Трансформаторы EKF ТТЭ

Трансформаторы тока ТТЭ производства EKF: технические характеристики, конструктивные особенности и область применения

Трансформаторы тока ТТЭ, выпускаемые под брендом EKF, представляют собой серию приборов учета и защиты, предназначенных для преобразования первичного тока высоковольтных линий до стандартных вторичных значений, безопасных для подключения измерительных приборов, устройств релейной защиты и систем автоматики. Данные трансформаторы относятся к классу проходных, опорных, с литой изоляцией из эпоксидного компаунда, что обеспечивает высокую надежность и длительный срок службы в различных условиях эксплуатации. Основное назначение – установка в комплектных распределительных устройствах (КРУ, КРУН) и шкафах наружной установки на напряжение 6-10 кВ.

Конструктивное исполнение и материалы

Конструкция трансформатора ТТЭ является монолитной. Активная часть, состоящая из магнитопровода и вторичных обмоток, залита высокопрочным, самозатухающим, трекингостойким эпоксидным компаундом. Данный материал обеспечивает превосходную механическую прочность, исключает риск возгорания, устойчив к воздействию агрессивных сред (паров, пыли, солей) и предотвращает образование конденсата внутри корпуса. Литой корпус формирует цельную, неразборную конструкцию, герметично защищающую внутренние компоненты от влаги и загрязнений.

Токоведущая часть – первичная шина – выполнена в виде медного или алюминиевого стержня, проходящего сквозь окно магнитопровода. Выводы первичной цепи представляют собой контактные площадки (ламели) под болтовое соединение, рассчитанные на значительные токи. Вторичные выводы расположены в отдельной герметичной клеммной коробке, обычно с крышкой. Клеммы маркированы в соответствии с обозначением обмоток (И1, И2 и т.д.). Для удобства монтажа и фиксации в ячейке КРУ корпус трансформатора снабжен монтажными отверстиями или лапами.

Классификация и основные параметры

Трансформаторы ТТЭ классифицируются по ряду ключевых параметров, которые определяют их выбор для конкретной задачи.

Номинальное напряжение (Uном)

Определяет уровень изоляции аппарата. Для серии ТТЭ характерны два основных класса напряжения:

• 6 кВ
• 10 кВ

Номинальный первичный ток (I1ном)

Стандартный ряд значений первичного тока широк: от 5 до 3000 А. Наиболее распространенные номиналы: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 3000 А.

Номинальный вторичный ток (I2ном)

Как правило, составляет 5 А или 1 А. Ток 1 А становится все более популярным, так как позволяет снизить потери в соединительных проводах и использовать проводники меньшего сечения.

Класс точности

Определяет допустимую погрешность трансформатора в определенном диапазоне первичного тока.

• Для измерений: 0.2; 0.2S; 0.5; 0.5S; 1.0. Классы с литерой «S» обеспечивают повышенную точность в диапазоне от 1% до 120% от номинального тока.
• Для защиты: 5P, 10P. Буква «P» (protection) указывает на применение в цепях защиты. Цифра обозначает предельную токовую погрешность в процентах при номинальном токе нагрузки.

Номинальная нагрузка (мощность) вторичной обмотки (Sном)

Измеряется в вольт-амперах (В·А) и указывает на способность трансформатора обеспечивать заданный класс точности при определенной нагрузке во вторичной цепи. Стандартные значения: 5, 10, 15, 20, 30 В·А. Выбор зависит от суммарного сопротивления подключенных приборов и соединительных проводов.

Предельный коэффициент кратности (ПКК) для трансформаторов защиты

Критически важный параметр для защитных обмоток. Определяет, до какого значения кратности первичного тока (относительно номинального) трансформатор сохраняет заданную точность (погрешность не более 5% или 10%). Обозначается, например, 5P10, где «10» – это ПКК. Это означает, что при десятикратном номинальном токе погрешность не превысит 5%.

Таблица: Сводные технические характеристики трансформаторов ТТЭ EKF (типовые значения)

Особенности выбора и применения

Выбор трансформатора тока ТТЭ требует комплексного подхода и учета всех параметров сети и подключаемой аппаратуры.

1. Определение номинального первичного тока.

Номинальный ток трансформатора должен быть выбран равным или ближайшим большим к максимальному рабочему току контролируемой линии с учетом возможного роста нагрузки. Рекомендуется, чтобы рабочий ток составлял 50-70% от I1ном для обеспечения работы в зоне наилучшей точности.

2. Выбор класса точности и назначения обмоток.

Для коммерческого учета электроэнергии, согласно действующим нормативным документам (например, ПУЭ 7 изд.), должны применяться трансформаторы класса точности не ниже 0.5S. Предпочтительнее класс 0.2S. Для технического учета и контроля допустим класс 1.0. Для цепей релейной защиты используются обмотки класса 5P или 10P. В одном трансформаторе ТТЭ может быть несколько обмоток с разным назначением, например: 1 обмотка 0.2S для коммерческого учета, 1 обмотка 0.5 для технического учета и 2 обмотки 10P10 для защит.

3. Расчет вторичной нагрузки.

Фактическая нагрузка на вторичную обмотку (Zнагр) складывается из сопротивления всех последовательно подключенных приборов (Zприб) и сопротивления соединительных проводов (Rпров). Она не должна превышать номинальную нагрузку трансформатора (Sном) при выбранном классе точности. Расчет ведется по формуле: Zнагр = Zприб + Rпров ≤ Sном / (I2ном)². Для снижения Rпров увеличивают сечение медного провода или сокращают длину линии.

4. Проверка по динамической и термической стойкости.

Трансформатор должен выдерживать сквозные токи короткого замыкания. Проверяется соответствие номинального тока термической стойкости (Iт) и динамической стойкости (iдин) расчетным значениям токов КЗ в точке установки. Параметры Iт и iдин указываются в каталожных данных на конкретную модель ТТЭ.

5. Конструктивное соответствие.

Необходимо убедиться, что габаритные размеры, способ крепления и тип первичных выводов трансформатора соответствуют конструкции ячейки КРУ, где он будет установлен.

Монтаж, эксплуатация и безопасность

Монтаж трансформаторов тока должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением правил техники безопасности при работе в электроустановках. Перед установкой необходимо визуально убедиться в отсутствии повреждений корпуса и изоляции. При подключении вторичных цепей обязательным требованием является заземление одного из выводов каждой вторичной обмотки. Это необходимо для защиты от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции между обмотками, а также для снижения потенциала на вторичных цепях. Запрещается эксплуатация трансформатора тока с разомкнутой вторичной обмоткой. При размыкании цепи вторичной обмотки в магнитопроводе резко возрастает магнитный поток, что приводит к нагреву, перенапряжению на выводах (опасному для изоляции и жизни персонала) и возможному выходу трансформатора из строя. Если требуется отсоединить измерительный прибор, вторичная обмотка должна быть предварительно замкнута накоротко на клеммах трансформатора.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное отличие классов точности 0.5 и 0.5S?

Класс точности 0.5S обеспечивает меньшую погрешность в диапазоне от 1% до 5% от номинального тока, что критически важно для точного учета при малых нагрузках. Трансформатор класса 0.5 гарантирует заявленную точность только в диапазоне от 5% до 120% от I1ном. Для коммерческого учета предписано использовать классы с литерой «S».

Можно ли использовать одну обмотку трансформатора ТТЭ одновременно для учета и защиты?

Нет, это не рекомендуется и обычно не соответствует требованиям нормативных документов. Обмотки учета и защиты имеют разные характеристики (класс точности, ПКК, номинальная нагрузка). Совмещение функций на одной обмотке может привести к неточным измерениям или некорректной работе защит при КЗ.

Как правильно выбрать номинальную мощность (нагрузку) вторичной обмотки?

Необходимо выполнить расчет полного сопротивления вторичной цепи. Сложите сопротивление всех последовательно подключенных амперметров, счетчиков, реле (обычно указывается в паспортах), а также сопротивление двухжильного кабеля, идущего от трансформатора к приборам. Полученное значение Z (в Омах) должно удовлетворять условию: Z ≤ Sном / (I2ном)². Например, для Sном=10 В·А и I2ном=5 А, допустимая нагрузка Z ≤ 10 / 25 = 0.4 Ом.

Что означает маркировка «5P10» на защитной обмотке?

Маркировка расшифровывается следующим образом: «5» – допустимая полная погрешность в процентах при номинальном первичном токе (5%), «P» – защита (protection), «10» – предельный коэффициент кратности. Трансформатор с такой маркировкой гарантирует, что при токе, в 10 раз превышающем номинальный, его погрешность не превысит 5%.

Почему вторичную обмотку трансформатора тока нельзя оставлять разомкнутой под нагрузкой?

При разомкнутой вторичной обмотке ток в ней равен нулю. Размагничивающее действие вторичной обмотки отсутствует. Весь первичный ток становится током намагничивания, что вызывает резкое увеличение магнитного потока в магнитопроводе. Это приводит к сильному перегреву активной стали, резкому росту ЭДС на выводах разомкнутой обмотки (до нескольких киловольт), что опасно для изоляции и персонала, а также к недопустимому увеличению погрешности и возможному пробою изоляции.

Какой вторичный ток предпочтительнее: 5А или 1А?

Ток 1А имеет ряд преимуществ: меньшие потери в соединительных линиях, возможность использования проводов меньшего сечения, меньшая нагрузка на измерительные органы приборов. Это особенно актуально при большой длине контрольных кабелей. Однако парк приборов, рассчитанных на 5А, все еще очень широк. Выбор зависит от проекта, используемого оборудования и расчета нагрузки.

Заключение

Трансформаторы тока серии ТТЭ от EKF являются типовым, надежным и широко распространенным решением для организации систем измерения, учета электроэнергии и защиты в распределительных сетях среднего напряжения 6-10 кВ. Их литая эпоксидная изоляция обеспечивает долговечность и безопасность, а широкий диапазон номинальных токов, классов точности и комбинаций обмоток позволяет гибко подбирать аппарат под конкретные технические условия. Корректный выбор, монтаж и эксплуатация трансформаторов тока с соблюдением всех нормативных требований являются залогом точного учета, надежной работы защит и, как следствие, безаварийного функционирования электроустановки в целом.