Класс точности

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации трансформатора тока определяет номинал измерения тока и означает при каком первичном токе во вторичной цепи будет протекать определённый стандартный ток (чаще всего это 5 А, редко 1 А). Первичные токи трансформаторов тока определяются из ряда стандартизированных номинальных токов. Коэффициент трансформации трансформатора тока обычно записывается в виде отношения номинального первичного тока ко номинальному вторичному в виде дроби, например: 75/5 (при протекании в первичной обмотке тока 75 А - 5А во вторичной обмотке, замкнутой на измерительные элементы) или 1000/1 (при протекании в первичной цепи 1000 А, во вторичных цепях будет протекать ток 1 А. Иногда трансформаторы тока могут иметь переменный коэффициент трансформации, что возможно пересоединением первичных обмоток из параллельного в последовательное соединения (например такое решение применяется в трансформаторах тока ТФЗМ - 110) либо наличием отводов на первичной или вторичной обмоток (последнее применяется в лабораторных трансформаторах тока типа УТТ) или же изменением количества витков первичного провода, пропускаемого в окно трансформаторов тока без собственной первичной обмотки (трансформаторы тока УТТ).

Класс точности

Для определения класса точности трансформатора тока вводятся понятия:

• погрешности по току Δ I = I2 - I1’, где I2- действительный вторичный ток, I1’ =I1/n - приведённый первичный ток, I1 - первичный ток, n - коэффициент трансформатора тока;
• погрешности по углу δ = α 1 - α 2, где α 1 - теоретический угол сдвига фаз между первичным и вторичным током α 1 = 180°, α 2 - действительный угол между первичным и вторичным током;
• относительной полной погрешности ε %=(|I1’-I2|)/|I1’|, где |I1’| - модуль комплексного приведённого тока.

Погрешности по току и углу объясняются действием тока намагничивания. Для промышленных трансформаторов тока устанавливаются следующие классы точности: 0, 1 0, 5; 1; 3, 10Р. Согласно ГОСТ 7746 - 2001 класс точности соответствует погрешность по току Δ I, погрешность по углу равна: ±40’ (класс 0, 5); ±80’ (класс 1), для классов 3 и 10Р угол не нормируется. При этом трансформатор тока может быть в классе точности только при сопротивлении во вторичных цепи не более установленного и тока в первичной цепи от 0, 05 до 1, 2 номинального тока трансформатора. Для трансформаторов тока с добавлением сзади класса точности литеры S (например 0, 5S) означает, что трансформатор будет находиться в классе точности от 0, 01 до 1, 2 номинального тока. Класс 10Р (по старому ГОСТ Д) предназначен для питания цепей защиты и нормируется по относительной полной погрешности, которая не должна превышать 10% при максимальном токе к.з. и заданном сопротивления вторичной цепи. Согласно международному стандарту МЭК (IEС 60044-01) трансформаторы тока должны находится в классе точности при протекании по первичной его обмотке тока 0, 2 ÷ 200% номинального, что обычно достигается изготовлением сердечника из нанокристаллических сплавов.

Обозначения трансформаторов тока

Отечественные трансформаторы тока имеют следующее обозначения:

• первая буква в обозначении " Т" - трансформатор тока
• вторая буква - разновидность конструкции: " П" - проходной, " О" - опорный, " Ш" - шинный, " Ф" - в фарфоровой покрышке
• третья буква - материал изоляции: " М" - масляная, " Л" - литая изоляция, " Г" - газовая (элегаз).

Далее через тире пишется класс изоляции трансформатора тока, климатическое исполнение и категория установки Например: ТПЛ - 10УХЛ4 100/5А: " трансформатор тока проходной с литой изоляцией с классом изоляции 10 кВ, для умеренного и холодного климата, категории 4 с коэффициентом трансформации 100/5" (читается как " сто на пять").

Замечания

• В отличии от трасформатора напряжения, у трансформатора тока режим холостого хода является аварийным. Результирующий магнитный поток в магнитопроводе трансформатора тока равен разности магнитных потоков, создаваемых первичной и вторичной обмотками. В нормальных условиях работы трансформатора он невелик. Однако при размыкании цепи вторичной обмотки в сердечнике будет существовать только магнитный поток первичной обмотки, который значительно превышает разностный магнитный поток. Потери в сердечнике резко возрастут, трансформатор перегреется и выйдет из строя (" пожар железа"). Кроме того, на концах оборванной вторичной цепи появится большая ЭДС, опасная для работы оператора. Поэтому трансформатор тока нельзя включать в линию без подсоединённого к нему измерительного прибора. В случае необходимости отключения измерительного прибора от вторичной обмотки трансформатора тока, ее обязательно нужно закоротить.
• Согласно ПУЭ вторичная обмотка трансформатора тока (для защиты от поражения электрического тока при пробое изоляции, либо при индуктировании высокого напряжения из - за обрыва вторичной цепи) обязательно должна заземляться.

См. также

• Пояс Роговского
• Токоизмерительные клещи

Литература

Шабад М. А. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. Учебное издание. — 1998.

• Родштейн Л. А. Электрические аппараты: Учебник для техникумов. — 3-е изд. — Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981.
• Афанасьев В. В. и др. Трансформаторы тока. — Л.: Энергоатомиздат, 1989.
• Чернобровов Н. В. Релейная защита. — М.: Энергия, 1974.