Трансформаторы тока TDM: технические характеристики, классификация и применение

Трансформаторы тока (ТТ) производства группы компаний TDM (ТДМ Электрик) представляют собой широкую линейку электротехнических устройств, предназначенных для преобразования первичного тока до стандартизированных значений, безопасных для измерения и использования в цепях защиты, управления и учета электроэнергии. Продукция TDM охватывает потребности коммерческого и технического учета, релейной защиты, автоматики в электроустановках до 35 кВ включительно. Основные производственные мощности и разработки сосредоточены в России, что обеспечивает соответствие продукции актуальным требованиям ГОСТ, ПУЭ и иных нормативных документов.

Классификация и конструктивное исполнение трансформаторов тока TDM

Трансформаторы тока TDM классифицируются по ряду ключевых параметров, определяющих их область применения и монтажные характеристики.

По типу установки и конструкции:

• Проходные (шинные). Предназначены для установки в проемах металлических шкафов КРУ или на шинах. Первичной обмоткой служит сам шинопровод или токоведущая штанга, пропускаемая через окно трансформатора. Серии: TDM, TDM-З, TDM-Ш.
• Опорные. Устанавливаются на ровную плоскость или конструкцию. Имеют собственную изолированную первичную обмотку. Применяются в КРУ, на подстанциях. Серии: TDM, TDM-Р.
• Встроенные. Конструктивно входят в состав других аппаратов, таких как выключатели нагрузки или силовые трансформаторы.
• Накладные (разъемные). Состоят из двух частей, что позволяет их монтаж без разрыва токопровода. Критически важны для модернизации и установки приборов учета без отключения питания. Серия: TDM-Р.
• Для воздушных линий (ВЛ). Предназначены для подвески на проводах ВЛ 6-35 кВ. Серия: TDM-В.

По классу напряжения:

• До 1 кВ (низковольтные).
• 3 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 15 кВ, 20 кВ, 24 кВ, 27 кВ, 35 кВ (средневольтные).

По материалу изоляции:

• Литая эпоксидная изоляция. Применяется для ТТ на напряжение до 35 кВ. Обеспечивает высокую механическую прочность, стойкость к агрессивным средам, не поддерживает горение.
• Изоляция из термореактивного пластика (DTOM). Используется в низковольтных сериях, обладает хорошими диэлектрическими и самозатухающими свойствами.
• Воздушно-бумажная или масляно-бумажная изоляция. Характерна для трансформаторов старших серий или специального исполнения.

Основные технические параметры и их расшифровка

Маркировка и выбор трансформатора тока TDM осуществляются на основе ряда взаимосвязанных параметров.

Номинальное напряжение (Uном):

Максимальное линейное напряжение электроустановки, в которой допускается длительная работа ТТ. Для ТТ TDM составляет от 0.66 кВ до 35 кВ.

Номинальный первичный (I1ном) и вторичный (I2ном) ток:

I1ном стандартизирован (например: 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000 А). I2ном, как правило, равен 1 А или 5 А. Выбор зависит от длины соединительных проводов и мощности нагрузки вторичных цепей.

Коэффициент трансформации (Kт):

Отношение I1ном к I2ном. Указывается в виде дроби (например, 100/5 А).

Класс точности:

Определяет допустимую погрешность трансформатора в установленных пределах первичного тока. Классы:

• Для измерений (коммерческий учет): 0.2S, 0.2, 0.5S, 0.5. Классы с литерой «S» обеспечивают высокую точность в диапазоне от 1% до 120% от I1ном.
• Для технического учета и измерений: 1.0, 3.0.
• Для защиты: 5P, 10P. Обозначается литерой «P» (protection) и числом, указывающим предельную полную погрешность в процентах при номинальном токе погрешности.

Номинальная нагрузка вторичной обмотки (Sном) в ВА и класс точности:

Полная мощность, которую можно подключить к вторичной обмотке ТТ без превышения указанного класса точности. Зависит от сопротивления соединительных проводов и потребления подключенных приборов. Стандартные значения: 1, 2.5, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 ВА.

Предельный коэффициент точности (Ктт) для защитных ТТ (ALF):

Коэффициент, показывающий, во сколько раз должен превыситься номинальный первичный ток, чтобы полная погрешность достигла предельного значения (для класса P) или чтобы магнитная система вошла в насыщение (для классов PX, TPX). Обозначается, например, 5P10, где 10 – это Ктт. ТТ 5P10 сохраняет погрешность не более 5% при токах до 10*I1ном.

Номинальный ток динамической стойкости (Iдин):

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ, которое ТТ выдерживает без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе. Выражается в кА.

Номинальный ток термической стойкости (Iтерм):

Действующее значение тока КЗ за время термической стойкости (обычно 1 или 3 с), которое ТТ выдерживает без нагрева до температур, опасных для изоляции и смежных частей. Выражается в кА.

Таблица: Сравнительные характеристики популярных серий ТТ TDM

Параметр / Серия	TDM (базовая, опорные/проходные)	TDM-Р (разъемные, накладные)	TDM-Ш (шинные)	TDM-В (для ВЛ)
Класс напряжения, кВ	0.66; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35	0.66; 6; 10	0.66; 6; 10	6; 10; 35
Диапазон I1ном, А	5 – 5000	50 – 1500	150 – 5000	5 – 600
Классы точности	0.2S; 0.5S; 0.5; 1; 3; 5P; 10P	0.5S; 0.5; 1; 3; 5P; 10P	0.5; 1; 3; 5P; 10P	0.5; 0.5S; 1; 3; 5P; 10P
Нагрузка Sном, ВА	До 50	До 15	До 30	До 30
Ключевая особенность	Универсальность, широкий модельный ряд	Монтаж без разрыва шины/провода	Прямой монтаж на шину, компактность	Подвесное исполнение для ВЛ, атмосферостойкость

Особенности монтажа, эксплуатации и схемы включения

Монтаж трансформаторов тока TDM должен производиться в соответствии с проектной документацией и ПУЭ. Необходимо обеспечить надежное крепление аппарата, целостность изоляции, правильность фазировки (маркировка выводов: Л1 – вход, Л2 – выход для первичной цепи; И1, И2 – для вторичной). Вторичные цепи должны быть заземлены в одной точке для защиты от наведенного высокого напряжения. Сечение и длина соединительных проводов рассчитываются исходя из нагрузки Sном для обеспечения требуемого класса точности.

Типовые схемы включения обмоток ТТ:

• Полная звезда. Применяется для защиты от всех видов КЗ в сетях с изолированной/компенсированной нейтралью, а также для точного учета в четырехпроводных системах.
• Неполная звезда (два ТТ). Экономичная схема для защиты междуфазных КЗ, часто используется на воздушных линиях 6-35 кВ.
• Включение на разность токов двух фаз (схема треугольника). Используется в дифференциальных защитах силовых трансформаторов и ошиновки.
• Включение одного ТТ в один провод (схема «на фазу»). Для защиты от однофазных КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью, для измерений в простых цепях.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается класс точности 0.5S от 0.5?

Класс 0.5S обеспечивает гарантированную точность в расширенном диапазоне первичных токов – от 1% до 120% от I1ном, в то время как класс 0.5 – только от 5% до 120%. Это делает класс «S» предпочтительным для коммерческого учета при низких нагрузках.

Как выбрать номинальную нагрузку (ВА) трансформатора тока?

Необходимо просуммировать потребление всех приборов, подключенных к вторичной цепи (счетчиков, амперметров, реле), и добавить потери в соединительных проводах по формуле Sпров = I2ном²

• Rпр, где Rпр – сопротивление петли «фазный-нулевой» провод. Общая нагрузка Sрасч должна быть меньше или равна Sном выбранного ТТ.

Можно ли нагружать вторичную обмотку ТТ при разомкнутой первичной?

Категорически запрещено. При разомкнутой вторичной обмотке весь первичный ток становится током намагничивания, что вызывает перегрев магнитопровода, его необратимое повреждение из-за насыщения, а также возникновение опасного высокого напряжения на выводах вторичной обмотки, угрожающего жизни персонала и изоляции.

Что означает маркировка 10P10 на защитном ТТ?

Маркировка означает: класс точности защиты «P» с предельной полной погрешностью ±10% при номинальном первичном токе погрешности. Цифра 10 после «P» – это предельный коэффициент точности (Ктт). Такой ТТ гарантирует погрешность не более 10% при токах КЗ, не превышающих 10-кратный номинальный первичный ток.

Какой трансформатор тока TDM выбрать для модернизации учета без отключения линии?

Для этой цели предназначены разъемные (накладные) трансформаторы тока серии TDM-Р. Они монтируются непосредственно на изолированный или неизолированный провод/шинку без необходимости ее разрыва, что позволяет проводить работы под напряжением.

В чем преимущество ТТ с вторичным номинальным током 1А перед 5А?

ТТ с I2ном = 1А создают меньшую нагрузку на сердечник, имеют меньшие габариты при той же мощности, а главное – позволяют использовать соединительные провода большего сечения и длины (так как при том же Sном допустимое сопротивление цепи в 25 раз выше). Это критически важно при значительном удалении щитов учета от ячеек КРУ.

Заключение

Трансформаторы тока TDM представляют собой конкурентоспособный, соответствующий российским и международным стандартам ассортимент продукции для систем измерения, учета и защиты. Широкая номенклатура, охватывающая напряжения до 35 кВ, различные конструктивные исполнения и классы точности, позволяет инженерам-проектировщикам и монтажным организациям подбирать оптимальное техническое решение для конкретных условий эксплуатации. Правильный выбор ТТ, основанный на понимании его параметров (класса точности, номинальной нагрузки, коэффициента трансформации, стойкости к токам КЗ) и корректный монтаж вторичных цепей являются залогом надежной, долговечной и безопасной работы электроустановки в целом.