Трансформаторы тока общего назначения для приборной промышленности серии ТТ80

Для всех трансформаторов выполняются общие требования:

• начало обмотки выполняется белым проводом или маркируется (фото 1);
• коэффициент передачи токовых трансформаторов ТТ80 может быть изменен по требованию Заказчика от 1:110 до 1:31500.

Вариант исполнения может быть:

• с внешней изоляцией ПЭТ и вакуумной пропиткой МЛ92 (или аналог);
• в герметизированном исполнении с вакуумной заливкой эпоксидной или полиуретановой композицией.

Передаточная характеристика токовых трансформаторов ТТ80 достаточно линейная в очень широком диапазоне токов и сопротивлений нагрузки, что отражено на графике зависимости напряжения на нагрузочном резисторе от входного тока на примере ТТ80-600А-хх(1:3000) (см. рис. 1).

Обратите внимание, что существенные искажения передаточной характеристики начинаются в зоне токов насыщения, причем величина этого тока напрямую зависит от сопротивления нагрузки. В технических характеристиках трансформаторов приведены величины этих токов при номинальном сопротивлении нагрузки. Естественно, при снижении сопротивления нагрузки, величина этих токов будет увеличиваться, а при увеличении уменьшаться, что наглядно представлено на рис. 1. Не следует допускать длительную работу трансформаторов в зонах, где токи превышают максимально допустимые для длительного применения. Справочно они приведены в таблице 1.

Следует отметить, что токовые трансформаторы ТТ80 на сердечниках их электротехнической стали несколько уступают по точности и частотам применения трансформаторам на нанокристаллических и аморфных сплавах серий Т02-Т11, но обладают существенным преимуществом — большим отверстием для токоведущей шины, что позволяет свободно продевать через них токоведущие кабели большого сечения без снятия внешней изоляции и разрезания, что, в целом, существенно повышает надежность и безопасность эксплуатации сильноточных цепей.

Применение в качестве трансформатора (датчика) тока

Справедливости ради следует отметить, что не всегда токи насыщения вызывает тепловое повреждение трансформаторов. Это видно на примере установки резистора нагрузки 50 Ом вместо 5 Ом (см. рис. 1), В этом случае ток насыщения трансформатора получается чуть больше максимального длительного тока применения (см. табл. 1). Это означает, что на сопротивления нагрузки больше 50-60 Ом, любые входные протекающие токи не вызовут теплового разрушения трансформатора.

В целом передаточная характеристика трансформатора ТТ80 весьма линейна. Неравномерность передаточной характеристики трансформаторов тока на сердечниках из электротехнической стали обусловлена зависимостью магнитной проницаемости сердечника от напряженности магнитного поля в нем и не может быть абсолютно скомпенсирована конструкцией трансформатора. Характер неравномерности передаточной характеристики отображен на рис. 2 на примере ТТ80-600А-хх(1:3000).

Как видно из рисунка, максимальные искажения по амплитуде и фазе вносятся в областях очень малых токов. Поэтому не рекомендуется применять трансформаторы на магнитопроводах из электротехнической стали для снятия измерительной информации на малых токах. Один из возможных вариантов снижения величин искажений связан с выполнением первичной обмотки в 2, 3, 4 и т.д. витков. В этом случае рабочая область трансформатора сдвигается вправо. При этом входной ток нужно считать в А×В (ампер-витки).

Любые трансформаторы тока на сердечниках из электротехнической стали (включая и ТТ80) имеют еще один серьезный недостаток — зависимость фактического коэффициента трансформации от частоты, поэтому рекомендуется использовать их в узком диапазоне частот. Фактический коэфф. трансформации у таких трансформаторов изменяется до частот 1–5 кГц , при этом изменения коэффициента трансформации может достигать, например у 1005 фирмы TALEMA, до 20%. относительно частоты 50 Гц. Температурный диапазон применения трансформаторов составляет от −40 до +85 °С.

При применении трансформаторов в устройствах защиты следует учитывать, что по мере увеличения входного тока, ЭДС (действующее значение), развиваемая трансформатором, будет сначала подниматься до максимального значения, указанного в технических характеристиках, а затем снижаться. Это связано с достижением максимальной магнитной индукции в магнитопроводе, в результате чего трансформатор входит в режим насыщения.

При применении трансформатора на токах свыше максимального происходит разогрев трансформатора, при этом, с учетом температуры окружающей среды и условий охлаждения трансформатора, не следует допускать его перегрев до температур свыше 90–100 °С, что может привести к повреждению изоляции и выходу трансформатора из строя.

При применении токовых трансформаторов ТТ80 следует обратить внимание на то, что особое неудобство при работе с измерительными трансформаторами вызывает однополярное приращение входных токов (режим подмагничивания), при котором происходит однополярное намагничивание магнитопровода трансформатора, которое впоследствии приводит к искажению выходного сигнала. Работоспособность трансформатора восстанавливается после такого воздействия спустя некоторое время, напрямую зависящее от величины тока и необходимое для размагничивания магнитопровода трансформатора. Кроме того, при работе трансформатора в режиме насыщения, форма выходного сигнала не повторяет входную, а имеет четко выраженные всплески напряжения при смене направления входного тока (симметричный ток) или сниженная амплитуда при работе с однополярным подмагничиванием. Величина нерабочей зоны трансформатора напрямую зависит от амплитуды входного тока. Если возможен режим подмагничивания — рекомендуем выбирать трансформатор с очень хорошим запасом по току насыщения, при этом отметим, что однополярное намагничивание магнитопровода не приводит к выходу трансформатора из строя и не является для него аварийным режимом.

Применение в качестве трансформатора тока нулевой последовательности

Очень часто требуется оценивать токи утечки на землю в одно или трехфазной цепи. Для этой цели необходимо провести векторное сложение втекающих и вытекающих токов. В случае, если их сумма равно нулю, утечек на землю нет. Это применяется при построении дифференциальных защит. Трансформаторы серии ТТ80 имеют большое окно, благодаря чему появляется возможность надевать его непосредственно на контролируемый кабель без его разделки и бесконтактно снимать значения токов утечек. Для фиксирования малых токов утечки трансформатор работает в режиме генерации ЭДС. Данная ЭДС и является измерительным сигналом для устройств контроля. График зависимости напряжения на выходе трансформатора от сопротивления нагрузки в области малых токов приведен на рис. 3.

Несмотря на то, что передаточная характеристика нелинейна и зависит от характеристик реального трансформатора, выходное напряжение достаточно для проведения анализа токов утечки с невысокой точностью. Можно повысить чувствительность трансформатора увеличивая количество витков вторичной обмотки (см. рис. 4), однако не следует забывать о том, что растет также сопротивление вторичной обмотки.

Сравнивая оба графика можно сделать вывод, что на нагрузке 50 кОм чувствительность возросла почти вдвое, а на 5 кОм чуть снизилась, так как начинает сказываться сопротивление вторичной обмотки. Кроме того, следует отметить, что значения выходного напряжения для каждого трансформатора будут индивидуальны и зависеть от характеристик конкретного магнитопровода.

Поэтому, учитывая соотношение цена/свойства, можно с уверенностью рекомендовать трансформаторы серии ТТ80-600А или ТТ80-800А для постоения дифференциальных защит на токи от 300 мА и с осторожностью на меньшие токи. При выборе трансформаторов на меньшие дифференциальные токи следует обратить внимание на применение серии Т02-Т11. Кроме того, не следует забывать о защите входных цепей измерителя при замыкании внешней цепи. В этом случае напряжение на выходе трансформатора может достигнуть величины 160-200 В. Ограничить напряжение можно, установив по выходу защиту их 2-х встречно включенных диодов.

Заключение

Трансформаторы тока серии ТТ80 являются универсальными в применении. Если возникают затруднения при выборе трансформатора, или указанные характеристики не устраивают — рекомендуем обратиться к нам с запросом по электронной почте . В запросе обязательно укажите номинальный и максимальный измеряемый ток, измерительное напряжение и входное сопротивление устройства измерения, габариты (если важно); другие параметры, которые для Вас важны. Можете просто объяснить задачу, которая перед Вами стоит. В этом случае мы обеспечим Вас бесплатной консультацией с расчетом характеристик трансформатора, моделированием передаточной и точностной характеристик трансформатора применительно к Вашим условиям эксплуатации. Обратите внимание — цена таких заказных трансформаторов не отличается от цен стандартных трансформаторов и зависит только от объема закупки, то есть денег за разработку и консультации мы не берем!