Режим работы электрических приемников контролируется с помощью специальных устройств измерительных трансформаторов тока и напряжения. С их помощью осуществляется соединение контрольно-измерительных приборов с цепями, находящимися под высоким напряжением. Использование этих устройств позволяет производить точные расчеты за поставляемую электроэнергию. На функционирование таких систем существенное влияние оказывает правильный выбор трансформаторов тока, в зависимости от номинального напряжения, первичного тока, устойчивости к коротким замыканиям и других параметров. Большое значение имеет класс точности и допустимая нагрузка на вторичную цепь.
Назначение устройства и основные критерии выбора
С помощью трансформаторов параметры тока могут изменяться до таких показателей, которые позволяют выполнять измерения и в дальнейшем передавать информативный сигнал на приборы, работающие в цепях релейной защиты. Кроме основной функции, эти приборы измеряют электрическую энергию, защищают цепь и автоматику от воздействия коротких замыканий и прочих неисправностей, осуществляют управление переменным током с промышленной частотой 50-60 Гц.
От правильного выбора трансформатора тока во многом зависит точность измерения и учета потребленной электроэнергии. Параметры и технические характеристики этих приборов должны полностью соответствовать условиям эксплуатации. Поэтому, в первую очередь, учитывается значение номинального напряжения. Оно не должно превышать максимальный уровень, определенный для электроустановки. Существует стандартный ряд значений, из которого следует выбирать необходимый уровень (0,66, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ). Таким образом, в системе учета электроустановок в 0,4 кВ, применяются трансформаторы с номинальным напряжением 0,66 кВ.
Кроме напряжения должно учитываться значение номинального первичного тока. Оно также превышает максимальный рабочий ток, применяемый в электроустановке. Номинальный ток вторичной обмотки, как правило, находится в соответствии с номинальным током электрического счетчика.
Дополнительные параметры трансформаторов тока
Использование данных приборов определяется классом точности, с помощью которого определяется допустимая погрешность в отношении тока. Эта величина выражается в процентах с учетом значения номинальной вторичной нагрузки. К стандартному ряду классов, определяющих точность устройств, относятся значения 0,2, 0,5, 1,0, 3,0, 5,0, 10. Цифровые значения дополняются буквенными символами. Например, символ Р указывает на использование трансформатора или его обмотки в релейной защите. Класс точности этих приборов составляет 5 и 10 (5Р и 10Р). Буква S означает расширенный диапазон измерений трансформатора в отношении первичного тока, находящийся в пределах от 1 до 120%. Приборы без соответствующей маркировки имеют заданную погрешность в диапазоне 5-120%.
Правильный выбор трансформаторов тока зависит еще и от коэффициента трансформации. По своей сути, это отношение величин первичного и вторичного тока. Как правило, для большинства приборов данный параметр может быть завышен. Тем не менее, значение максимального тока нагрузки во вторичной обмотке трансформатора должно быть не ниже 40% от номинального показателя тока электросчетчика. Минимальное значение составляет 5%.
Дополнительно учитываются условия термической стойкости приборов при коротких замыканиях. Этот показатель рассчитывается в соответствии с полным тепловым импульсом, образующимся при коротком замыкании. Кроме того, для расчетов используется ток термической стойкости и номинальное время термической устойчивости трансформатора тока.