In = P / (√3 × U × cosφ)

где:

• P - полная мощность установки в киловаттах;
• U - линейное напряжение сети;
• cosφ - коэффициент мощности установки.

Важно учитывать, что номинальный ток устройства должен быть больше расчетного на 20-30% для обеспечения запаса по нагрузке и учета возможного роста энергопотребления.

Особенности выбора коэффициента трансформации

Коэффициент трансформации – это отношение тока первичной обмотки к вторичному.

Стандартное значение вторичного тока составляет 5А или 1А. Выбор коэффициента трансформации должен обеспечивать работу трансформатора в диапазоне 20-120% от номинального для поддержания заявленного класса точности.

При выборе трансформатора важно избегать завышения коэффициента трансформации, так как это приведет к увеличению погрешности измерений при малых нагрузках.

Оптимальным считается такой коэффициент, при котором рабочий ток составляет 50-75% от номинального значения трансформатора.

Нагрузка вторичной цепи

Точность измерений существенно зависит от нагрузки вторичной цепи трансформатора.

Номинальная мощность вторичной нагрузки указывается в ВА и должна находиться в пределах 25-100% от номинального значения. При этом необходимо учитывать сопротивление соединительных проводов и входное сопротивление приборов учета.

Для расчета фактической нагрузки учитывается:

• сопротивление проводов;
• входное сопротивление счетчика;
• сопротивление контактов.

Общая нагрузка не должна превышать номинальную мощность ТТ.

Выбор сечения проводов вторичной цепи

Важным аспектом является правильный выбор сечения проводов для подключения прибора к счетчику.

Сечение должно обеспечивать допустимое падение напряжения и не создавать чрезмерную нагрузку на трансформатор. Рекомендуется использовать медные провода сечением не менее 2.5 мм² при длине линии до 10 метров.

При большей длине линии сечение провода следует увеличивать пропорционально длине для обеспечения допустимого падения напряжения.

Также необходимо учитывать механическую прочность проводников и условия их прокладки.

Перед выбором ТТ необходимо убедиться, что его параметры соответствуют требованиям счетчика электроэнергии

Неправильно подобранный трансформатор может привести к неточным показаниям счетчика, а это в свою очередь к финансовым потерям.

ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Правильный монтаж имеет критическое значение для точности измерений.

1. Трансформаторы должны устанавливаться на жестком основании, исключающем механические воздействия и вибрации.

2. Необходимо соблюдать правильную ориентацию трансформатора относительно направления тока, которое обычно указывается маркировкой на корпусе.

3. При монтаже важно обеспечить надежное заземление вторичных цепей и корпуса трансформатора.

4. Все соединения должны выполняться с использованием качественных наконечников и иметь надежный контакт.

5. Недопустимо размыкание вторичной цепи под нагрузкой.

Техническое обслуживание и проверка

Регулярное техническое обслуживание включает:

• проверку состояния контактных соединений;
• контроль сопротивления изоляции;
• проверку правильности подключения;
• периодическую поверку согласно установленным срокам.

Межповерочный интервал обычно составляет 4-8 лет в зависимости от класса точности и условий эксплуатации.

Внеочередная поверка может потребоваться при нарушении пломб или подозрении на неисправность.

Защита от перегрузок и коротких замыканий

ТТ должны быть защищены от перегрузок и коротких замыканий.

Для этого необходимо правильно выбирать электродинамическую и термическую стойкость трансформатора. Кратность термической стойкости должна превышать возможные токи короткого замыкания в месте установки.

Также важно обеспечить защиту вторичных цепей от перенапряжений, которые могут возникать при размыкании вторичной обмотки.

Для этого применяются специальные устройства защиты или закоротки вторичных цепей.

Экономические аспекты выбора

При выборе модели важно учитывать не только технические, но и экономические факторы.

Более точные трансформаторы имеют более высокую стоимость, однако они обеспечивают меньшие потери при учете электроэнергии.

Необходимо также учитывать затраты на монтаж, обслуживание и периодическую поверку трансформаторов.

В некоторых случаях может быть экономически целесообразным использование трансформаторов более высокого класса точности, несмотря на их более высокую начальную стоимость.

Заключение.

1. Правильный выбор трансформаторов тока является ключевым фактором для обеспечения точного учета электроэнергии в трехфазных сетях.

2. При подборе необходимо учитывать множество факторов, включая номинальный ток установки, требуемый класс точности, условия эксплуатации и экономические аспекты.

3. Тщательное соблюдение всех требований при выборе, монтаже и обслуживании ТТ позволит обеспечить надежную и точную работу системы учета электроэнергии.