Зачем нужна проверка классов точности трансформаторов тока и напряжения

В зависимости от назначения измерительного трансформатора тока или измерительного трансформатора напряжения регламентируют класс точности их работы. Перед подключением этих устройств в силовую цепь необходимо убедится в том, что их класс точности соответствует требуемому.

Проверка класса точности трансформатора тока

При питании обмоток счетчиков для расчета с энергосистемой погрешность не должна превышать 0,5%, измерительных приборов – 1%, релейной защиты – 3%. Для подключения приборов дифференциальной защиты и защиты от замыканий на землю применяют трансформаторы тока класса 10Р.

Ниже приведена таблица допустимых величин нагрузки вторичной цепи для некоторых трансформаторов тока в зависимости от требуемого класса точности:

Вторичной нагрузкой трансформатора тока Z_н.т.т называется полное сопротивление вторичной цепи Z₂ в омах. Оно равно сумме сопротивлений всех последовательно включенных катушек приборов и реле, переходных контактов и соединительных проводов:

Где ∑Z_приб.– сумма полных сопротивлений приборов, Ом; Z_пров – сопротивление соединительных проводов, Ом; n_k – число контактов; 0,01 – среднее сопротивление одного контакта, Ом;

В приведенной выше формуле допущено алгебраическое сложение полных сопротивлений, что для данного случая не дает серьезной погрешности.

Для практических расчетов суммарное сопротивление контактов можно принимать равным 0,1 Ом.

Принимая по каталогам допустимое Z_н.т.т и сопротивление включенных приборов, можно определить требуемое сечение соединительных проводов:

Как правило, Z_пров.≈ R_пров., следовательно:

Где: l_расч. – расчетная длина в метрах в соответствии со схемами включения приборов (схемы ниже); l – действительное расстояние соединительных проводов в один конец от клемм трансформатора тока до места установки приборов.

Ниже в таблице приведены средние данные сопротивлений измерительных приборов и реле, которые могут быть использованы для определения нагрузки вторичной цепи трансформатора тока:

По условиям механической прочности сечения проводов токоведущих цепей должны быть не менее 2,5 мм².

Пример

Определить сечение медных соединительных проводов вторичной цепи трансформатора тока, установленных на вводе 10 кВ в РУ подстанции по схеме показанной ниже. Трансформаторы тока должны иметь класс точности 0,5. Расстояние между трансформаторами тока, установленными в РУ 10 кВ, и щитом, в котором установлены приборы 20 метров. Сопротивление переходных контактов принимаем равными 0,1 Ом.

Решение

Сопротивление приборов, подключенных к наиболее загруженной фазе (в данном случае фаза А или С):

По каталогу для трансформатора тока ТПЛ10 при классе точности 0,5 Z_н.т.т = 0,4 Ом.

Получаем значения сопротивления проводов:

Сечение проводов определяем без учета незначительной нагрузки фазы В. Тогда l_расч. = 1,5l:

Принимается ближайшее стандартное значение 4 мм².

Проверка класса точности трансформатора напряжения

Катушки напряжений измерительных приборов и реле подключаются к вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения.

Градуировка этих приборов производится применительно коэффициента трансформации, исходя из того, что номинальное вторичное напряжение во всех случаях равно 100 В.

Трансформатор напряжения имеет погрешность, которая зависит от величины тока холостого хода, а также сопротивлений обмоток вторичной нагрузки. Вторичная нагрузка, как и для трансформаторов тока, указывается в заводских каталогах, но не в омах, а в вольт-амперах (ВА). Например, для однофазного трансформатора напряжения НОМ-6 эта нагрузка не должна быть больше 50 ВА при классе точности 0,5; при классе точности 1 не более 80 ВА; при классе точности 3 не более 200 ВА.

Величина подключенной нагрузки зависит от схемы включения приборов и может быть определена для наиболее часто применяемых схем по формулам, указанным в таблице ниже:

Полная нагрузка определяется как геометрическая сумма активных и реактивных мощностей, потребляемая катушками подключенных приборов:

В таблице ниже приведены примерные мощности и коэффициенты мощности катушек напряжения различных приборов:

Мощность потерь в проводах вторичных цепей трансформаторов напряжения настолько незначительно, что ими пренебрегают.

Пример

Выбрать трансформатор напряжения, к которому подключены измерительные приборы (по схеме приведенной ниже), если он должен работать при классе точности 0,5 и напряжении сети 6 кВ.