Трансформаторы для учета электроэнергии EKF PROxima

Трансформаторы тока и напряжения для учета электроэнергии EKF PROxima: технические характеристики, применение и выбор

Трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) серии PROxima от компании EKF представляют собой современные устройства, предназначенные для точного и надежного преобразования первичных электрических величин в стандартные вторичные сигналы. Их основное назначение – организация коммерческого и технического учета электроэнергии, защита силового оборудования, а также использование в системах автоматики и диспетчеризации. Серия PROxima разработана с учетом актуальных требований нормативных документов, таких как ГОСТ, ТР ТС 020/2011, и предназначена для эксплуатации в электрических сетях переменного тока частотой 50 Гц.

Конструктивные особенности и типы исполнения

Трансформаторы EKF PROxima производятся с применением современных материалов и технологий, что обеспечивает высокую точность, стабильность характеристик и длительный срок службы. Конструктивно они делятся на несколько ключевых типов.

Трансформаторы тока (ТТ) PROxima:

• Проходные (ТОП-0,66, ТШП-0,66): Предназначены для установки в проем панели или стенки шкафа. Имеют литое тело из негорючего компаунда, что обеспечивает высокую механическую прочность и защиту от воздействия окружающей среды. Первичная обмотка – шина или кабель.
• Шинные (ТШ-0,66, ТШП-0,66): Устанавливаются непосредственно на силовую шину распределительного устройства. Отличаются простотой монтажа без необходимости разрыва первичной цепи. Конструкция позволяет устанавливать ТТ на шины разной ширины.
• Разъемные (ТР-0,66): Состоят из двух половин, соединяемых без разрыва токопровода. Это решение незаменимо для модернизации существующих электроустановок, где невозможна установка традиционных ТТ.

Трансформаторы напряжения (ТН) PROxima (ЗНОЛ-0,66, НОЛ-0,66): Выполняются в литом корпусе из самозатухающего компаунда. Предназначены для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 В или 100/√3 В. Имеют одну или две вторичные обмотки, что позволяет одновременно подключать цепи учета, измерения и защиты.

Ключевые технические параметры и классы точности

Выбор трансформатора для учета электроэнергии определяется комплексом параметров, которые должны соответствовать проекту и условиям эксплуатации.

Основные параметры трансформаторов тока EKF PROxima:

• Номинальное напряжение: 0,66 кВ.
• Номинальный первичный ток (I_1н): Широкий диапазон от 5 до 6000 А, в зависимости от типа.
• Номинальный вторичный ток (I_2н): Стандартно 5 А. Для современных цифровых счетчиков и систем АСКУЭ предпочтительны ТТ с выходом 1 А, так как они создают меньшую нагрузку на линии и позволяют прокладывать кабель большей длины.
• Класс точности: Определяет допустимую погрешность преобразования. Для коммерческого учета обязателен класс 0,5S или 0,2S. Классы 1 и 0,5 применяются для технического учета и цепей защиты. Буква «S» указывает на расширенный диапазон точности при низких нагрузках (от 1% I_1н).
• Номинальная нагрузка (S_2н): Измеряется в ВА (Вольт-Амперах). Это максимальная мощность, которую можно подключить к вторичной обмотке ТТ без превышения погрешности. Важно, чтобы суммарное сопротивление всех подключенных приборов и соединительных проводов не превышало это значение.
• Предельная кратность (коэффициент безопасности FS): Параметр, критически важный для цепей защиты. Показывает, во сколько раз должен возрасти ток в первичной цепи, чтобы погрешность трансформатора превысила 10%. Для учета обычно используется FS5 или FS10.

Сводная таблица характеристик трансформаторов тока EKF PROxima (типовые значения)

Тип ТТ	Диапазон I1н, А	Классы точности для учета	Номинальная нагрузка, ВА (для кл. 0,5S)	Особенности монтажа
ТОП-0,66	5 — 1500	0,5S; 0,2S	5; 7,5	Проходной, на панель
ТШ-0,66	15 — 4000	0,5S; 0,2S	5; 7,5	На шину
ТР-0,66	100 — 6000	0,5S; 1	5	Разъемный, без разрыва шины

Основные параметры трансформаторов напряжения EKF PROxima:

• Номинальное первичное напряжение (U_1н): 660/√3 В, 660 В и другие.
• Номинальное вторичное напряжение (U_2н): 100/√3 В, 100 В.
• Класс точности: Для учета – 0,5; для измерений – 1,0.
• Номинальная мощность: Мощность во вторичной цепи, при которой трансформатор работает с заявленным классом точности. Обычно 10-25 ВА.
• Схема соединения обмоток: ЗНОЛ (звезда-звезда с выведенной нейтралью) или НОЛ (открытый треугольник).

Особенности применения в системах коммерческого учета

При организации узлов учета, особенно коммерческих, к выбору и установке трансформаторов EKF PROxima предъявляются строгие требования.

1. Выбор коэффициента трансформации: Номинальный первичный ток ТТ должен выбираться исходя из максимального рабочего тока нагрузки с учетом 10-20% запаса, но так, чтобы при минимальной нагрузке ток был не менее 20% от I_1н. Это обеспечивает точность в широком диапазоне нагрузок.

2. Соблюдение полярности: Правильное соединение вторичных обмоток ТТ и ТН по схеме, указанной в проекте (обычно «звезда» или «неполная звезда»), является обязательным. Ошибка в полярности приведет к некорректным показаниям счетчика.

3. Сечение и длина контрольных кабелей: Сопротивление проводов от ТТ к счетчику напрямую влияет на нагрузку S₂. Для меди сечение рассчитывается по формуле: S = ρ

• 2L / R_нагр, где L – длина кабеля, ρ – удельное сопротивление, R_нагр = S_2н / I_2н². Для цепей учета класса 0,5S рекомендуется использовать кабель сечением не менее 2,5 мм².

4. Заземление вторичных цепей: В целях безопасности вторичные цепи ТТ и ТН должны быть заземлены. Для ТТ заземляется одна точка вторичной обмотки. Для ТН, как правило, заземляется нейтраль вторичной обмотки. Это защищает оборудование и персонал от высокого напряжения в случае пробоя изоляции.

Преимущества серии PROxima для профессионального применения

• Соответствие стандартам: Полное соответствие требованиям ГОСТ, ТР ТС, что подтверждено сертификатами. Это критически важно для приемки узла учета сетевыми компаниями.
• Высокая точность и стабильность: Применение кремнийорганических компаундов и современных магнитных материалов обеспечивает низкие погрешности в широком температурном диапазоне и при изменении нагрузки.
• Безопасность и надежность: Литые негорючие корпуса обеспечивают высокую степень защиты (IP00 для монтажа внутри шкафов, IP20 для разъемных моделей), механическую прочность и устойчивость к агрессивным средам.
• Удобство монтажа и обслуживания: Четкая маркировка, наличие монтажных отверстий, конструкция разъемных ТТ, позволяющая устанавливать их под напряжением с помощью специальных инструментов.
• Широкий модельный ряд: Возможность подбора оптимального решения для любой конфигурации РУ 0,4 кВ – от компактных ячеек до мощных вводных линий.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальная разница между классами точности 0,5S и 0,5?

Класс 0,5S гарантирует указанную погрешность (не более ±0,5%) в диапазоне первичных токов от 1% до 120% от номинального. Класс 0,5 обеспечивает эту точность только в диапазоне от 5% до 120%. Таким образом, 0,5S обеспечивает более точный учет при малых нагрузках (ночью, в выходные дни), что исключает недовыставку электроэнергии. Для коммерческого учета, согласно ПУЭ (п. 1.5.15), должны применяться ТТ класса 0,5S.

2. Можно ли использовать ТТ с коэффициентом трансформации 300/5 А для учета нагрузки 50 А?

Технически – да, но это приведет к значительной потере точности. При нагрузке 50 А вторичный ток составит всего 0,83 А (менее 17% от I_2н). В зоне низких токов погрешность ТТ возрастает. Согласно рекомендациям, рабочая точка должна находиться в диапазоне 20-100% от номинального первичного тока. Для нагрузки 50 А предпочтительнее ТТ 50/5 А или 75/5 А.

3. Что произойдет, если вторичная обмотка трансформатора тока окажется разомкнутой при работе под нагрузкой?

Это аварийная ситуация. При разомкнутой вторичной цепи весь первичный ток становится током намагничивания, что вызывает резкое увеличение магнитного потока в сердечнике и, как следствие, рост ЭДС на выводах вторичной обмотки до сотен и тысяч вольт. Это опасно для жизни персонала, приводит к пробою изоляции, перегреву и разрушению сердечника ТТ. Перед работами во вторичных цепях ТТ их необходимо закоротить на специальных зажимах или клеммах.

4. Как правильно выбрать номинальную нагрузку (мощность) трансформатора тока?

Необходимо рассчитать полную нагрузку S₂ (в ВА), создаваемую всеми приборами в цепи (счетчики, амперметры, реле) и соединительными проводами. Она должна быть больше или равна S_приб + S_пров, но меньше или равна S_2н ТТ. Сопротивление проводов рассчитывается по формуле: R_пров = ρ 2L / S_каб, где L – длина кабеля в одну сторону, S_каб – сечение жилы. Затем S_пров = I_2н² R_пров.

5. Чем обусловлена необходимость заземления вторичных обмоток ТТ и ТН?

Заземление выполняет две ключевые функции: защита персонала от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции между первичной и вторичной обмотками и предотвращение накопления электростатических зарядов на вторичных цепях, которые могут создать высокий потенциал. Для ТТ, как правило, заземляется один вывод. Важно, чтобы заземление было единственным во всей вторичной цепи, чтобы избежать шунтирования измерительной цепи.

6. В чем преимущество ТТ с вторичным током 1 А перед традиционными 5 А?

ТТ с I_2н=1 А создают в 25 раз меньшую нагрузку на вторичную цепь (S = I²

• R). Это позволяет использовать контрольные кабели меньшего сечения (1,5 мм² вместо 2,5-4 мм²) или прокладывать линии большей длины без потери точности. Такие ТТ идеально подходят для интеграции с современными цифровыми счетчиками и системами АСКУЭ, имеющими низкое собственное потребление.

Заключение

Трансформаторы тока и напряжения серии PROxima от EKF являются технически обоснованным выбором для построения надежных и точных систем учета электроэнергии на напряжении 0,66 кВ. Их широкий типоразмерный ряд, соответствие строгим нормативным требованиям, высокие классы точности и продуманная конструкция для различных способов монтажа позволяют инженерам-проектировщикам и монтажникам решать задачи любой сложности. Правильный выбор параметров ТТ и ТН, учет нагрузки вторичных цепей и строгое соблюдение правил монтажа и заземления – обязательные условия для организации узла учета, который будет корректно функционировать на протяжении всего срока службы и пройдет приемку контролирующих организаций.