трансфарматар вымяральны

►прымяненне вымяральных трансфарматараў току

Да трансфарматара току прад'яўляюцца высокія патрабаванні па дакладнасці. Часта трансфарматар току выконваюць з двума і больш групамі другасных абмотак: адна выкарыстоўваецца для падлучэння прылад абароны, іншая, больш дакладная - для падлучэння сродкаў ўліку і вымярэння (напрыклад, электрычных лічыльнікаў).

Другасныя абмоткі трансфарматара току абавязкова нагружаюцца. Калі другасныя абмоткі ня нагружаныя, на іх узнікае высокае напружанне, дастатковае для прабоя ізаляцыі трансфарматара, што прыводзіць да выхаду трансфарматара з ладу, а таксама стварае пагрозу жыцця абслуговага персаналу. Акрамя таго, з-за ўзрастаючых страт у стрыжні, магнітапровад трансфарматара пачынае перагравацца, што гэтак жа можа прывесці да пашкоджання (ці, як мінімум, да зносу) ізаляцыі і далейшаму яе прабою. Па гэтых прычынах падчас эксплуатацыі трансфарматара току другасную яго абмотку нельга трымаць растуленай.

Нармальным рэжымам працы трансфарматара току з'яўляецца рэжым кароткага замыкання яго другаснай ланцугі (напрыклад, для трансфарматара току з намінальнай магутнасцю другаснай нагрузкі S2н = 5 У і намінальным другасным токам I2н = 5А, максімальная знешняя нагрузка у другаснай ланцугі не павінна перавышаць намінальную: Z2max < Z2н = S2н/I2н2 = 5/52 = 0,2 Ом). Максімальная нагрузка другаснай ланцугі Z2max роўная суме супраціваў правадоў Z2пр (у рэжыме КЗ нельга грэбаваць супраціўленнем правадоў) і супраціўленню Z2ИП паслядоўных ланцугоў падлучальных да трансфарматара току вымяральных прыбораў: Z2max= Z2пр+Z2ИП. У гэтым рэжыме па другаснай ланцугі трансфарматара току праходзіць індукаваны ток I2, які сваёй магнітадвіжучэй сілай стварае ў магнітапровадзе другасны паток магнітнай індукцыі Ф2, накіраваны па законе электрамагнітнай індукцыі сустрэчна патоку магнітнай індукцыі Ф1, генераванага магнітадвижучэй сілай току першаснай ланцугу I1 (мал. 6.1). У выніку ў стрыжні ў стацыянарным рэжыме усталёўваецца параўнальна слабы сумарны намінальны паток магнітнай індукцыі Ф0=Ф1-Ф2 (ён складае 2-3% от Ф1), які індукуе у другаснай абмотцы невялікую ЭРС (не больш за 1 У), падтрымлівае ток у другаснай ланцугі ў дыяпазоне (0-100)% ад намінальнага току I2н прапарцыйны значэнню току першаснай ланцугі I1= (1-100)% I1н. Ток першаснай ланцугі не залежыць ад нагрузкі другаснай ланцугі і можа змяняцца ад нуля да намінальнага, а ў выпадку кароткага замыкання ў першаснай ланцугі (Z1=0) пераўзыходзіць намінальны ў дзясяткі разоў. У гэтым выпадку бяспеку другасных ланцугоў і іх нагрузак забяспечваецца за кошт уваходжання стрыжня трансфарматара току ў насычэнне - пры гэтым дапушчальная перагрузка вызначаецца каэфіцыентам бяспекі трансфарматара току, роўным звычайна 3..5.

Мал 6.1 - Схема працэсаў ўзаемасувязі першаснай і другаснай ланцугоў трансфарматара току (W1 <<), дзе W-колькасць віткоў)

Калі другасную ланцугу трансфарматара току растуліць (аварыйны рэжым), то знікненне другаснага току I2 і створанага ім магнітнага струменя Ф2 прывядзе да значнага ўзрастанні магнітнага струменя Ф0=Ф1 ад магнітадвіжучэй сілы току першаснай ланцугі і, адпаведна, павелічэнню ЭРС у другаснай абмотцы (да некалькіх кілавольт), што можа выклікаць прабой ізаляцыі і небяспеку паразы токам для абслуговага персаналу. Акрамя таго, пры вялікім магнітным струмені, яки істотна розьніцца ад намінальнага, рэзка павялічваюцца страты ў стрыжні, трансфарматар пачынае вібраваць (гудзець) і награвацца, што з'яўляецца, у прыватнасці, адной з прычын ранняга старэння яго магнітапроваду. Таму пры эксплуатацыі нельга дапускаць разрыву другаснай ланцугі трансфарматара току пры наяўнасці нагрузкі ў абанента (Z1<>0), а пры неабходнасці замены лічыльніка, падлучанага да трансфарматара току, другасную абмотку трансфарматара току папярэдне неабходна закаратыць (сучасныя трансфарматары току ўтрымоўваюць для гэтага у другаснай ланцугі спараныя клемы).

З тэорыі працы трансфарматара току вынікае, што яго пагрэшнасці (токаў пагрэшнасць, або пагрэшнасць сапраўднага каэфіцыента трансфармацыі, і вуглавая пагрэшнасць - рознасць фаз паміж токамі першаснай і другаснай ланцугі) вызначаюцца двума фактарамі: абмежаванай магнітнай пранікальнасцю ? магнітапровада і канчатковым, ненулявое значэнне велічыні другаснай нагрузкі. Калі б магнітная пранікальнасць? стрыжня была б бясконцай (што азначала б, што яго магнітнае супраціўленне роўна нулю), или вторичная нагрузка нулевой (режим полного короткого замыкания), то погрешности были бы нулевые. На практике не выполняются оба условия.

Разам з тым пагрэшнасці трансфарматара току тым менш, чым менш магнітнае супраціўленне магнітапроваду, г.зн. больш магнітная пранікальнасць матэрыялу, больш перасек стрыжня і менш яго даўжыня, а таксама чым менш яго другасная нагрузка. Важна ўлічваць тое, што магнітная пранікальнасць? ферамагнітнага матэрыялу, залежыць ад напружанасці магнітнага поля (у залежнасці ад яе велічыні можна казаць аб слабых, сярэдніх і моцных палях), і графік гэтай залежнасці мае звонавобразны выгляд: з малым значэннем? н ў малых палях, максімальным значэннем? max ў сярэдніх палях і зноў жа мінімальным значэннем у моцных палях. Паколькі трансфарматары току працуюць ў які ўсталяваўшымся рэжыме ў малых палях, то для іх істотна выкарыстанне матэрыялу не толькі з вялікай максімальнай магнітнай пранікальнасцю, але і высокай пачатковай магнітнай пранікальнасцю.

Гэтыя якасці спаўна забяспечваюць нанакрысталічныя сплавы. Менавіта высокай пачатковай магнітнай пранікальнасцю, лінейнасцю характарыстык намагнічвання і вузкай пятлёй гістарэзісу тлумачыцца ўстойлівасць метралагічных характарыстык трансфарматара току з магнітапровадамі з нанакрысталічных сплаваў да намагнічвання пастаянным токам: поўнае перамагнічвання стрыжня пры падачы пераменнага току адбываецца ў іх ужо пры малой напружанасці магнітнага поля і значэннях першаснага току 1 -2% I1н. Для сардэчнікаў ж з электратэхнічнай сталі гэтага дамагчыся цяжка нават за кошт павелічэння перасеку магнітапроваду. У цэлым нанакрысталічныя стрыжні характарызуюцца меншай матэрыялаёмістасцю, габарытамі і вагай у параўнанні з стрыжнямі з электратэхнічнай сталі для аналагічных па наменклатуры трансфарматараў току.

трансформаторы измерительные

►основные преимущества трансформаторов тока, изготовленных с применением сердечников из аморфного нанокристаллического сплава

С переходом в коммерческом учете электроэнергии на использование электронных счетчиков снижаются требования к номинальной нагрузке трансформатора тока: ее можно ограничить величиной 5 ВА (у трансформатора тока для учета с индукционными счетчиками она составляла 10-20 ВА и более), что в конечном итоге пропорционально снижает технические потери электроэнергии на приборный учет. Это имеет особенное значение в связи с тем, что КПД трансформатора тока (отношение активной мощности, отбираемой со вторичной обмотки трансформатора, к активной мощности, подводимой к первичной обмотке), по сравнению с КПД трансформаторов напряжения, низок из-за потерь в меди и магнитопроводе: КПД не достигает и 50% при номинальных токах. Нетрудно вычислить, что если в энергосистеме установлено 100 тыс. шт. трансформаторов тока, то экономия мощности на каждом только в 10 Вт даст суммарную экономию в 1 МВт, а годовая экономия электроэнергии составит 8760 МВт.ч, или около 440 тыс. долл. (из расчета 0,05 долл. за 1 кВт.ч).

В том случае, если по условиям эксплуатации необходимо разместить счетчики вдалеке от трансформаторов тока (например, в 25 метрах или далее), необходимо либо использовать трансформаторы тока с повышенной мощностью номинальной нагрузки, либо при той же мощности с номинальным током 1А (при этом допустимое максимальное внешнее сопротивление вторичной цепи увеличивается в 25 раз). В последнем случае необходимо соответственно применять и счетчики на номинальный ток не 5А, а 1А.

Высокие магнитные качества сердечников трансформаторов тока из нанокристаллических сплавов делают трансформаторы на их основе чувствительными по метрологическим характеристикам к повышению нагрузки (увеличению сопротивления нагрузки) во вторичной цепи трансформаторов тока сверх номинальной при максимальном первичном токе, что требует на практике жесткого выполнению всех вышеуказанных противоперегрузочных требований. Перегрузочные способности таких трансформаторов тока могут быть повышены за счет умощнения сердечников, что не всегда экономически оправдано для изготовителя, поскольку сердечники из нанокристаллических сплавов в 1,5-2 раза дороже сердечников из электротехнической стали..

Измерительные трансформаторы тока на сердечниках из нанокристаллических сплавов имеют перед трансформаторами тока на сердечниках из электротехнической стали следующие преимущества:
1) устойчивость метрологических характеристик к намагничиванию постоянным током,
2) высокое электросопротивление материала и уменьшенные в 4-10 раз потери на вихревые токи и перемагничивание сердечника,
3) повышенный (двойной) технологический запас по классу точности,
4) более длительный срок службы с сохранением метрологических характеристик (и, тем самым, потенциально больший межповерочный интервал),
5) меньшие затраты материала на сердечник и обмотки, меньшие габариты, вес сердечника и вес трансформатора тока в целом.
6) большая устойчивость к хищениям электроэнергии (при нагрузках потребителя менее 50% номинальной) и росту коммерческих потерь, при снижении технологических потерь электроэнергии и эксплуатационных затрат.

трансформаторы измерительные

►перспективы и экономическая эффективность использования трансформаторов на аморфном железе

В ноябре 2009г в Минске прошла первая сессия «Энергетического клуба». На ней рассматривалась концепция энергетической безопасности Республики Беларусь до 2020г. Было выделено 4 основных направления ее укрепления:
1) Энергетическая независимость - максимальный отказ от импорта электроэнергии;
2) Диверсификация поставок как по видам ресурсов, так и по странам;
3) Надежность энергоснабжения (создание резервных запасов топлива);
4) Энергоэффективность (совершенствование механизмов стимулирования энерго-сбережения, снижение энергоемкости ВВП, повышение эффективности использования ТЭР на основе научно-технических достижений, увеличение затрат на энергосбережение).

В условиях формирования энергорынка, существует объективная необходимость совершенствования коммерческого учета электрической знергии. Коммерческий учет электроэнергии с использованием измерительных трансформаторов тока в распределительных сетях 0,4 кВ энергоснабжающих организаций и потребителей в настоящее время требует коренной модернизации и предполагает замену измерительных трансформаторов тока класса 0,5 на трансформаторы тока класса 0.5s (инструктивное письмо концерна “Белэнерго” №09/171 от 19.02.2002). Указанные трансформаторы тока, согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 7746-2001, обеспечивают пределы допускаемых погрешностей в большем диапазоне измерения первичного тока: их токовая погрешность составляет 0,5% для 20-120% I1ном, 0,75% для 5-20% I1ном и 1,5% для 1-5% I1ном. Это позволяет в условиях спада и колебания нагрузок потребителей снизить ту долю коммерческих потерь электроэнергии, которая определяется приборным недоучетом. В республике на рынке средств измерения и учета электроэнергии представлены различные модели измерительные трансформаторы тока указанного класса, внесенные в Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь. Эти изделия во многом близки по своим декларируемым техническим характеристикам, но фактически, как установлено испытаниями и опытом эксплуатации, не равноценны в долговременной перспективе их применения. По заданию концерна “Белэнерго” (приказ концерна от 29.05.2003 № 112) РУП “БелТЭИ” совместно с аккредитованным испытательным центром филиала ПСДТУ РУП “Гродноэнерго” была проведена работа по испытаниям ряда образцов измерительных трансформаторов тока отечественных и зарубежных изготовителей. Испытано 25 образцов измерительных трансформаторов тока производства России, Беларуси, Литвы и Украины.

По результатам испытаний и их анализа специалистами подтверждены явные и неоспоримые преимущества измерительных трансформаторов тока на сердечниках из нанокристаллических сплавов перед измерительными трансформаторов тока с сердечниками из электротехнической стали.
а) устойлівасць метралагічных характарыстык да намагнічвання пастаянным токам;
б) высокае электрычнае супраціўлення матэрыялу і паменшаныя ў 4-10 разоў страты на віхравыя токі і перамагнічванне стрыжня;
в) павышаны (двайны) тэхналагічны запас па класе дакладнасці;
г) больш працяглы тэрмін службы з захаваннем метралагічных характарыстык (и тем самым потенциально больший межповерочный интервал);
д) меншыя габарыты, і вага стрыжня.

С учетом проведенных испытаний и основываясь на опыте эксплуатации измерительных трансформаторов тока для распределительных сетей 0,4 кВ, концерном «Белэнерго» устанавливаются технические требования к измерительным трансформаторам тока, в дополнение к требованиям ГОСТ 7746 – 2001.

трансформаторы измерительные

►тэхнічныя патрабаванні канцэрна «Белэнерга» да вымяральным трансфарматара току, у дадатак да патрабаванням ДАСТ 7746 - 2001

1. Измерительные трансформаторы тока сетей низкого напряжения для коммерческого учета электроэнергии должны соответствовать классу точности не ниже 0,5 S и иметь номинальную вторичную нагрузку не выше 5 ВА.
2. Все измерительные трансформаторы тока должны быть внесены в Государственный реестр средств измерения республики Беларусь и пройти техническое освидетельствование в концерне «Белэнерго».
3. Все измерительные трансформаторы тока должны быть метрологически поверены, опломбированы и иметь соответствующую отметку в паспорте.
4. Требования к конструкции трансформаторов тока
4.1 Корпусные детали измерительных трансформаторов тока должны иметь исполнение категории стойкости к горению не ниже ПВ-0.
4.2 Измерительные трансформаторы тока должны иметь первичные шины для монтажа к медным и алюминиевым шинам и проводам (длина шин должна соответствовать карте заказа).
4.3 Измерительные трансформаторы тока должны иметь крепежные детали для соединения шин и крепления трансформатора в электроустановке, в том числе на DIN – рейку (согласно карте заказа).
4.4 Измерительные трансформаторы тока должны позволять изменять ориентацию шины для трансформаторов с первичными номинальными токами (200-600) А.
4.5 Присоединительные размеры трансформаторов должны соответствовать ранее используемым размерам (согласно карте заказа).
4.6 Табличка данных (материал и надпись) должна гарантировать сохранность информации на протяжении всего срока службы (25 лет).
5. Защита трансформаторов тока от хищения электроэнергии
5.1 Исключить возможность замены таблички и разборки трансформаторов тока без повреждения их корпусов, защитных деталей, пломб.
5.2 После монтажа трансформаторов тока и их пломбирования должен быть исключен доступ к контактам вторичной обмотки.
5.3 Должна быть обеспечена возможность пломбировки каждого трансформатора тока двумя независимыми пломбами (пломбой метрологической службы и энергоснабжающей организации).
5.4 Трансформатор тока должен иметь пломбируемый контакт цепи напряжения, имеющий неразъемное соединение с первичной шиной.
5.5 На корпусе трансформатора тока неудаляемым способом должен быть нанесен коэффициент трансформации.

На основании вышеизложенного концерн «БелЭнерго» обязал:
1. РУП – облэнерго и ОАО «Белэнергоснабкомплект»:
1.1 В тендерах на закупку измерительных трансформаторов тока классов 0,5S для распределительных электросетей напряжением 0,4 кВ выбирать только современные измерительные трансформаторы тока, отвечающие настоящим техническим требованиям.
1.2 Для накопления опыта эксплуатации трансформаторов тока с сердечниками из нанокристалических сплавов обеспечить закупку опытных партий этих трансформаторов в объеме не менее 10 % от общего закупаемого количества.
2. РУП – облэнерго обеспечить учет настоящих технических требований при согласовании проектных решений по организации расчетного учета электроэнергии у потребителей.
3. Настоящее Указание довести до сведения и исполнения персонала подразделений РУП - облэнерго.
4. Контроль за исполнением данного Указания возложить на Управление сбыта энергии концерна «Белэнерго», на местах – на главных инженеров РУП - облэнерго.

Таким образом в настоящее время объединенной энергосистемой Республики Беларусь предусматривается в рамках модернизации замена трансформаторов тока класса 0,5 на трансформаторы тока класса 0,5S, а в соответствии с научно-техническим прогрессом замена низковольтных трансформаторов тока на сердечниках из электротехнической стали на трансформаторы тока с сердечниками из нанокристаллических сплавов. Более того, поскольку в Республике Беларусь в настоящее время появились местные производители трехфазных счетчиков электроэнергии трансформаторного включения класса точности 0,2S Гран-Электро СС-301(К) (изготовитель НП ООО «Гран-Система-С», РБ, г. Минск) и измерительных трансформаторов тока ТОП-Н-0,66 и ТШП-Н-0,66 на сердечниках из нанокристаллического сплава класса точности 0,2s (изготовитель ООО «Юджэн», РБ, г. Новополоцк), не за горами и замена трансформаторов тока классов точности 0,5 и 0,5S на трансформаторы тока класса 0,2S и появление более энергоэффективных и точных систем АСКУЭ на их базе.