Gazmarket59.ru

Газ Маркет 59
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Для чего нужен трансформаторный счетчик

Трансформаторы тока и напряжения

Перед тем, как рассказать об измерительных трансформаторах – немного теории. Трансформатор – элемент электрической цепи, преобразующий величину переменного напряжения. Трансформаторы могут быть:

  • понижающими, выдающие на выходе меньшее напряжение, чем на входе;
  • повышающими, выполняющие противоположное преобразование;
  • разделительные, не изменяющие величину напряжения, применяющиеся для гальванической развязки между участками электрической сети.

Повышающие и понижающие трансформаторы обратимы: если подать номинальное выходное напряжение трансформатора на его вторичную обмотку, на первичной мы получим номинальное входное напряжение.

С токами в обмотках происходит обратная картина. Первичная обмотка рассчитывается на ток, соответствующий номинальной мощности трансформатора. Под мощность выбирается и сечение магнитопровода, и диаметр обмоточного провода первичной обмотки.

Ток вторичной обмотки понижающего трансформатора может быть больше тока в первичной во столько раз, во сколько меньше ее напряжение. Это отношение называется коэффициентом трансформации. Поэтому сечение обмоточного провода вторичной обмотки у понижающего трансформатора больше. У понижающего – все наоборот. У разделительного – все одинаково.

  1. Зачем нужны измерительные трансформаторы напряжения
  2. Трансформаторы напряжения и их конструкция
  3. Зачем нужны трансформаторы тока
  4. Принцип действия и конструкция трансформаторов тока
  5. Видео про трансформаторы тока

Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы могут быть по крайней мере двух разных видов:

  • трансформатор напряжения;
  • трансформатор тока.

Конструктивно по своему действию, а также режимам работы они прямо противоположны друг другу.

Трансформатор напряжения — это устройство, подобное обычным силовым трансформаторам, которые используются всюду для подключения нагрузки к питающей линии переменного тока. Так как в линиях электропитания напряжение выбрано для уменьшения потерь при передаче энергии, то такие трансформаторы обычно обладают понижающим действием: в электроприборах для хорошего потребления энергии нужно не высокое напряжение, а определенный номинальный ток. Поэтому напряжение снижают, ток при этом увеличивается.

Включается в одну фазу или три однофазных, рассчитанных на подключение к трехфазному счетчику электроэнергии

Отличие измерительных трансформаторов напряжения от силовых трансформаторов состоит в том, что при измерении ток, поступающий в счетчик, нужен только для того, чтобы вызвать действие в измерительной обмотке прибора, которая регистрирует напряжение. Он не должен быть большим, и его малой величины добиваются высоким сопротивлением измерительной обмотки.

Читайте так же:
Какие конденсаторы для счетчика

Как мы знаем из лабораторных работ по физике, чтобы измерить напряжение, вольтметр подключается к участку цепи, где происходит измерение падения напряжения, параллельно. А для того, чтобы само измерение влияло на результаты как можно меньше, надо, чтобы сопротивление прибора было максимально возможным. То есть, когда

Характерной особенностью обоих этих трансформаторов напряжения — и силового, и измерительного — является то, что если разомкнуть вторичную цепь, в которой работают нагрузки, силовая или измерительная, то трагедии не будет. Трансформатор перейдет в режим холостого хода, на клеммах будет не очень большое напряжение (номинал вторичной обмотки трансформатора), а ток ХХ будет нулевым.

С трансформаторами тока (тт) все наоборот.

Если мерить ток в цепи, то амперметр включается в схему последовательно. И чтобы он не оказывал влияния на ток — и свои же собственные показания — сопротивление его должно быть как можно меньше. То есть на месте измерителя тока схема «должна чувствовать» просто кусок провода почти без сопротивления.

Измерительный трансформатор позволяет прибору не включаться в схему, по которой течет измеряемый ток. Он снимает с токонесущей шины электричество индуктивно, своей вторичной обмоткой, при этом ток значительно уменьшается — масштабируется в меньшую сторону, до мыслимых величин, чтобы можно было провести измерение, не сжигая измерителя.

А что произойдет при этом с напряжением во вторичной обмотке? Если вторичную, измерительную цепь разорвать, то на месте разрыва получится напряжение… Правильно, огромной величины — оно станет «масштабировано» в другую сторону — увеличения. А от разрыва цепи энергии деваться будет некуда и она начнет разогревать магнитный сердечник трансформатора до запредельных величин. Все, будет авария!

И получается, если трансформатор напряжения боится короткого замыкания, то трансформатор тока наоборот, боится разрыва. А во время нормальной работы напряжение все «разряжается» через «почти нулевую» обмотку прибора. И обмотка эта делается так, чтобы ее сопротивление было как можно меньше. Это как бы шунт, «почти» короткозамкнутая цепь вторичной обмотки. Ток в ней будет не таким уж и большим, вполне приемлемым для измерений и безопасным.

Читайте так же:
Канализация по общедомовому счетчику

Выбор трансформатора

Чтобы выбрать устройство, нужно ознакомиться с пунктом 1.5.17 ПУЭ. В нем указано, что расход вторичной обмотки не должен падать ниже 40% от номинального при максимальной загруженности, ниже 5% при минимальной. Необходимо создать правильную последовательность фаз A, B, C. Для определения используют фазометр.

Важно! Обращают внимание на U и I. Первое число должно быть равно напряжению или превышать его, второе, соответственно силу тока.

Вместо трехфазного электросчетчика можно установить три однофазных. К каждому потребуется отдельный преобразователь, что многократно усложняет монтаж.

Номинальный ток вторичной обмотки

Строение вторичной обмотки у токовых трансформаторов, которые предназначены для напряжения не более тысячи вольт, имеет некоторые отличия. На высоковольтном приборе устанавливается как минимум две вторичные обмотки.

Принцип их действия аналогичен функционированию повышающего трансформатора. Вне зависимости от уровня мощности первичной обмотки, номинальные показатели тока на вторичной обмотке, как правило, стабильно составляют 5А.

Конструкция трансформатора тока

Номинальные значения вторичного тока «I2н» указываются в таблице прилагаемого к устройству паспорта. Номинальные токи на вторичной обмотке равны единице или 5А, но вторые показатели допускаются исключительно в устройствах с первичными токами, не превышающими 4000А.

Однако, допускается также изготовление современных токовых трансформаторных приборов по индивидуальным заказам с номинальными показателями токов вторичного типа на уровне 2.0А или 2,5А.

Существуют нормы и стандарты, по которым срок эксплуатации электросчетчика ограничен определенным периодом.

Инструкцию по монтажу однофазного счетчика смотрите здесь.

Варианты установки индукционного счетчика подробно рассмотрены в этом материале.

Выбора трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения, предназначенные для питания катушек напряжения измерительных приборов и реле, устанавливают на каждой секции сборных шин. Их выбирают по форме исполнения, конструкции и схеме соединения обмоток, номинальному напряжению, классу точности и вторичной нагрузке.

Условия выбора трансформаторов напряжения

  • конструкция, схема соединения;
  • соблюдение условия Uc.ном = U1ном (где Uc.ном— номинальное напряжение сети, к которой присоединяется трансформатор напряжения, кВ;
  • U1.ном— номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, кВ);
  • класс точности;
  • соблюдение условия S2 рас
Читайте так же:
Люк для счетчиков своими руками

При определении вторичной нагрузки сопротивление соединительных проводов не учитывается, так как оно мало. Однако ПУЭ требует оценить потерю напряжения, которая в проводах от трансформаторов к счетчикам не должна превышать 0,5 %, а в проводах к щитовым измерительным приборам — 3 %. Сечение провода, выбранное по механической прочности, как правило, отвечает требованиям потерь напряжения.

Выбор типа трансформатора напряжения определяется его назначением. Если от ТН получают питание расчетные счетчики, то целесообразно использовать на напряжениях 6, 10, 35 кВ два однофазных трансформатора типа НОМ или НОЛ, соединенных по схеме открытого неполного треугольника.

Два однофазных ТН обладают большей мощностью, чем один трехфазный, а по стоимости на напряжения 6 и 10 кВ они примерно равноценны. Если одновременно с измерением необходимо производить контроль изоляции в сетях 6—10 кВ, то устанавливают трехфазные трехобмоточные пятистержневые трансформаторы напряжения серии НТМИ или группу из трех однофазных трансформаторов серии ЗНОМ или ЗНОУТ, если мощность НТМИ недостаточна.

При использовании трех однофазных трансформаторов, соединенных в звезду, нейтральная точка обмотки высокого напряжения ТН должна быть заземлена для правильной работы приборов контроля состояния изоляции

Для напряжения 110 кВ и выше применяют каскадные трансформаторы НКФ.

Принцип работы трансформатора

Трансформаторы бывают однофазные и многофазные, с одной, двумя или большим количеством обмоток. Рассмотрим схему и принцип работы трансформатора на примере простейшего однофазного трансформатора.

Кстати, в других статьях можно почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Из чего состоит трансформатор? Во простейшем случае из одного металлического сердечника и двух обмоток. Обмотки электрически не связаны одна с другой и представляют собой изолированные провода.

Одна обмотка (ее называют первичной) подключается к источнику переменного тока. Вторая обмотка, называемая вторичной, подключается к конечному потребителю тока.

Когда трансформатор подключен к источнику переменного тока, в витках его первичной обмотки течет переменный ток величиной I1. При этом образуется магнитный поток Ф, который пронизывает обе обмотки и индуцирует в них ЭДС.

Читайте так же:
Счетчики посетителей для форумов

Бывает, что вторичная обмотка не находится под нагрузкой. Такой режимы работы трансформатора называется режимом холостого хода. Соответственно, если вторичная обмотка подключена к какому-либо потребителю, по ней течет ток I2, возникающий под действием ЭДС.

Величина ЭДС, возникающей в обмотках, напрямую зависит от числа витков каждой обмотки. Отношение ЭДС, индуцированных в первичной и вторичной обмотках, называется коэффициентом трансформации и равно отношению количества витков соответствующих обмоток.

Путем подбора числа витков на обмотках можно увеличивать или уменьшать напряжение на потребителе тока с вторичной обмотки.

Как определить коэффициент трансформации самостоятельно? ↑

Как правило такие параметры обязательно указываются в документации, прилагающейся к трансформатору, а также в обязательном порядке обозначаются на оборудовании или корпусе устройства. Но бывает, что Кт трансформатора тока необходимо определить самостоятельно, имея только данные, полученные эмпирическим путем. Как это сделать?

Через первичную обмотку такого устройства необходимо пропустить ток, замкнув накоротко вторичную обмотку. Затем соответствующим прибором нужно измерить величину электрического тока, который проходит во время эксперимента по вторичной обмотке.

Первичная и вторичная обмотки.

После этого, следует значение первичного тока, которое было подано на первичную обмотку, разделить на значение тока, полученное в результате наших замеров во вторичной обмотке. Частное и будет искомым коэффициентов трансформации.

Особенности расчетов коэффициента трансформации ↑

Расчет отношений первичного и вторичного токов может вестись в двух направлениях в зависимости от задач, которые стоят перед специалистом.

Коэффициент трансформации трансформатора тока можно разделить на:

  • действительное значение (N);
  • номинальное значение (Nн).

В первом случае мы находим соотношение действительного первичного тока к действительному вторичному току. Во втором — отношение номинального первичного тока к номинальному.

К примерам стандартных величин коэффициента ТТ можно отнести: 150/5 (N=30), 600/5 (N=120), 1000/5 (N=200) и 100/1 (N=100).

Примеры расчетов ↑

Рассмотрим принцип расчета потребления на примере трансформатора тока с коэффициентов трансформации 100/5. Как определить коэффициент трансформации трансформатора тока? Если вы сняли показания счетчика по учету электроэнергии и значение показаний оказалось равно 100 кВт/часов, при этом прибор используется с трансформатором 100/5. То расчет фактического потребления не пониженных значений следует производить следующим образом:

Читайте так же:
Схема подключения счетчика протон

Сперва следует узнать во сколько раз ваш трансформатор снижает ток нагрузки. Для этого нужно просто 100 разделить на 5 — вы получите значение коэффициента — 20.

Узнать реально существующий расход электроэнергии можно, взяв коэффициент и умножив его на значение вашего прибора учета, то есть на 100 кВт. Реальное потребление составило 2000 кВт/часов.

Особенности значений, получаемых при измерении коэффициента трансформации ↑

Измеряя коэффициент трансформации ТТ, следует знать, что допустимые отклонения полученного значения от прописанных в документации или показателей аналогичного полностью исправного прибора не должны быть более 2 процентов.

Особенностью замеров у встроенных устройствах является то, что все показания снимаются только на ответвлениях, которые являются рабочими. Остальные же части обмоток в расчет не берутся и не проверяются.

Разделительное трансформирующее устройство на вторичной обмотке может создавать напряжение около 5В, а значение тока должно быть около 1000А.

На что еще обратить внимание при выборе трансформатора? ↑

Не забывайте, что любое оборудование также имеет свой срок «годности». Потому, при покупке обязательно проверьте год и квартал выпуска вашего трансформатора. Напомним, что межповерочные интервалы у всех ТТ должны составлять не более 4 лет с момента изготовления.

Разновидности трансформаторов тока.

Чтобы избежать покупки просроченного оборудования, обязательно сверьте данные, которые указаны в паспорте изделия и на шильдике, закрепленном на корпусе трансформатора. Они должны полностью совпадать.

Если вы приобретаете трехфазный счетчик, то с момента выпуска и до пломбировки должно пройти не более года иначе вам придется потратить дополнительные средства, оплачивая государственную проверку или покупку более «свежего» прибора учета. Чтобы проверить дату, обратите внимание на свинцовую пломбу — там указан квартал выпуска римскими цифрами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector