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.
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:
Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/transformatory-toka/
������� �������� ������������� ���������������
������� / .. / 2016 / ������� �������� ������������� ���������������
������������� �������������� �������� ������������ ������� ������������������ �������.
� ����������� �� ����������� ���������� ������������� ��������������� ���� � ���������� �������� � ��� ����������� �������� ���������� ������������� ����� (���������� ��� ���), �������� �� �������� �� ��������� ��������.
������� ������ ����������� � ���������� ����������� ����������, ��� ������� ����� � ��������� �������� ����������-������������� ����������.
��� ������������� �������������� ������� �� ��� ������ ������ �� �������� ���������:
� ����������� �� �� �������������� � ����� �� ��������� ����������� ���������� ����������� � ������� ������ �������. ������� ����� �������� ���������� �������� �������������� ����������� � ���������� ������������� ��������������� ������ ������.
������� �������� ������������� ��������������� ���������� ������� �� ��������� ����������� ���������� � ������������ ������������ ����� ���� ������������� �������� �� ������� ����������� ���������� � ����� ����������� ����.
������������� ���������� ������� ������������ ��� ���������, ������� ����������� �������������� ���� � ������� ����������� ��������� � ��������. ������� ���������� ����� ������� �������� � �������� �������������� �������� ������ � � ��������� �����������������.
��������� ��������� � ���� ������� ����� �������������� ����� ������������ ����������� ����������-������������� ������� ��� ������ ������ ��������� � ������ � ������� ��������� ����������.
� ��������� ������ �������� �� ����������� ������ ����������� ������������� ���������� � ����������� �� � �������� �� ���� �������������� ������� �������������, �������� � ������ ���������.
������� �������� ������������� ��������������� ���� ����������� � �������� �� ������������ ������ ���� ���� �� ���������� ���������, � �������� ������� ������������� ������. ������� ���������� ����� ��������������� � �������� � ������ ������ ��������� � �������������� �����.
�������� ����������� ���������� ����������� � ������ �������� ���� ���� � ����������� ���������� ������ � ������������ ����������-������������� �����������, �� ������� ���������� ������ ���� �������� ��������.
�������� ����������
�� ������ ������� ����� ��������� ��������� ����������, ������� ������� ��������� ���������� ���������� ������ �� �������� ���������� �������� �������������. ���������� ������������� ��������������� ����������� � ����������� �� ���� ����������.
���, ��� ��������������� ���� ���������� ��������� ������� � �����������:
- �һ (������ �����) � ������������� ����;
- ������ ����� � ����������� �������� �� ��� �����������. ����� ���� ������ ��������: �λ, �ϻ, �Ի, �ػ, ��� �������� �������, ���������, ������, ������;
- ������� ������ ����������� �������� �������� � ����� (�), �������� (�) ��� ������� (�).
����� ��������� ���������� ����������� �������� ��������, ������� ������������� ����� ��������, ������ � ����������� �������������. ��� �������: ���������� ���-3�2 100/3 �������� ��� �������������� ���� ������� � �������� ���������, 3��, ��� ���������� ������� ������� ������ � ������������� 100:3�.
� ��������������� ���������� ���������� ���������� ������� ����������� ����, ������� ���������� ���������� ���, ��� ��������, ����� ������� � ��� ����������, ��� �����������.
����� �������� ��� �������� ��������� �������:
- ����� �������������� � � (����������);
- �� ���������� ��� � ���� (�) ��� ��� (�);
- �������������� � ������������� (�);
- ����������� ����������� � ����������� ��������� ������� (�);
- ������������� � ��������� (�), ��������������� (�), ����������� ������ �� �������� (�), ������� ���������� �������� (��), ���������� �������� (�);
- ��� ���������� � �������� (�), ����� (�).
������ ���������� ����������� ��������� ����� ������������� ���������������.
����������� �������
������ ������������� ��������������� ������������ ������������������������ �������������, ������� ������� ����� ��������� ������� � ������������������ ������� �� ���� �������� ������. ����� ���������� ���������� �������� �������� �� ��������� ��������� ��������.
��� ��������������� ���� ������������� ���������� ��������� ��������:
- ���������� ������ ������� �� ������� ������������ �����������;
- �������� ������������ ������������� �� ������������ �������� ����������;
- ��������� ��������� ������� (���������� �������);
- ��������� �� �������������� ��� ������ ��� ����������� � ��������� ������� � ����������-������������� ����������;
- ����������� ���������� �������� � ������������ �������.
����� ����������� ������� ����� ���������� � �������� ��������� � ����������� �������� � ������������.
��� ��������������� ���������� ����� �������� ���������� ������ ����� ����������.
�������� �������� �� ��������� �������:
- ����������� �������;
- ���������� ���� �����;
- ��������������� ��������� ������������� ��������������� (���������� ���������� � ������� ��� ������� � ������� ����������, �������� ����������� �������������, ��������� �������� ������������� �������);
- �������� ������ �����. � ������� ����������� ���������� ����� ���������� �� ������������ ����������, � � ���������� �������� ��� ����������� �� �������� ����� �������� �� 2-3 ���������� �� ������. �������������� ��������� ������ � ����� ������ ���� �����������.
��� ��������� � �������� ������ ���������� � ������������ � ���������� ������������ � � ����������� ������ ������������.
������������
������������ ������������� ��������������� ������ ����������� ������ � ������������ � �������������� � ������������� �����-������������. � �������� ������������� ��������� ������������� ���������� ���������������� ������ � ����� ��������� ��������� �������������� � �������� �� ����������.
���������� ������������ ��� ��������������� ���� ��������������� ��������� �����������:
- �������� �������� ������� ���� � ����� ����������� ���������� (����������� ��������������� ����� �� ����� ���� ������ 20%);
- ������� ������ ��������� ���������� ���������;
- �������� ����������� ���������� ����������;
- ������ ������� ��������, �������� ����������� � �����.
��� ��������������� ���������� ������������� ��������� ���������� ���������������� �������:
- ��������� �������� ������ �� ������� ������� ����������� � �������� �����;
- �������� ������ �����;
- ���������� �������� �������� �� ������� ������������� ������� � ����������� ����� ������ �������;
- �������� ����������� ���������� ���������� � ������� ����.
��� ����������� ������ ���� ��������� ���������� �������������� � ��������� �� ������������.
������ ������������� ��������������� �������� ������������������ ����������� (������ ��� ����������������� ���������� �� ���� �������������� ������������).
����� ������ ������ � �������� � ���� ��������������, ������� ����������� ������������ � ������ � ��������� ����������� � ���������� ��������, ���������� �������� �������� ��������.
������� ������������� ���������� ����� ��������� ����������� �� ���������� ��� �����������.
�� �������� ����� ������ ������ ������ � ����������, �������� �������� ������������� ���������������, � ����� ������������ ������� � ������� ���������.
������� ������ ���� ������:
��������������, ������, ������������, ������������ ������ ����������������
�������������������
�������� ������ �����
Источник: https://www.elektro-expo.ru/ru/articles/2016/princip-dejstviya-izmeritelnyh-transformatorov/
Испытание и измерение характеристик силовых трансформаторов, автотрансформаторов и измерительных трансформаторов тока и напряжения, масляных реакторов и заземляющих дугогасящих реакторов
Заказать услугу
Трансформаторы используются в различных областях электротехники — энергетике, электронике и радиотехники.
Эти устройства предназначены для преобразования напряжения переменного тока и гальванической развязки. В зависимости от назначения и особенностей конструкции различают автотрансформаторы, силовые, разделительные, согласующие трансформаторы, автотрансформаторы, трансформаторы тока и напряжения.
Наиболее широкое применение нашли силовые трансформаторы, осуществляющие преобразование электроэнергии в электросетях различного назначения.
Перед проведением испытаний проводится внешний осмотр всех элементов трансформатора, включая проверку наличия пломб на кранах и у пробки для отбора масла, проверка уровня масла в трансформаторе и его заземления.
Проверка и испытание силовых трансформаторов напряжением до 10 кВ:
- измерение сопротивления обмоток постоянному току и сопротивления изоляции;
- проверка коэффициента трансформации и группы соединения обмоток;
- испытание пробы масла;
- испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты (50 Гц), приложенным от внешнего источника;
- измерение тока холостого хода.
Измерение сопротивления обмоток постоянному току и сопротивления изоляции
Измерение сопротивления обмоток трансформатора постоянному току производится с целью выявления обрывов обмотки и ответвлений, плохих контактов, нарушения паек и обнаружения витковых замыканий в катушках. Сопротивление обмоток измеряют мостовым методом или методом падения напряжения.
При измерении сопротивления обмоток трансформаторов постоянному току необходимо использовать приборы повышенной точности класса 0,5; поскольку по результатам этих измерений выявляют характерные дефекты: недоброкачественную пайку и плохие контакты в обмотке и в присоединении вводов; обрыв одного или нескольких из параллельных проводов в обмотках.
Сопротивление изоляции определяют мегаомметром на 1000, 2500 В с верхним пределом измерения не ниже 10 000 МОм. Перед измерениями испытываемую обмотку заземляют на 2—5 мин для снятия возможного емкостного заряда. Измерения осуществляют между каждой обмоткой и корпусом и между обмотками при отсоединенных и заземленных на корпус остальных обмотках.
Состояние изоляции обмоток определяют не только абсолютным значением ее сопротивления, но и коэффициентом абсорбции Кабс = R60/R15. Измерение сопротивления изоляции позволяет судить как о местных дефектах, так и о степени увлажнения изоляции обмоток трансформатора. Значение сопротивления изоляции R60 не нормируется, но его необходимо сравнивать с данными заводских испытаний.
Коэффициент абсорбции также не нормируется, но обычно при 10—30 °С для трансформаторов с неувлажненными обмотками напряжением до 35 кВ включительно он находится в пределах 1,3 и выше, для трансформаторов 110 кВ и выше — в пределах 1,5—2,0. Для трансформаторов с увлажненными обмотками этот коэффициент близок к 1,0. Во время пусконаладочных работ сопротивление изоляции измеряют при различных температурах.
Определение коэффициента трансформации
При измерениях проверяют коэффициент трансформации на всех ответвлениях обмоток и для всех фаз, его соответствие паспортному, а также правильность установки переключателя напряжения на ступенях. Коэффициент трансформации определяют по отношению напряжений обмоток ВН, СН, НН с учетом схемы их соединения. Для измерения коэффициента трансформации применяют метод двух вольтметров, причем выбирают приборы класса 0,5.
При испытании трехфазных трансформаторов одновременно измеряют линейные напряжения, соответствующие одноименным линейным зажимам проверяемых обмоток. Подводимое напряжение должно быть от одного до нескольких десятков процентов номинального, причем большие значения относятся к трансформаторам меньшей мощности, а меньшие значения — к трансформаторам большей мощности.
Как правило, коэффициент трансформации измеряют при трехфазном возбуждении обмоток трансформатора.
Проверка группы соединения обмоток силовых трансформаторов
Проверка группы соединения обмоток трехфазных трансформаторов производится для установления идентичности групп соединения трансформаторов предназначенных для параллельной работы.
Проверка производится при монтаже в случае отсутствия паспортных или заводских данных.
В эксплуатации проверка производится при ремонтах с частичной или полной сменой обмоток.
Проверку группы соединений осуществляют: двумя вольтметрами, методом импульсов постоянного тока, фазометром. В практике наладочных работ широко распространены первые два метода.
Метод двух вольтметров для определения группы соединения основан на совмещении векторных диаграмм первичного и вторичного напряжений. Пользуясь полученными результатами, строят векторную диаграмму для определения значений напряжения.
Метод импульсов постоянного тока сводится к поочередному определению полярности («+» или «—») зажимов ab, bс, са трансформатора гальванометром. При этом к выводам АВ, ВС, СА обмотки высшего напряжения подводят напряжение 2—12 В от гальванической батареи. В обмотке низшего напряжения индуктируется ЭДС определенного знака.
Полученные результаты сравнивают с данными, приведенными в специальной таблице. В качестве гальванометра используют любые гальванометры магнитоэлектрической системы, например Ml06, М45М, М250.
Измерение тока холостого хода
Во время этого испытания проверяют состояние магнитопровода трансформатора. При его повреждениях, например нарушении изоляции между листами, потери и ток холостого хода увеличиваются.
Кроме того, резкое увеличение тока холостого хода — показатель наличия замыкания между витками одной из обмоток, местного нагрева и пр. При измерении холостого хода к обмотке низшего напряжения при разомкнутых остальных обмотках подают номинальное напряжение синусоидальной формы и номинальной частоты.
Ток холостого хода измеряют Амперметорм. Полученный при измерениях, он не должен отличаться от заводских данных более чем на 30 %.
Испытание пробы масла
Обычно силовые трансформаторы I и II габаритов прибывают на монтаж заполненные маслом. В таких случаях при наличии удовлетворяющих нормам заводских испытаний, проведенных не более чем за 6 мес. до включения в работу трансформатора, разрешается испытывать масло по сокращенной программе: на электрическую прочность и визуальное определение содержания механических примесей.
Пробу масла отбирают из нижней части бака, предварительно промыв сливное отверстие. Посуда, в которую отбирают пробу масла, должна быть чистой, хорошо высушенной и плотно закрытой.
Минимальное пробивное напряжение масла определяют на аппаратах АИМ-90 в маслопробном сосуде со стандартным разрядником, который выполнен в виде двух латунных электродов диаметром 25 мм с закругленными краями и расстоянием между электродами 2,5 мм. Залитое в сосуд масло выдерживается 30 мин. для удаления воздушных пузырьков.
Повышение напряжения до пробоя осуществляется плавно со скоростью до 2 кВ/с, причем выполняется 5—6 пробоев с интервалом 10 мин. между ними. Первый пробой не учитывают. Электрическую прочность масла определяют как среднее арифметическое и сравнивают с табличными данными в ПУЭ.
При отсутствии протокола заводских испытаний делают полный анализ пробы масла.
Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты (F=50 Гц)
Испытание повышенным напряжением переменного тока промышленной частоты является основным, подтверждающим исправное состояние изоляции обмоток трансформатора и наличие необходимого запаса их электрической прочности. Этому испытанию подвергают каждую обмотку трансформатора по отношению к корпусу, к которому на время испытания присоединяют остальные, предварительно закороченные обмотки.
Фазировка трансформатора
Фазировка трансформатора производится измерением напряжения между разноименными фазами включаемого трансформатора и сети (или другого трансформатора) и контролем отсутствия напряжения между фазами. Проверка осуществляется с помощью вольтметра или специальных указателей.
Испытания, регламентированные в ПУЭ (приемо-сдаточные) и ПТЭЭП (профилактические) проводит электролаборатория «Лидер» с помощью сертифицированных приборов, таких как: аппарат испытания диэлектриков «АИСТ 50/70», мегаомметр «Е6-32», омметр «Виток» и др.
По окончании проведения испытаний и измерений полученные данные вносятся в протокол установленной формы испытания трансформатора. Вывод трансформатора в работу возможен при соответствии всех результатов установленным нормам и требованиям.
Источник: https://lider-cetl.ru/laboratoriya/ispytanie-transformatorov-dugogasyaschih-reaktorov/
Как измеряют тысячи вольт. Компания «Профотек» предложила уникальный оптический трансформатор для измерения тока
Компания «Профотек» — уникальное для России явление.
Это cтартап, выросший из научных идей в реальное промышленное производство на территории Москвы при поддержке корпорации РОСНАНО.
Темпы роста впечатляют: «Профотек» всего за два года проделал путь от 20 млн рублей выручки в 2016 году до 150 млн в 2018-м, а его портфель заказов уже составляет около 500 млн рублей. Компания обладает технологией, на которую ее мировые конкуренты потратили сотни миллионов долларов.
Причем некоторые из них, даже сделав большие инвестиции в разработку, так и не приступили к промышленному производству. А вот «Профотек» не только начал производство, но и на второй год после старта коммерческих продаж вышел на экспорт.
Как создать новое направление в консервативной отрасли
Плотно забитые оборудованием помещения технополиса «Москва», разделенные между собой стеклянными перегородками. Территория в несколько тысяч квадратных метров, арендованная «Профотеком», разбита на комнаты и участки. Здесь лаборатории, сборочные цеха, склад готовой продукции и офисные помещения.
По узким коридорам снуют молодые люди, собирающие электронные блоки и тестирующие оборудование. Они заняты производством волоконно-оптических измерительных трансформаторов тока и электронных трансформаторов напряжения. Говоря проще, «Профотек» выпускает измерители тока для высоковольтных магистральных сетей — от 100 до 500 кВ.
Такие сети — это ЛЭП, идущие от ГЭС, АЭС или ГРЭС, соединяющие между собой крупнейшие энергетические зоны.
Это хребет энергетики любой страны
Современный тренд на цифровизацию энергетики в первую очередь подразумевает цифровой учет, однако замерить напряжение на высоковольтных линях электропередачи и подстанциях — нетривиальная задача, так как обычный тестер для этого не подойдет (слишком высокое напряжение и большие токи).
Традиционно для этого используются масляные или элегазовые трансформаторы и аналоговые измерители или, чтобы как-то оцифровать сигнал, к ним прицепляется цифровой преобразователь. Решение не самое элегантное, так как аналоговый учет имеет большую погрешность, а «подружить» аналоговые сигналы с «цифрой» не всегда просто технически. В итоге сильно страдает точность учета.
Проблемой цифрового учета на протяжении последнего десятилетия занимаются ведущие мировые электротехнические компании — ABB, General Electric, Arteche и Siemens. Та же GE вложила в свои разработки больше сотни миллионов долларов, прежде чем они стали рыночным продуктом. А, например, Siemens еще доводит свою технологию до промышленного образца.
Для лучшего понимания технологии, которую освоили «Профотек» и лишь некоторые мировые электротехнические гранды, генеральный директор компании Олег Рудаков привел такую аналогию: «Представьте стрелочные часы, которые висят на одной стене, через эту стену протекает электрический ток, который создает магнитное поле и влияет на ход часов следующим образом: одни часы под действием магнитного поля идут быстрее, другие замедляют свой ход.
По разности показаний этих часов мы с очень высокой точностью как раз и определяем силу тока, который создает это электромагнитное поле». Конечно, на практике все значительно сложнее, это высокие технологии из области фотоники, где вместо часов используются специальные оптические схемы, работают сложные алгоритмы, применяются специальные источники излучения и специальные оптические кабели.
При прохождении линейно поляризованного света в сердцевине оптического волокна, находящегося в магнитном поле, наблюдается вращение плоскости поляризации света. С помощью детектора удается измерить угол вращения этой плоскости и определить силу тока. В России эту технологию разработали ученые Фрязинского института радиотехники и электроники. Но одно дело — успешно провести НИОКР и совсем другое — довести технологию до промышленного образца.
«В конце 2010 года у нас был лабораторный прибор, который позволял измерять ток с большой точностью. Но мы столкнулись с тем, что в реальных условиях эксплуатации этого было мало, и очень многое нам пришлось переосмыслить. Несколько лет понадобилось на доработку базовой технологии до промышленной стадии», — говорит Олег Рудаков. «Основная команда проекта сформировалась в 2012 году, — продолжает он. — Наши ученые — носители технологии были экспертами в фотонике, но не имели подобных знаний в области электроэнергетики».Сейчас «Профотек» владеет всей цепочкой: от производства специальных оптических волокон — это один из ключевых элементов, уникальных алгоритмов обработки данных — до технологии производства конечных продуктов. Компетенции в области фотоники, разработки электроники, программирования позволили сделать измеритель, который по всем техническим характеристикам не только не уступает продукции конкурентов, но по ряду параметров превосходит их.
После того как прибор появился, необходимо было создать нормативную базу. Во-первых, необходимо было обеспечить сертификацию как в России, так и на международных рынках. «Это был сложный процесс, так как сертификация обычно происходит при сравнении с эталонами.
Наш же прибор не имел релевантных эталонов, и нам пришлось разработать специальные технические средства для этих целей», — говорит Олег Рудаков. Во-вторых, требовалось создать правовую основу для применения цифровых систем учета. Таковой просто не было — ни в России, ни за рубежом. «Мы формировали нормативную базу в сотворчестве с нашими ведущими метрологическими институтами, такими как ВНИИМ и ВНИИМС.
Плотно работали с нашими потенциальными заказчиками, на тот момент это была ФСК, а потом „Русгидро“ и „Россети“», — говорит Олег Рудаков.
Опыт химиков и металлургов
Реальные продажи начались в 2016 году.«В первый год у нас были слезы, 20 млн рублей выручки. Для того чтобы заключить контракт, нам нужно согласовать техническое задание. Чтобы у заказчика родился проект, должна появиться документация. Потом он с нашим проектом должен пройти конкурсные процедуры. После мы начинаем производство, монтаж, пуско-наладку.
В общем, цикл продаж у нас длинный и в лучшем случае занимает от полугода до полутора лет, иногда даже до двух», — рассказывает Олег Рудаков. Сейчас компания поставила уже несколько сотен приборов, портфель заказов растет кратно из года в год.
В качестве примера г-н Рудаков приводит проект ФСК — ПС «Тобол» 500 кВ.
«Мы начали обсуждать поставку наших приборов для этого проекта в 2015 году, а реализовали его в 2017-м. Подстанция, питающая химический комбинат, — очень ответственный объект: присоединение по первому технологическому классу. Можно сказать, что ФСК ЕЭС нас бросила грудью на амбразуру.
Но шутки в сторону: мы получили колоссальный и очень важный опыт, реализовав этот проект, и, на мой взгляд, справились с задачей достойно, а главное, никого не подвели, так как сроки сдачи таких объектов крайне важны», — вспоминает гендиректор «Профотека».
Получив опыт на «Сибуре», «Профотек» открыл для себя большой рынок оснащения крупных энергоемких производств системами цифрового учета высокого класса напряжения.
Недавно компания завершила установку своего оборудования на Братский алюминиевый завод, сейчас завершает комплексный проект на алюминиевом заводе в Казахстане, где оптические измерительные трансформаторы «Профотек» позволят управлять технологическим процессом, измеряя постоянный ток до 400 кА.
«Мы единственные, кто может делать оборудование, работающее в таком широком температурном диапазоне — от минус 60 до плюс 60 градусов, — подчеркивает Олег Рудаков. — Обеспечить линейность характеристик во всем температурном диапазоне — это крайне важная задача для измерительных приборов».
Запад оценил
Интерес к «Профотеку» проявляют все крупные мировые производители электротехнического оборудования. «Когда мы создавали и сертифицировали приборы, мы сразу готовились к выходу на экспорт, поэтому все стандарты и протоколы обмена данными у нас соответствуют международным стандартам», — говорит Олег Рудаков.
Еще одно важное отличие российского оборудования от аналогов, например производства ABB или GE, в том, что мировые гранды, как правило, продают комплексные решения и зачастую невозможно купить и использовать их отдельные продукты.Российская технология в этом плане более универсальная и гибкая.
«Наши продукты позволяют не только измерять, но и реализовывать решения на их основе, например для коммерческого учета, контроля качества, релейной защиты, противоаварийной автоматики и так далее, обеспечивая при этом совместимость практически с любым производителем вторичного оборудования.
Мы изначально создавали продукт, который можно интегрировать с любыми решениями мировых производителей», — поясняет Олег Рудаков. Это открывает для «Профотека» огромный мировой рынок.
«ТЭК — одна из ключевых программ по импортозамещению и снижению зависимости российской экономики от импортных поставок.
На эту программу в Москве сейчас работает множество компаний, в том числе молодых, и чем больше предприятий будет нацелено на разработку технологий, не имеющих аналогов нигде в мире, тем скорее российская промышленность усилит свои конкурентные способности на мировом рынке», — отмечает заместитель мэра Москвы по экономической политике и имущественно-земельным отношения Владимир Ефимов.
По итогам прошлого года в структуре выручки компании доля международных проектов уже составила 15%. В 2019 году, по планам компании, экспорт даст более 20%. Пока основной пул продаж — проекты, которые реализуются со швейцарским партнером, компанией Condis (бывшая Maxwell). С ней реализованы пилотные проекты в Швейцарии, Голландии, Франции, Италии и Канаде.Компания планирует выйти на рынки Китая, Индии и США. По итогу пилотов ожидается лавинообразный рост спроса.
Уже сейчас компания думает над тем, что имеющихся производственных площадей (1000 кв. м) уже очень скоро будет недостаточно. «Возможно, для реализации планов продаж этого и следующего года нам придется перейти на две смены, однако сейчас мы рассматриваем возможность увеличить производственную площадь на 1700 квадратных метров. Этого нам должно хватить на ближайшее время и полностью покрыть потребности рынка Российской Федерации», — говорит глава «Профотека».
«Через развитие экономической зоны „Технополис Москва“ российская экономика включается в мировую научно-технологическую конкуренцию с наиболее развитыми городами Европы, Азии и Америки, — отмечает руководитель Департамента инвестиционной и промышленной политики города Москвы Михаил Прохоров.
— Предоставление существенных льгот наиболее эффективным и перспективным на мировых экспортных рынках предприятиям делают такие кластеры, как „Технополис“, точкой роста инновационных производств».
Источник: https://www.rusnano.com/about/press-centre/news/20190603-expert-kak-izmerjajut-tysjachi-volt
Электролаборатория — Испытание измерительных трансформаторов тока и напряжения
Наружный осмотр
При наружном осмотре измерительных трансформаторов проверяют наличие паспорта, состояние фарфора изоляторов, а также число и место установки заземлений вторичных обмоток. Заземление вторичных обмоток Измерительных трансформаторов надлежит выполнять в одном месте — на панели защиты или на клеммной сборке, т. е. там, где заземление может быть безопасно отсоединено без снятия высокого напряжения.
Кроме того, проверяют исправность резьбы в ламелях зажимов трансформаторов тока. У трансформаторов тока классов Д и 3, предназначенных для работы в цепях дифференциальной и земляной защит, проверяют также их комплектность. Все трансформаторы данного комплекта должны иметь один и тот же номер комплекта.
Встроенные трансформаторы тока перед установкой должны быть высушены, а при монтаже необходимо следить, чтобы они были установлены в соответствии с заводскими надписями «верх» и «низ». У выключателей с встроенными трансформаторами тока проверяют наличие уплотнения труб и сборных коробок, через которые проходят цепи трансформаторов тока.
При осмотре измерительных трансформаторов напряжения необходимо убедиться в отсутствии проворачивания проходных штырей.
Перед включением в эксплуатацию трансформаторов напряжения, залитых маслом, необходимо удалить резиновую шайбу из-под пробки для заливки масла.
проверка сопротивления изоляции обмоток
Сопротивление изоляции обмоток измерительных трансформаторов проверяют мегомметром на напряжение 1000—2500 в. При этом измеряют сопротивление изоляции первичной и каждой из вторичных обмоток по отношению к корпусу, а также сопротивление изоляции между всеми обмотками.
Электрическую прочность изоляции вторичных обмоток испытывают напряжением 2000 в переменного тока в течение 1 мин.
Изоляцию вторичных обмоток трансформаторов тока допускается испытывать совместно с цепями вторичной коммутации переменным током напряжением 1000 В в течение 1 мин.
Электрическую прочность изоляции первичных обмоток испытывают по нормам, приведенным в п. 4 настоящего раздела.
Проверка полярности вторичных обмоток трансформаторов тока
Проверка полярности производится методом импульсов постоянного тока при помощи гальванометра: по схеме, приведенной на рис. 10.
Рис. 10. Схема проверки полярности вторичных обмоток трансформаторов тока
Б — батарея или аккумулятор; К — кнопка; R доб — ограничительное сопротивление 1сш; Г—гальванометр.
При замыкании цепи тока следят за направлением отклонения стрелки прибора. Если при замыкании цепи стрелка отклоняется вправо, то однополярными зажимами будут те, к которым присоединены «плюс» батареи и «плюс» прибора.
В качестве источника постоянного тока используют сухие батареи или аккумуляторы
напряжением 2—6 В. При использовании аккумуляторов необходимо применять ограничительное сопротивление.
проверка коэффициента трансформации трансформаторов тока
Коэффициент трансформации проверяют по схеме, приведенной на рис. 11. При помощи нагрузочного трансформатора НТ в первичную обмотку подают ток, равный или близкий к номинальному, но не менее 20% номинального. Коэффициент трансформации проверяют для всех вторичных обмоток и на всех ответвлениях.
Рис. 11. Схема проверки коэффициента трансформации трансформаторов тока а — выносных; б — встроенных
При проверке встроенных трансформаторов, у которых отсутствует маркировка, ее необходимо восстановить, что наиболее просто сделать следующим образом.
По схеме, приведенной на рис. 12, подают напряжение Х автотрансформатора AT или потенциометра на два произвольно выбранных ответвления трансформатора тока. Вольтметром V измеряют напряжение между всеми ответвлениями.
Максимальное значение напряжения будет на крайних выводах А и Д, между которыми заключено полное число витков вторичной обмотки трансформатора тока. На определенные таким образом начало и конец обмотки подают от автотрансформатора напряжение из расчета 1 В на виток (число витков определяют по данным каталога).
После этого, измеряя напряжение по всем ответвлениям, которое будет пропорционально числу витков, определяют их маркировку.
Рис. 12. Схема определения отпаек встроенных трансформаторов тока при отсутствии маркировки
Снятие характеристик намагничивания трансформаторов тока
Наиболее распространенный дефект трансформаторов тока — витковое замыкание во вторичной обмотке. Этот дефект лучше всего выявляется при проверке характеристики намагничивания, которая является основной для оценки исправности и определения погрешностей или тождественности трансформаторов, предназначенных для дифференциальных и земляных защит. Витковое замыкание выявляется по снижению характеристики намагничивания и уменьшению ее крутизны.
На рис. 13 видно, что даже при закорачивании всего 1—2 витков происходит резкое снижение характеристики, определяемой при этом испытании.
При проверке же коэффициента трансформации замыкания небольшого числа витков практически не обнаруживается.
Рис. 13. Характеристики намагничивания при витковых замыканиях во вторичных обмотках (трансформатор тока типа ТВ-35 300/5 а)
1 — исправный трансформатор тока; 2 — закорочены два витка; 3 — закорочены восемь витков
Оценка полученной характеристики намагничивания производится путем сопоставления ее с типовой или с характеристиками, полученными на других однотипных трансформаторах тока того же коэффициента трансформации и класса точности.
Кривые намагничивания рекомендуется снимать по схеме с автотрансформатором (рис. 14,а). При пользовании потенциометром (схема на рис. 14,6) характеристика для того же трансформатора получится несколько выше, а при пользовании реостатом (схема на рис. 14,в) — еще выше (рис. 15).
Снимать характеристику при помощи реостата не рекомендуется, так как возможно появление остаточного намагничивания стали сердечника трансформатора тока при отключении тока.
Рис. 14. Схемы снятия характеристик намагничивания
а — с автотрансформатором; б — с потенциометром; в — с реостатом
Рис. 15. Характеристики намагничивания трансформаторов тока, снятые различными способами (трансформатор тока типа TB-35 150/5 А)
1 — с реостатом; 2 — с потенциометром; 3 — с автотрансформатором
Для того чтобы при последующих эксплуатационных проверках можно было сравнивать характеристики намагничивания с ранее снятыми, в протоколе проверки надо отмечать по какой схеме снималась характеристика. Для построения характеристики намагничивания достаточно снять ее до начала насыщения (при токе 5—10 А).
Для трансформаторов высокого класса точности и с большим коэффициентом трансформации достаточно снимать характеристику до 220 В. При снятии характеристик намагничивания вольтметр следует включать в схему до амперметра, чтобы проходящий через него ток не входил в значение тока намагничивания. Амперметр и вольтметр, применяемые при измерениях, должны быть электромагнитной или электродинамической системы.
Пользоваться приборами детекторными, электронными и другими, реагирующими на среднее или амплитудное значение измеряемых величин, не рекомендуется во избежание возможных искажений характеристики.
Проверка трансформаторов напряжения
Методы проверки трансформаторов напряжения не отличаются от методов проверки и испытания силовых трансформаторов, описанных выше.
Некоторую особенность составляет проверка дополнительной обмотки 5-стержневых трансформаторов напряжения типа НТМИ. Эта обмотка соединена в разомкнутый треугольник. Проверка полярности ее производится по схеме, приведенной на рис.
16, путем поочередного подключения «плюса» батареи на все три вывода обмотки высшего напряжения в то время, как «минус» батареи, остается постоянно включенным на нулевой вывод.
При правильном соединении обмоток отклонение гальванометра во всех случаях будет в одну сторону.
Рис. 16. Схема проверки полярности дополнительной обмотки 5- стержневого трехфазного трансформатора
Рис. 17. Имитация однофазного замыкания на землю путем исключения одной фазы 5-стержневого трансформатора напряжения на этой обмотке, которое при симметричном первичном напряжении не должно превышать 2—3 В. Полное отсутствие напряжения небаланса свидетельствует об обрыве цепи дополнительной обмотки трансформатора напряжения типа НТМИ должно быть напряжение 100 В.
После включения трансформатора в сеть необходимо измерить напряжение небаланса.
Источник: https://ellabst.ru/services/ispytanie-izmeritelnyh-transformatorov-toka-i-naprazenia
Elekom
Перед началом испытаний проводят визуальный осмотр проверяя технический паспорт, состояние фарфора изоляторов, число и место установки заземлений вторичных обмоток. Проверка заземления вторичных обмоток выполняется там, где оно может безопасно отсоединяться без снятия высокого напряжения, на панели защиты.
Также проверяется резьба в ламелях зажимов трансформаторов тока. Трансформаторы класса токов Д и З проверяют на комплектность, номер комплекта должен совпадать.
Встроенные трансформаторы проверяют на сухость и устанавливают в соответствиями с надписями “верх”/”низ”. У выключателей с встроенными трансформаторами тока проверяют наличие уплотнения труб и сборных коробок, через которые проходят цепи трансформаторов тока.
При осмотре масляных трансформаторов удаляют резиновую шайбу из-под заливной пробки.
Мегаомметром на напряжение 1-2,5 кВ проверяют сопротивление первичной изоляции, каждой из вторичных обмоток и сопротивление между обмотками.
Испытание прочности изоляции обмоток производится напряжением 2 кВ на протяжении одной минуты.
Изоляцию вторичных обмоток разрешается испытывать одновременно с цепями вторичной коммутации переменным током напряжением 1 кВ в течение 1 мин.
Все испытания проводятся в соответствии с нормами.
Проверка коэффициента трансформации трансформаторов тока
Нагрузочным трансформатором НТ в первичную обмотку подается ток, близкий к номинальному, не менее 20% номинального. Коэффициент трансформации проверяется на всех ответвлениях для всех вторичных обмоток.
Если на встроенных трансформаторах отсутствует маркировка, она восстанавливается следующим образом:
Подается напряжение Х автотрансформатора AT или потенциометра на два произвольно выбранных ответвления трансформатора тока. Вольтметром V измеряют напряжение между всеми ответвлениями.
Максимальное значение напряжения будет на крайних выводах А и Д, между которыми заключено полное число витков вторичной обмотки трансформатора тока. На определенные таким образом начало и конец обмотки подают от автотрансформатора напряжение из расчета 1 В на виток (число витков определяют по данным каталога).
После этого, измеряя напряжение по всем ответвлениям, которое будет пропорционально числу витков, определяют их маркировку.
Электрические трансформаторы
Электрический трансформатор — это статическое устройство, служащее для преобразования величины переменного напряжения.
Действие трансформаторов основано на явлении электромагнитной индукции. Трансформатор состоит из одной первичной обмотки, одной или нескольких вторичных обмоток и ферромагнитного магнитопровода, обычно замкнутой формы. Все обмотки расположены на магнитопроводе и индуктивно связаны между собой. Иногда вторичной обмоткой служит часть первичной, или наоборот. Такие трансформаторы называются автотрансформаторами.
Концы первичной обмотки подключают к источнику переменного напряжения, а концы вторичной — к потребителям. Переменный ток в первичной обмотке приводит к появлению в магнитопроводе переменного магнитного потока, который создаёт в первичной и вторичной обмотках электродвижущие силы (ЭДС). Эти ЭДС пропорциональны количеству витков в соответствующих обмотках. Отношение ЭДС в первичной обмотке к ЭДС во вторичной обмотке называют коэффициентом трансформации.
I. Силовые трансформаторы
Силовые трансформаторы — это наиболее распространенный вид электрических трансформаторов. Они служат для преобразования энергии переменного тока в электрических сетях энергетических систем, в радиотехнических устройствах, системах автоматики и др. и работают при постоянном действующем значении напряжения. Мощные силовые трансформаторыимеют КПД до 99%.
Их обмотки изготовляют, как правило, из меди, магнитопроводы — из листов холоднокатаной электротехнической стали. Магнитопровод и обмотки силового трансформатора обычно помещают в бак, заполненный минеральным маслом, которое служит для изоляции и охлаждения обмоток. Масляные трансформаторы обычно устанавливают на открытом воздухе. Трансформаторы без масляного охлаждения называются сухими.
Для лучшего отвода тепла силовые трансформаторы могут снабжаться радиаторами.
Помимо силовых, существуют трансформаторы различных типов и назначения: для измерения больших напряжений и токов (измерительные), для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсное (пик-трансформаторы), для преобразования импульсов тока и напряжения (импульсные), для выделения переменной составляющей тока, для разделения электрических цепей на гальванически не связанные между собой части, для их согласования и т.д.
II. Измерительные трансформаторы
Измерительный трансформатор — это электрический трансформатор, на первичную обмотку которого воздействует измеряемый ток или напряжение, а вторичная, понижающая, включена на измерительные приборы и реле защиты. Измерительные трансформаторы применяют главным образом в распределительных устройствах и в цепях переменного тока высокого напряжения для безопасных измерений силы тока, напряжения, мощности, энергии.
С помощью измерительных трансформаторов можно измерять различные значения электрических величин электроизмерительными приборами.
Различают измерительные трансформаторы напряжения (для включения вольтметров, частотомеров, параллельных цепей ваттметров, счётчиков, фазометров и реле напряжения) и измерительные трансформаторы тока (для включения амперметров, последовательных цепей ваттметров, счётчиков, фазометров и реле тока).
Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для преобразования высокого напряжения в низкое в цепях измерения и контроля.
Применение трансформаторов напряжения позволяет изолировать цепи вольтметров, частотомеров, электрических счётчиков, устройств автоматического управления и контроля и т.д.
от цепи высокого напряжения и создаёт возможность стандартизации номинального напряжения контрольно-измерительной аппаратуры.
Трансформаторы напряжения подразделяются на:
- трансформаторы переменного напряжения,
- трансформаторы постоянного напряжения.
Первичная обмотка трансформатора переменного напряжения состоит из большого числа витков и подключается к цепи с измеряемым напряжением параллельно. К зажимам вторичной обмотки с числом витков во много раз меньшим подсоединяют измерительные приборы или контрольные устройства.
Так как внутреннее сопротивление последних относительно велико, трансформатор работает в условиях, близких к режиму холостого хода, что позволяет (пренебрегая потерями напряжения в обмотках) считать напряжения на первичной и вторичной обмотках пропорциональными количеству витков в обмотках.
Зная коэффициент трансформации можно по результатам измерения низкого напряжения во вторичной обмотке определять высокое первичное напряжение.
Измерительные трансформаторы тока предназначены для измерения и контроля больших токов с использованием стандартных измерительных приборов и устройств автоматического управления и контроля. Одновременно трансформаторы тока служат для изоляции аппаратуры от потенциала сети, в которой производится измерение.
Трансформаторы тока подразделяются на:
- трансформаторы переменного тока,
- трансформаторы постоянного тока.
Первичная обмотка трансформаторов переменного тока состоит из одного или нескольких витков провода относительно большого сечения и включается последовательно в цепь измеряемого тока.
Вторичная обмотка состоит из большого числа витков провода сравнительно малого сечения; к ней подключают приборы и устройства с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением (амперметры, счётчики, реле и т.п.).
Отличительной особенность трансформаторов тока — независимость тока в первичной обмотке от режима работы вторичной обмотки (практически она короткозамкнута). Это позволяет, при известном коэффициенте трансформации, определять большой ток в первичной обмотке, измеряя относительно слабый ток во вторичной.
Трансформаторы тока классифицируют по:
- назначению (измерительные, защитные, промежуточные, лабораторные),
- способу установки (наружные, внутренние, встроенные в электрические аппараты и машины, накладные, надеваемые на проходные изоляторы, переносные),
- числу ступеней (одноступенчатые, каскадные),
- способу крепления (проходные, в том числе электроизмерительные клещи, опорные),
- числу витков первичной обмотки (одновитковые, или стержневые, многовитковые),
- рабочему напряжению (низкого напряжения, высокого напряжения),
- виду изоляции обмоток (с сухой, бумажно-масляной, компаундной изоляцией).
III. Автотрансформаторы
Автотрансформатор — это электрический трансформатор, все обмотки которого гальванически соединены друг с другом. При малых коэффициентах трансформации автотрансформаторы легче и дешевле многообмоточных трансформаторов. Недостаток автотрансформаторов заключается в невозможности гальванического обособления цепей.
Автотрансформаторы служат преобразователями электрического напряжения в пусковых устройствах мощных электродвигателей переменного тока, в схемах релейной защиты для плавного регулирования напряжения и др.
Регулируемые автотрансформаторы позволяют благодаря механическому перемещению точки отвода вторичного напряжения сохранить его постоянным при изменениях первичного напряжения.
IV. Импульсные трансформаторы
Импульсный трансформатор — имеет ферромагнитный сердечник и применяется для преобразования импульсов электрического тока или напряжения.
Импульсные трансформаторы в радиолокации, импульсной радиосвязи, автоматике и вычислительной технике применяют для согласования источника импульсов с нагрузкой, изменения полярности импульсов, разделения электрических цепей по постоянному и переменному току, сложения сигналов, поджигания импульсных ламп и т. д.
Основное требование, предъявляемое к импульсным трансформаторам, — передача импульса с минимальными искажениями формы. Для этого необходимо, чтобы межвитковые ёмкости обмоток, паразитные ёмкости монтажа и индуктивность рассеяния трансформатора были минимальными.
Уменьшение межвитковых ёмкостей достигается применением сердечников малых размеров, соответствующей намоткой и взаимным расположением обмоток, а также уменьшением числа витков (при этом снижается коэффициент трансформации). Сердечники импульсных трансформаторов изготавливаются из пермаллоя, кремнистой трансформаторной стали, ферритов и других материалов с высокой магнитной проницаемостью.
Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечники импульсных трансформаторов навивают из ферромагнитной ленты толщиной до 10 мкм; поверхность ленты покрывают изолирующим слоем. Ферритовые сердечники, имеющие малые потери на вихревые токи, изготавливают методами порошковой металлургии. Первичная обмотка импульсного трансформатора обычно содержит от 50 до 200 витков, коэффициент трансформации выбирается от 0,25 до 5, а в некоторых случаях до 100 и выше.
V. Пик-трансформаторы
Пик-трансформатор — это электрический трансформатор, преобразующий напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью. Простейший пик-трансформатор имеет магнитопровод с разной толщиной стержней. Вторичная обмотка располагается на более тонком стержне.
При протекании в первичной обмотке синусоидального тока в магнитопроводе возникает магнитный поток, который уже при малых значениях силы тока насыщает тонкий стержень магнитопровода, вследствие чего ЭДС, индуцированная во вторичной обмотке, имеет импульсный (пиковый) характер.
Пик-трансформаторы используются как генераторы импульсов главным образом в исследовательских установках высокого напряжения, а также в устройствах автоматики.
Трансформаторные масла — это нефтяные или синтетические масла, применяемые в качестве электроизолирующей и теплоотводящей среды в трансформаторах и другом маслонаполненном электрооборудовании, а также в масляных выключателях для гашения электрической дуги при отключении тока. Основная доля трансформаторных масел приходится на масла нефтяные.
Трансформаторное масло получают очисткой соответствующих нефтяных дистиллятов с помощью селективных растворителей (фенола, фурфурола), серной кислоты, адсорбентов или гидрированием. Процесс получения масел из сырья, содержащего парафиновые углеводороды, включает также стадию депарафинизации.
Трансформаторные масла должны обладать высокой электрической прочностью и электрическим сопротивлением, минимальным тангенсом угла диэлектрических потерь, стабильностью к окислению, должны иметь малую вязкость, низкую испаряемость.
Нефтяные трансформаторные масла имеют вязкость 6 — 10×10-6 м2/сек при 50 °С, температуру застывания не выше -45°С, температуру вспышки не ниже 135 °С, тангенс угла диэлектрических потерь не более 0,026 — 0,005 при 90 °С, диэлектрическая проницаемость 2,2 — 2,3; они не должны содержать воду и механические загрязнения. Из синтетических трансформаторных масел наибольшее распространение получили жидкости на основе хлорированных дифенилов и трихлорбензола (гексол, совтолы). В некоторых видах специальных трансформаторов применяются также углеводородные, кремнийорганические и фосфорорганические синтетические жидкости.
Источник: https://www.tdtransformator.ru/podderzhka/stati/elektricheskie-transformatory/
Принцип действия ТТ и их назначение
В сегодняшнем материале, я решил начать рассматривать вопросы, касающиеся основ теории трансформаторов тока. Сами эти аппараты распространены повсеместно в электроустановках, и я думаю, всем будет интересно и полезно обновить в памяти принцип их работы.
Назначение трансформаторов тока: преобразование тока и разделение цепей
Начнем с ответа на вопрос – для чего нужен трансформатор тока? Здесь существует несколько основных вопросов, которые решает установка трансформаторов тока.
- Во-первых, это измерение больших токов, когда измерение непосредственно реальной величины первичного тока не представляется возможным. Измеряют преобразованную в меньшую сторону после трансформатора тока величину. Обычно это 1, 5 или 10 ампер.
- Во-вторых, это разделение первичных и вторичных цепей. Таким образом, происходит защита изоляции релейного оборудования, приборов учета электроэнергии, измерительных приборов.
Из чего состоит ТТ, принцип его работы
Трансформатор тока имеет замкнутый сердечник (магнитопровод), который собирают из листов электротехнической стали. На сердечнике расположено две обмотки: первичная и вторичная.
Первичная обмотка включается последовательно (в рассечку) цепи, по которой течет измеряемый (первичный) ток. К вторичной обмотке присоединяются последовательно соединенные реле, приборы, которые образуют вторичную нагрузку трансформатора тока. Такое описание состава трансформатора тока достаточно для описания принципа его работы, более подробное описание реального состава трансформатора тока приведено в другой статье.
Для рассмотрения принципа действия трансформатора тока рассмотрим схему, расположенную на рисунке.
В первичной обмотке протекает ток I1, создавая магнитный поток Ф1. Переменный магнитный поток Ф1 пересекает обе обмотки W1 и W2. При пересечении вторичной обмотки поток Ф1 индуцирует электродвижущую силу Е2, которая создает вторичный ток I2. Ток I2, согласно закону Ленца имеет направление противоположное направлению I1.
Вторичный ток создает магнитный поток Ф2, который направлен встречно Ф1. В результате сложения магнитных потоков Ф1 и Ф2 образуется результирующий магнитный поток (на рисунке он обозначен Фнам). Этот поток составляет несколько процентов от потока Ф1. Именно поток Фнам и является тем звеном, что производит передачу и трансформацию тока.
Его называют потоком намагничивания.
Коэффициент трансформации идеального ТТ
В первичной обмотке w1 создается магнитодвижущая сила F1=w1*I1, а во вторичной — F2=w2*I2. Если принять, что в трансформаторе тока отсутствуют потери, то магнитодвижущие силы равно по величине, но противоположны по знаку. F1=-F2. В итоге получаем, что I1/I2=w2/w1=n. Это отношение называется коэффициентом трансформации трансформатора тока.
Коэффициент трансформации реального ТТ
В реальном трансформаторе тока существуют потери энергии. Эти потери идут на:
- создание магнитного потока в магнитопроводе
- нагрев и перемагничивание магнитопровода
- нагрев проводов вторичной обмотки и цепи
К магнитодвижущим силам из прошлого пункта прибавится мдс намагничивания Fнам=Iнам*w1. В выражении ниже токи и мдс это вектора. F1=F2+Fнам или I1*w1=I2*w2+Iнам*w1 или I1=I2*(w2/w1)+Iнам
В нормальном режиме, когда первичный ток не превышает номинальный ток трансформатора тока, величина тока Iнам не превышает 1-3 процента от первичного тока, и этой величиной можно пренебречь. При ненормальных режимах происходит так называемый бросок тока намагничивания, об этом более подробно можно почитать здесь. Из формулы следует, что первичный ток разделяется на две цепи – цепь намагничивания и цепь нагрузки. Более подробно о схеме замещения ТТ и о векторной диаграмме ТТ.
Режимы работы трансформаторов тока
У ТТ существуют два основных режима работы – установившийся и переходный.
В установившемся режиме работы токи в первичной и вторичной обмотке не содержат свободных апериодических и периодических составляющих. В переходном режиме по первичной и вторичной обмотке проходят свободные затухающие составляющие токов.
Если ТТ выбран правильно, то в обоих режимах работы погрешности не должны превышать допустимых в этих режимах, а токи в обмотках не должны превышать допустимые по термической и динамической стойкости.
ТТ для измерений предусмотрены для работы в установившемся режиме, при условии не превышения допустимых погрешностей. Работа ТТ для защиты начинается с момента возникновения тока перегрузки или тока КЗ, в этих режимах должны обеспечиваться требования определенных типов защит.
Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения и силового трансформатора
Существуют существенные отличия в работе ТТ и ТН.
Во-первых, первичный ток ТТ не зависит от вторичной нагрузки, что свойственно ТН. Это определяется тем фактом, что сопротивление вторичной обмотки ТТ на порядок меньше сопротивления первичной цепи. В трансформаторах напряжения и силовых трансформаторах же первичный ток зависит от величины тока вторичной нагрузки.
Во-вторых, ТТ всегда работает с замкнутой вторичной обмоткой и величина его вторичного сопротивления нагрузки в процессе работы не изменяется.
В-третьих, не допускается работа ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой, для ТН и силовых при размыкании вторичной обмотки происходит переход в режим работы холостого хода.
Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями
Последние статьи
Причины повреждения кабелей
Определение температуры термосопротивления по ГОСТ
Расчет тока трансформатора по мощности и напряжению
Выпрямительные диоды: расшифровка, обозначение, ВАХ
Самое популярное
Единицы измерения физвеличин
Напряжение смещения нейтрали
Источник: https://pomegerim.ru/electricheskie-apparaty/naznachenie-i-princip-dejstviya-transformatorov-toka.php
Эксплуатация измерительных трансформаторов тока
Вторичный контур трансформатора тока нельзя размыкать, если в первичном контуре протекает ток.
Выход трансформатора тока является источником тока. При растущей нагрузке выходное напряжение увеличивается (в соответствии с отношением U = R x I) до тех пор, пока не происходит насыщение.
После насыщения пиковое напряжение возрастает с увеличением гармонического искажения и достигает максимального значения при бесконечно большой нагрузке, т.е. открытых клеммах вторичной обмотки.
Таким образом, в открытых трансформаторах могут возникать высокие пики напряжения, представляющие угрозу для человека, они также могут привести к повреждению трансформатора и измерительного прибора при повторном подключении.
Поэтому необходимо избегать режима без измерения и выполнять короткое замыкание трансформаторов без нагрузки.
Клеммные колодки трансформатора тока с устройством для короткого замыкания
Для короткого замыкания трансформаторов тока и для проведения повторных сравнительных измерений рекомендуется использовать специальные клеммные колодки для DIN-рейки. Они состоят из поперечного соединительного зажима с измерительным прибором и контрольным устройством, изолированных перемычек для заземления и короткого замыкания клеммы трансформатора.
Перегрузка
Перегрузка первичного тока:
Слишком сильный первичный ток —> Насыщение материала сердечника —> Ощутимое снижение точности.
Перегрузка номинальной мощности:
К трансформатору с определенной номинальной мощностью подключено слишком много измерительных приборов, или используются слишком длинные линии —> Насыщение материала сердечника —> Ощутимое снижение точности.
Короткое замыкание
При коротком замыкании сигнал не поступает. Измерительный прибор не может выполнять измерения. Трансформаторы тока можно (или нужно) закоротить, если отсутствует сопротивление / нагрузка (измерительный прибор).
Эксплуатация трансформатора тока при наличии высших гармоник
Все наши трансформаторы измеряют высшие гармоники с частотой до 2,5 кГц (50-ые гармоники),некоторые типы могут работать с частотой до 3 кГц и даже более. При большой частоте происходят потери, связанные с вихревыми токами, которые также приводят к нагреванию. При слишком большой доле высших гармоник необходимо использовать трансформаторы тока из более тонкой стали.
Тем не менее, нельзя сформулировать общее правило относительно предельного значения доли высших гармоник, поскольку нагревание зависит от размера сердечника, поверхности трансформатора (охлаждения), температуры окружающего воздуха, коэффициента трансформации и т. п.
Потребность комбинированных измерительных приборов, счетчиков электроэнергии и измерительных приборов в собственной мощности
Потребляемая мощность UMG 96RM-E на каждый токовый вход
Особый случай: большой трансформатор – слабый ток
Совет:
Выберите трансформатор тока, подходящий для измерения номинального тока 50 А. Для снижения в два раза эталонного тока трансформатора тока достаточно провести этот ток через трансформатор дважды.
Источник: https://neokip.ru/blog/ekspluatatsiya-izmeritelnykh-transformatorov-toka-janitza/
Трансформатор ТМГ 160 малошумный
Трансформатор ТМГ 160 малошумный
Трансформатор ТМГ 160 малошумный – это силовой агрегат, работающий на масле, полностью герметичный с низким уровнем шума. Его основное предназначение заключается в обеспечении электрической энергии потребителей. С его помощью происходит преобразование энергии, поступающей от источника и идущей непосредственно к абонентам.
Монтировать трансформатор ТМГ 160 малошумный имеет смысл только в зоне умеренного или холодного климата. В первом случае речь идёт о диапазоне температур от – 45 до + 40 0С, а во втором – от – 60 до + 40 0С.
Категорически запрещено эксплуатировать это устройство, если уместно хотя бы одно условие из перечисленных ниже:
- расположение во взрывоопасной среде;
- высокий уровень содержания пыли в среде;
- вибрации и тряска;
- в среде содержится химически активное вещество;
- трансформатор расположен выше 600 метров над уровнем моря.
| ТМГ 160 малошумный | 160 | 6 | 230В | Д/Ун-11У/Ун-0 УН/Д-11 | 4,5 | 1 | 320 | 2650 |
Из конструктивных элементов трансформаторов ТМГ 160 малошумных можно выделить наличие герметического гофрированного бака. В этом баке расположена вакуумная камера, в которой как раз и содержится трансформаторное масло. Поскольку конструкция гофрированная, то можно говорить о хорошей площади охлаждения, которой достаточно для того, чтобы устройство функционировало без дополнительных охлаждающих элементов.
На трансформаторе отсутствуют расширители, а масло не контактирует с внешней средой. Всё это приводит к отсутствию процессов окисления, увлажнения и образования шлама. Полезные свойства трансформатора ТМГ 160 малошумного в течение всего срока эксплуатации масла остаются такими же, как были с самого начала.
Современные технологии, конструктивно продвинутые материалы повышенного качества гарантируют минимальные потери при работе трансформатора ТМГ 160 малошумного, даже в режиме холостого хода. Величина тока холостого хода не превышает одного процента от номинального значения даже на высокой мощности. Вы можете заказать трансформатор ТМГ 160 малошумный с различными вариантами обмотки – от Д/Ун до У/Д.
Преимущества трансформаторов ТМГ 160 малошумных
- Наличие специального клапана на трансформаторе ТМГ 160 малошумном абсолютно исключает образование конструктивно опасного давления.
- Транспортные ролики значительно упрощают процесс перемещения трансформатора на объекте эксплуатации.
- Специальный термометр максимально точно измеряет температуру масла на верхних точках.
Этот прибор расположен прямо на крышке агрегата.
- Некоторые трансформаторы по заказу клиента оборудуются мановакууметрами. Они способны вовремя предупреждать о пропаже герметизации на баке либо о превышении допустимой величины давления.
- Маслоуказатель в трансформаторе выполнен по поплавковому принципу, что гарантирует максимально точный контроль за уровнем масла.
Схемы трансформатора ТМГ 160 малошумного
- Склад
продукции - Готовые
решения - Каталоги
продукции - Где
купить? - Оформить
заказ
2020 Все права защищены.
Политика конфиденциальности
Информация, размещенная на сайте не является офертой.
Источник: http://transformator.ru/production/transformatory-tmg/tmg-160-maloshumnyy/
