Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Схема подключения трехфазного счетчика через трансформаторы тока

Трансформаторы тока (далее ТТ) — это устройства, предназначенные для преобразования (снижения) тока до значений, при которых возможна нормальная работа приборов учета.

Проще говоря, они используются в щитах учета для измерения расхода электроэнергии потребителей большой мощности, когда непосредственное или прямое включение счетчика недопустимо из-за высоких токов в измеряемой цепи, способных привести к сгоранию токовой катушки и выводу прибора учета из строя.

Конструктивно эти устройства представляют собой магнитопровод с двумя обмотками: первичной и вторичной. Первичная (W1) подключается последовательно к измеряемой силовой цепи, к вторичная (W2) — к токовой катушке прибора учета.

Первичная обмотка выполняется с большим сечением и меньшим количеством витков чем вторичная, часто выполняется в виде проходной шины. Снижение тока (собственно, коэффициент трансформации) — это отношение тока W1 к W2 (100/5, 200/5, 300/5, 500/5 и т. д.).

Помимо преобразования измеряемого тока до допустимых для измерения значений, ввиду отсутствия связи W1 с W2 в ТТ происходит разделение измерительных и первичных цепей.

Как устроен трансформатор тока?

На следующем рисунке схематично обозначены процессы, протекающие в трансформаторе тока при превращении электроэнергии.

По первичной силовой обмотке с количеством витков ω1 течет ток I1, при этом он преодолевает ее полное сопротивление Z1. Вокруг катушки возникает магнитный поток Ф1, он фиксируется с помощью магнитопровода, находящегося перпендикулярно по отношению к вектору I1. Подобный способ расположения позволяет превращать электрическую энергию в магнитную с наименьшими потерями.

При пересечении перпендикулярных витков обмотки ω2 поток Ф1 создает в них электродвижущую силу Е2, под ее действием во вторичной обмотке появляется ток I2, который преодолевает полное сопротивление катушки Z2 и подсоединенной на выходе нагрузки Zн. В процессе напряжение U2 на зажимах вторичной цепи падает.

Коэффициент трансформации К1, можно посчитать, разделив вектор I1 на вектор I2. Это один из основных параметров трансформаторов тока, он определяется прежде, чем начинают проектировать устройство, а в действующих трансформаторах его измеряют. Однако, как и при работе любых приборов, реальные показания отличаются от теоретических. Для учета таких погрешностей существует специальная метрологическая характеристика, или класс точности трансформатора тока.

В отличие от расчетов, при работе трансформатора тока в жизни величины токов в обмотках не являются константами, так что коэффициент трансформации рассчитывают по номиналам. К примеру, если коэффициент трансформации равен 1000/5, то это значит, что в первичном витке течет ток величиной 1 кА, а во вторичных действует нагрузка 5 А. Исходя из данных величин, можно понять, как долго трансформатор тока прослужит.

Магнитный поток Ф2, возникающий благодаря вторичному току I2, понижает величину потока Ф1 в магнитопроводе. В процессе возникающий поток трансформатора Фт рассчитывается как геометрическая сумма векторов Ф1 и Ф2.

Расчет и выбор устройства

Перед началом работы с трансформатором необходимо правильно рассчитать его мощность. Так как сейчас на рынке присутствует большое количество устройств этого типа, обладающих различными характеристиками, ошибиться в выборе довольно легко. Дело в том, что при недостаточной мощности прибор не сможет решить поставленную задачу, а при высоком показателе увеличится расход энергии.

При этом рассчитать требуемую мощность на практике очень просто. Если предположить, что в помещении установлено шесть ламп по 30 Вт при напряжении в 12 В, то общая мощность всех осветительных элементов составит 180 Вт.

Любое электронное устройство следует выбирать с небольшим запасом, составляющим от 10 до 15 процентов. В результате для решения поставленной задачи предстоит приобрести трансформатор для галогенных ламп мощностью около 207 Вт.

МАРКИРОВКА ТОКОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Условное обозначение устройств отечественного производства осуществляется в соответствии с нормативной документацией и техническими условиями ми (ТУ).

Она имеет следующий вид:

• Т — первая буква в обязательном порядке «Т» означает, что устройства относятся к трансформаторным;
• N — конструкционные особенности устройства: проходной (П), опорный (О), с использованием шины в качестве первичной обмотки (Ш), с фарфоровой изоляцией корпуса (Ф);
• M — материал изоляции обмоток: «М» — масляная (фактически, смешанная бумажно-масляная изоляция), «Л» — литая (эпоксидная смола), «Г» – газовая;
• Х1 — значение рабочего (номинального) напряжения;
• Х2 — вариант конструкционного исполнения. Как правило, касается расположения контактов первичной и вторичной обмоток как;
• Х3 — габаритные размеры корпуса. Чаще всего, эта маркировка применяется для трансформаторов, устанавливаемых в силовых шкафах. Код привязывают к длине корпуса;
• Х4 — буквенный код определяющий расположение выводов вторичной катушки относительно установочного основания. «А» — параллельно установочной поверхности, «Б» — перпендикулярно относительно установочной поверхности;
• Х5 — наличие и тип изолирующих барьеров;
• Х6 – значение точности при передаче данных, внешняя цепь;
• Х7 — коэффициента безопасности для исходящих катушек (измерительные цепи);
• Х8 – значение точности для исходящих катушек (измерительные цепи);
• Х9 — коэффициент кратности;
• Х10 – рабочее значение нагрузки для устройств измерения;
• Х11 — рабочее значение нагрузки для устройств защиты;
• Х12 — значение входящего и исходящего тока;
• Х14 — максимальное значение силы тока при односекундном воздействии короткого замыкания на пределе термической стойкости;
• Х15 — климатическое исполнение оборудования.

В соответствии с ГОСТ силовые трансформаторы 10(6)/0,4 кВ мощностью от 25 до 2500 кВА могут изготавливаться со следующими схемами соединения обмоток:

«звезда/звезда» — Y/Yн-0 ;
«треугольник-звезда» — D/Yн-11 ;
«звезда-зигзаг» — Y/Zн-11 .
Принципиальное отличие технических характеристик трансформаторов с различными схемами соединений обмоток заключается в разной реакции на несимметричные токи, содержащие составляющую нулевой последовательности. Это прежде всего однофазные сквозные короткие замыкания, а также рабочие режимы с неравномерной загрузкой фаз.
Как известно, силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ имеют трехстержневой стальной сердечник, на каждом стержне которого располагаются первичная и вторичная обмотки соответствующей фазы — А, В и С. Магнитные потоки трех фаз в симметричных режимах работы циркулируют в стальном сердечнике трансформатора и за его пределы не выходят.
Что происходит при нарушении симметрии с преобладанием нагрузки одной из фаз на стороне 0,4 кВ? Такие режимы работы исследуются с использованием теории симметричных составляющих . Согласно этой теории любой несимметричный режим работы трехфазной сети представляется в виде геометрической суммы трех симметричных составляющих тока и напряжения: это составляющие прямой, обратной и нулевой последовательностей.

* У/УН-0 : обмотка ВН соединена в звезду, обмотка НН – в звезду в выведенной
нейтралью; группа 0;

* Д/УН-11 : обмотка ВН соединена в треугольник, обмотка НН – в звезду с
выведенной нейтралью; группа 11;

* У/ZН-11 : обмотка ВН соединена в звезду, обмотка НН- в зигзаг с выведенной
нейтралью; группа 11.

Для трансформаторов малой мощности (от 25 до 250 кВА), защищаемых предохранителями со стороны ВН, безусловное преимущество имеет схема соединения обмоток Y/Zн-11. Несколько меньший эффект дает схема Y/Yн-0. Схему D/Yн-11 для таких трансформаторов применять не следует.
Схема соединения обмоток трансформаторов D/Yн-11 может применяться в сравнительно редких случаях для более мощных трансформаторов при необходимости ограничения тока однофазного КЗ с целью повышения устойчивости коммутационной аппаратуры.
Предприятиям-изготовителям силовых трансформаторов следует в обязательном порядке производить замеры их сопротивлений нулевой последовательности.

• Рекомендуем
• Комментарии

Что такое ревизия трансформатора

Читать далее

Характеристики трансформаторов ТМ

Читать далее

Пункт коммерческого учета (ПКУ-10)

Читать далее

Зависимость температуры и мощности нагрева от варианта схемы подключения

Мощность нагревателя – это параметр, на который многие покупатели ориентируются при покупке. По сути же мощность ТЭНа зависит только от показателя сопротивления резистивной спирали. Конечно же, если не использовать электротрансформаторы и питание от определенной сети будет постоянным. Данное свойство можно легко вычислить, по простой формулой из курса физики:

Мощность (P) = Напряжение (U) * Сила тока (I)

В данном случае за величину напряжения берем разницу потенциалов между выводами электрического ТЭНа, а силу тока нужно измерять ту, которая будет протекать по резистивной спирали.

Силу тока можно вычислить по формуле I=U/R, где R – электрическое сопротивление нагревательной спирали. Теперь подставим данное значение в формулу мощности, и получится, что мощность ТЭНа зависит только от напряжения и сопротивления.

Таким образом, делаем вывод, что при постоянном напряжении сети питания мощность электронагревателя будет меняться только при изменении сопротивления.

Значение сопротивления резистивного элемента в основной массе ТЭНов имеет прямую зависимость от значения выделения температуры. Но в нагревателях с нихромовой или фехралевой нитью накаливания, к примеру, в пределах нескольких сотен градусов сопротивление зачастую не изменяется.

В ситуации с высокотемпературными нагревателями из карбида кремния или дисилицид молибдена все будет совсем подругому. В выскотемпературных нагревателях с увеличением температуры, сопротивление падает очень значительно в пределах от 6 до 0,6 Ом, что делает их очень экономичными в плане потребления электроэнергии.

Но из-за данного качества высокотемпературных ТЭНов их нельзя подключать напрямую к сети питания 220В, не говоря уже о 380В. Технически возможно произвести подключение к 220в, если соединение будет последовательно. Но все же при данном способе не будет возможности контролировать мощность и температурную нагревателей. Для подключения высокотмепературных нагревателей состоящих не из металла, следует использовать специализированные трансформаторы или же стандартные статистические ЭМ устройства.

В компании «РОСНАГРЕВ» вы можете приобрести электронагреватели, которые производятся специально с учетом подключения к трехфазной сети питания. Это сухие цилиндрические ТЭНы, блок Тэны для воды и трехстержневые КЭНы. Тип подключения данных нагревателей зависит от напряжения по схеме звезды или треугольника.

При подключении электрических нагревателей в соответствии со схемой ТРЕУГОЛЬНИК соединяются три нагревательных спирали, у которых равные значения резистивной спирали и на питание будет подано 380В. Подключение ТЭНов ЗВЕЗДА подразумевает наличие нулевой точки вывода, а на каждый ТЭН будет подаваться 220В. Нулевой провод позволяет подключать потребители с разным значением резистивной спирали.

Корпус ТЭНов в бытовых и промышленных приборах(водонагревателях) изготавливают чаще всего из сплавов меди или нержавеющей ПОДРОБНЕЕ

Нагревательные элементы используются в большом количестве бытовых устройств: утюги, электрические чайники, стиральные машины, бойлеры и ПОДРОБНЕЕ

Причины неисправности ТЭНа Одной из главных причин неправильной работы или выхода из строя стиральных машин, ПОДРОБНЕЕ

Термостойкие провода и кабеля используются в любом оборудовании, питание которого происходит от сети. Долгое функционирование ПОДРОБНЕЕ