Измерительные трансформаторы тока

Электромагнитные измерительные трансформаторы тока (ТТ) являются наиболее распространенным видом первичных измерительных преобразователей информации для релейной защиты о КЗ. Трансформаторы тока в релейной защите позволяют: изолировать цепи релейной защиты от высокого напряжения первичной цепи, получить стандартные номинальные вторичные токи 5 или 1 А, создать различные схемы соединений вторичных обмоток ТТ и обмоток реле тока.

Зажимы обмоток ТТ маркируются (рис. 2.1,а), так как важно знать одноименные их выводы. Приняв произвольно за начало Н первичной обмотки любой зажим, за начало н вторичной обмотки принимают зажим, из которого мгновенный ток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru направляется во внешнюю цепь в тот момент времени, когда первичный ток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru направлен от начала H к концу К. Заводы-изготовители обозначают начало и конец первичной обмотки ТТ Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , а начало и конец вторичной обмотки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и Измерительные трансформаторы тока - student2.ru .

В этом случае, обходя по замкнутому контуру магнитопровода и пренебрегая намагничивающим током, получаем

Измерительные трансформаторы тока - student2.ru или Измерительные трансформаторы тока - student2.ru ,

где Измерительные трансформаторы тока - student2.ru - коэффициент трансформации ТТ; Измерительные трансформаторы тока - student2.ru - первичный ток, приведенный к числу витков Измерительные трансформаторы тока - student2.ru . На упрощенной векторной диаграмме (рис. 2.1,б) приведенный первичный и вторичный токи совпадают.

Трансформатор тока (рис. 2.1,в) состоит из первичной обмотки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , включаемой последовательно в цепь контролируемого тока, вторичной обмотки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru замкнутой на сопротивление нагрузки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , состоящее в основном из сопротивлений последовательно включенных элементов УРЗ и соединительных проводов, а также из магнитопровода 1, с помощью которого осуществляется магнитная связь между обмотками. Первичный ток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru проходящий по виткам первичной обмотки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и ток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , индуцированный во вторичной обмотке Измерительные трансформаторы тока - student2.ru ,

Измерительные трансформаторы тока - student2.ru Рис. 2.1. К пояснению работы трансформаторов тока: а – обозначение ТТ; б – упрощенная векторная диаграмма; в – принцип устройства; г – схема замещения; д – векторная диаграмма

создают магнитодвижущие силы (МДС) Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , которые вызывают соответственно магнитные потоки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , замыкающиеся по магнитопроводу 1. Намагничивающие силы и создаваемые ими магнитные потоки с учетом их положительных направлений, показанных на рис. 2.1,в, геометрически вычитаются, образуя результирующую МДС Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и результирующий магнитный поток трансформатора тока Измерительные трансформаторы тока - student2.ru :

Измерительные трансформаторы тока - student2.ru ;

Измерительные трансформаторы тока - student2.ru .

Поток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , называемый рабочим или основным, пронизывает обе обмотки и наводит во вторичной обмотке ЭДС Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , которая создает в замкнутой цепи вторичной обмотки ток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru . Поток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru создается МДС Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и, следовательно, током Измерительные трансформаторы тока - student2.ru .Последний является частью тока Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и называется намагничивающим током.

С учетом рассмотрения принципа действия ТТ на рис. 2.1,г приведена его схема замещения, в которой принято, что первичный ток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и намагничивающий ток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , а также сопротивления первичной обмотки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и ветви намагничивания Измерительные трансформаторы тока - student2.ru приведены к числу витков вторичной обмотки:

Измерительные трансформаторы тока - student2.ru ; Измерительные трансформаторы тока - student2.ru ;

Измерительные трансформаторы тока - student2.ru ; Измерительные трансформаторы тока - student2.ru .

Векторная диаграмма трансформатора тока (рис. 2.1,д) построена на основании его схемы замещения. За исходный вектор принят Измерительные трансформаторы тока - student2.ru . ЭДС, индуцируемая в первичной и вторичной обмотках, равна:

Измерительные трансформаторы тока - student2.ru

Соответствующий магнитный поток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru отстает от Измерительные трансформаторы тока - student2.ru на угол Измерительные трансформаторы тока - student2.ru (поток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru показан отстающим, так как его условное положительное направление на рис. 2.1,в принято противоположным определяемому правилом "буравчика"). По кривой намагничивания Измерительные трансформаторы тока - student2.ru для данного значения Измерительные трансформаторы тока - student2.ru определяется приведенный намагничивающий ток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , смещенный относительно потока Измерительные трансформаторы тока - student2.ru на угол g, определяемый потерями в стали. Приведенный первичный ток равен сумме приведенного намагничивающего и вторичного токов:

Измерительные трансформаторы тока - student2.ru .

Значение вторичного тока зависит от кратности первичного тока Измерительные трансформаторы тока - student2.ru ( Измерительные трансформаторы тока - student2.ru - номинальный первичный ток ТТ) и сопротивления нагрузки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru . С увеличением Ки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru вторичный ток уменьшается по сравнению со значением Измерительные трансформаторы тока - student2.ru из-за увеличения намагничивающего тока Измерительные трансформаторы тока - student2.ru . Необходимая точность трансформации обеспечивается работой ТТ в режиме, близком к короткому замыканию вторичной обмотки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru , т.е. с небольшим Измерительные трансформаторы тока - student2.ru . При размыкании вторичной обмотки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru поток Измерительные трансформаторы тока - student2.ru резко возрастает и мгновенные значения ЭДС во вторичной обмотке Измерительные трансформаторы тока - student2.ru могут оказаться недопустимо большими, что может вызвать пробой изоляции обмотки Измерительные трансформаторы тока - student2.ru и выход из строя ТТ.

Наши рекомендации