Трансформаторы тока DEKraft ТОП

Трансформаторы тока DEKraft ТОП: технические характеристики, конструкция и применение

Трансформаторы тока (ТТ) серии ТОП от компании DEKraft представляют собой современные приборы учета и защиты, предназначенные для преобразования первичного тока до стандартных значений, безопасных для измерительных приборов и релейной защиты. Данные устройства соответствуют требованиям ГОСТ 7746-2015 (МЭК 61869-1:2007, МЭК 61869-2:2012) и находят широкое применение в коммерческом и техническом учете электроэнергии, в системах АСКУЭ, а также в цепях защиты распределительных сетей 0,66 кВ и 10 кВ.

Конструктивные особенности и типы исполнения

Трансформаторы тока DEKraft ТОП производятся в двух основных конструктивных исполнениях: проходные (ТОП-0,66) и опорные (ТОП-10). Каждое из них адаптировано под конкретный класс напряжения и условия монтажа.

Трансформаторы тока ТОП-0,66

Предназначены для работы в сетях переменного тока частотой 50-60 Гц с номинальным напряжением до 0,66 кВ. Конструктивно представляют собой тороидальный магнитопровод, набранный из ленты кристаллического нанокремнистого сплава, что обеспечивает высокую точность и низкие потери. Обмотки выполнены из медного провода с теплостойкой изоляцией. Корпус изготовлен из негорючего термопластика (поликарбоната), стойкого к ультрафиолету и механическим воздействиям. Клеммная колодка позволяет удобно подключать измерительные цепи. Существуют модификации для монтажа на шину (ТОП-0,66Ш) и на провод (ТОП-0,66П).

Трансформаторы тока ТОП-10

Предназначены для работы в распределительных сетях 6-10 кВ. Это опорные трансформаторы тока с фарфоровой или полимерной внешней изоляцией, предназначенные для установки на плоскую или рамовую опору. Первичная обмотка, как правило, представляет собой шинный вывод. Магнитопровод и вторичные обмотки размещены в заземленном металлическом корпусе, заполненном изоляционным компаундом. Конструкция обеспечивает высокую электрическую прочность и стойкость к атмосферным воздействиям.

Ключевые технические параметры и классы точности

Основные параметры трансформаторов тока регламентируются паспортными данными и определяют область их применения.

Номинальный первичный и вторичный ток

Серия ТОП охватывает широкий диапазон первичных токов: от 5-5 А до 5000 А для ТОП-0,66 и от 5-150 А до 2000-3000 А для ТОП-10. Номинальный вторичный ток стандартен: 5 А или 1 А. Выбор тока 1 А становится предпочтительным для протяженных линий связи с устройствами учета, так как позволяет снизить потери и нагрузку на измерительные цепи.

Класс точности и вторичная нагрузка

Класс точности определяет максимально допустимую погрешность трансформатора в установленных условиях работы. Для ТТ DEKraft ТОП доступны следующие классы:

• Для учета (коммерческий): 0,2S; 0,5S. Классы с литерой «S» обеспечивают высокую точность в широком диапазоне токов (от 1% до 120% от номинального), что критично для точного коммерческого учета.
• Для технического учета и измерений: 0,5; 1,0.
• Для релейной защиты: 5P; 10P. Буква «P» (protection) указывает на применение в защите. Важным параметром для таких ТТ является коэффициент предельной кратности (ALF) и погрешность по составной погрешности (ε). Например, обозначение 5P10 означает класс точности 5P, где погрешность по составной погрешности не превысит 5% при токе, в 10 раз превышающем номинальный (10*Iном).

Вторичная нагрузка (номинальная мощность в ВА) указывает на способность ТТ обеспечивать заявленный класс точности при определенном сопротивлении внешней цепи. Превышение этой нагрузки ведет к увеличению погрешности.

Сводная таблица характеристик трансформаторов тока DEKraft ТОП

Параметр	ТОП-0,66 (пример: ТОП-0,66-150/5А 0,5S)	ТОП-10 (пример: ТОП-10-100/5А 0,5/10P)
Номинальное напряжение, кВ	0,66	10
Диапазон первичных токов, А	5-5 … 5000	5-150 … 2000-3000
Вторичный ток, А	5 или 1	5 или 1
Классы точности (измерение/учет)	0,2S; 0,5S; 0,5; 1,0	0,2S; 0,5S; 0,5; 1,0
Классы точности (защита)	5P, 10P (для специальных исполнений)	5P, 10P (часто в комбинированном исполнении, напр. 0,5/10P)
Номинальная вторичная нагрузка, ВА	2,5; 5; 7,5; 10; 15 (в зависимости от модификации)	10; 15; 20; 30; 40; 50
Испытательное напряжение, кВ	6 (изоляция обмоток)	42 (основная изоляция)
Материал корпуса/изоляции	Самозатухающий поликарбонат	Фарфор/полимер + компаунд
Температурный диапазон, °C	-45 … +50	-60 … +50

Схемы соединения обмоток и группы точности

Трансформаторы тока ТОП-10 часто имеют несколько вторичных обмоток (обычно две или три), что позволяет использовать один трансформатор одновременно для цепей учета, измерений и защиты. Обмотки могут быть объединены в различные группы соединений. Наиболее распространенные:

• Одна вторичная обмотка: Стандартная схема для простых задач учета или защиты.
• Две и более раздельные обмотки: Например, одна обмотка класса 0,5S для коммерческого учета, а вторая класса 10P для защитных реле. Это исключает взаимное влияние цепей.
• Обмотки, соединенные в звезду или треугольник: Применяются в схемах дифференциальной защиты силовых трансформаторов и сборных шин, а также для защиты от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

Выбор группы соединений определяется проектом релейной защиты и схемой размещения приборов учета.

Выбор и монтаж трансформаторов тока ТОП

Правильный выбор ТТ является критически важным для обеспечения точности и безопасности.

Алгоритм выбора:

1. Определение номинального напряжения: Uном.ТТ ≥ Uном.сети.
2. Выбор номинального первичного тока: Iном.1 выбирается по длительному рабочему току нагрузки (Iраб) с учетом его возможного роста. Рекомендуется: Iном.1 ≥ 1,15
3. Iраб. Для цепей учета важно, чтобы рабочий ток составлял 40-60% от Iном.1 для работы в оптимальной зоне точности.
4. Определение вторичного тока: 5А или 1А, в зависимости от длины линий и типа подключаемой аппаратуры.
5. Выбор класса точности: Для коммерческого учета – 0,5S или 0,2S; для технического учета – 0,5 или 1,0; для защиты – 5P или 10P с требуемой предельной кратностью.
6. Проверка по вторичной нагрузке: Полное сопротивление вторичной цепи Z2 (сумма сопротивлений проводов, контактов и приборов) не должно превышать номинальную нагрузку Zном для выбранного класса точности. Особое внимание следует уделить сечению и длине соединительных проводов.
7. Проверка на электродинамическую и термическую стойкость: Для ТТ на 10 кВ необходимо убедиться, что кратность ударного тока Кд и ток термической стойкости Iт с временем tт соответствуют параметрам короткого замыкания в точке установки.

Требования к монтажу:

• ТТ ТОП-0,66 монтируются на шину или кабель с последующим закреплением корпуса. Необходимо обеспечить отсутствие механических напряжений.
• ТТ ТОП-10 устанавливаются на опорные конструкции. Обязательно должно быть обеспечено надежное заземление металлических частей и вторичных обмоток.
• Вторичные цепи должны быть собраны проводом сечением не менее 2,5 мм² по меди. Цепи учета и защиты, как правило, разделяются.
• Обязательное правило: Вторичные обмотки трансформатора тока должны быть всегда замкнуты на нагрузку или закорочены. Работа ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой недопустима, так как приводит к появлению высокого напряжения на выводах, опасного для жизни персонала и приводящего к пробою изоляции и повреждению трансформатора.

Поверка и срок службы

Трансформаторы тока, используемые в цепях коммерческого учета, подлежат обязательной первичной и периодической поверке. Межповерочный интервал (МПИ) для ТТ DEKraft ТОП, как правило, составляет 8-16 лет в зависимости от конкретного типа и условий эксплуатации. Поверка осуществляется методом сравнения с эталонным трансформатором тока в специализированных лабораториях. Срок службы изделий составляет не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации, указанных в паспорте.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается класс точности 0.5S от 0.5?

Класс точности 0.5S обеспечивает гарантированную погрешность не более ±0,5% в диапазоне токов от 1% до 120% от номинального первичного тока. Класс 0.5 гарантирует эту точность только в диапазоне от 5% до 120%. Таким образом, 0.5S существенно точнее при малых нагрузках (менее 5% от Iном), что критично для точного коммерческого учета, где нагрузка может сильно варьироваться.

Можно ли использовать один трансформатор тока одновременно для учета и защиты?

Да, но только если трансформатор имеет как минимум две раздельные вторичные обмотки. Одна обмотка с высоким классом точности (0,2S/0,5S) подключается к счетчику, а другая, с классом защиты (5P, 10P) – к релейным аппаратам. Использование одной обмотки для обеих задач не рекомендуется, так как требования к характеристикам для учета и защиты различны, а также из-за необходимости гальванического разделения цепей.

Что означает маркировка «ТОП-10-150/5А 0,5/10P20»?

Это обозначение расшифровывается следующим образом: Трансформатор тока опорный, на 10 кВ, с номинальным первичным током 150 А, вторичным током 5 А. Трансформатор имеет две вторичные обмотки (или одну комбинированную): первая – для измерений/учета с классом точности 0,5, вторая – для защиты с классом точности 10P и предельной кратностью 20 (т.е. сохраняет характеристики при токах до 20*150=3000 А).

Как правильно выбрать сечение проводов для вторичных цепей ТТ?

Сечение выбирается исходя из максимально допустимого падения напряжения, чтобы вторичная нагрузка Z2 не превышала номинальную Zном. Расчет ведется по формуле: S (мм²) ≥ (ρ L Iном.2) / (Zном — Zприб), где ρ – удельное сопротивление меди (0,0175 Ом*мм²/м), L – длина двустороннего провода (м), Iном.2 – вторичный ток (А), Zприб – полное сопротивление подключенных приборов (Ом). На практике для цепей учета с током 5А часто применяют провод сечением 2,5-4 мм², для тока 1А можно использовать 1,5-2,5 мм².

Почему вторичную обмотку трансформатора тока нельзя размыкать под нагрузке?

При протекании первичного тока I1 во вторичной обмотке наводится ЭДС, которая создает ток I2, компенсирующий магнитный поток в сердечнике. При размыкании цепи компенсирующий ток I2 исчезает. Весь первичный ток становится током намагничивания, что вызывает резкий рост магнитного потока в сердечнике и его насыщение. В результате на выводах разомкнутой вторичной обмотки возникает высокое напряжение (до нескольких киловольт), представляющее угрозу для изоляции и жизни персонала. Также это приводит к сильному перегреву и возможному повреждению сердечника из-за повышенных потерь.

В чем преимущество трансформаторов тока с вторичным током 1А перед 5А?

Основное преимущество – снижение потерь в соединительных проводах и, как следствие, возможность использовать провода меньшего сечения или увеличивать длину линий связи без ухудшения класса точности. Сопротивление вторичной цепи для ТТ 1А может быть в 25 раз выше, чем для ТТ 5А при той же номинальной мощности в ВА (P = I²

• Z). Это делает ТТ на 1А предпочтительными для удаленных точек учета.

Заключение

Трансформаторы тока серии ТОП от DEKraft являются надежным и технологичным решением для построения систем измерения, учета и защиты в распределительных сетях среднего и низкого напряжения. Широкий модельный ряд, наличие различных классов точности, комбинированных исполнений и соответствие современным стандартам позволяют гибко подбирать оборудование под конкретные проектные задачи. Строгое соблюдение правил выбора, монтажа и эксплуатации, изложенных в технической документации, гарантирует долговечную, точную и безопасную работу устройств на протяжении всего срока службы.