Трансформаторы тока общего назначения для приборной промышленности серии ТТ40

Руководящие материалы по применению

Токовые трансформаторы (измерительные трансформаторы тока) ТТ40 предназначены для работы в цепях переменного тока и имеют линейную передаточную характеристику во всем диапазоне входных токов.

Выпускаются в соответствии с техническими требованиями ЮНШИ.671221.004 ТТ.

Для удобства выбора, основные параметры трансформаторов сведены в таблицу 1. Более подробная информация по каждому трансформатору доступна по переходу на соответствующую страницу из строки «Подробное описание».

Таблица 1. Тороидальные токовые трансформаторы (измерительные трансформаторы тока) на магнитопроводах их электротехнической стали для устройств измерения, управления, защиты и контроля.

Для всех трансформаторов выполняются общие требования:

• начало обмотки выполняется белым проводом или маркируется (фото 1);
• коэффициент передачи токовых трансформаторов ТТ40 может быть изменен по требованию Заказчика от 1:110 до 1:6000.

Вариант исполнения может быть:

• в герметизированном исполнении с вакуумной заливкой эпоксидной или полиуретановой композицией (исп. З/0) (фото 2);
• изоляция ПЭТ и вакуумная пропитка (фото 1);

Вариант трансформатора с вакуумной пропиткой является более бюджетным вариантом для приложений, где нет жестких требований по механической стойкости.

Следует отметить, что токовые трансформаторы ТТ40 на сердечниках из электротехнической стали 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.

Фото 1. — Трансформатор ТТ40-250А-500 (1:4000)

Фото 2. — Трансформатор ТТ40-200А-500-З/0 (1:2000)

Применение в качестве трансформатора (датчика) тока

Передаточная характеристика токовых трансформаторов ТТ40 достаточно линейная в очень широком диапазоне токов и сопротивлений нагрузки, что отражено на графике зависимости напряжения на нагрузочном резисторе от входного тока на примере ТТ40-300А-хх (1:3000)

Обратите внимание, что существенные искажения передаточной характеристики начинаются в зоне токов насыщения(см. табл. 1), 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 табл. 1.

В целом, передаточная характеристика трансформатора ТТ40 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 ТТ40-300А-хх(1:3000).

Рис 1. — Передаточная характеристика трансформатора ТТ40-300А-хх(1:3000) на нагрузке 10 и 100 Ом

Рис 2. — Неравномерность передаточной характеристики трансформатора ТТ40-300А-хх(1:3000)

Как видно из рисунка, максимальные искажения по амплитуде и фазе вносятся в областях очень малых токов.

Любые трансформаторы тока на сердечниках из электротехнической стали (включая и ТТ40) имеют еще один серьезный недостаток - зависимость фактического коэффициента трансформации от частоты, поэтому рекомендуется использовать их в узком диапазоне частот. Фактический коэффициент трансформации у таких трансформаторов имеет спад до частот 1&ndash5кГц , при этом погрешность коэффициента трансформации может достигать, например у 1005 фирмы TALEMA, до 20% относительно частоты 50 Гц. Температурный диапазон применения трансформаторов составляет −40...+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. Токи насыщения не приводят к выходу трансформатора из строя, если они действуют короткое время. При превышении времени воздействия таких токов наблюдается перегрев выходной обмотки трансформатора сверх допустимого с последующим выходом трансформатора из строя.

При применении трансформатора на токах свыше номинального, также 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 ТТ40 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 ТТ40 имеют вполне приличное окно, благодаря чему появляется возможность продевать 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.

Рис 3. — Передаточная характеристика трансформатора ТТ40-300А-хх(1:3000) на нагрузке 10 и 100 кОм

Несмотря на то, что передаточная харктеристика нелинейна и зависит от реального трансформатора, выходное напряжение достаточно для проведения анализа токов утечки. Поэтому можно с уверенностью рекомендовать трансформаторы серии ТТ40-300А для постоения дифференциальных защит. При выборе трансформаторов на малые дифференциальные токи следует обратить внимание на применение серии Т02-Т11. Кроме того, не следует забывать о защите входных цепей измерителя при токах короткого замыкания во внешней цепи. В этом случае напряжение на выходе трансформатора может доходить до 50 В. Ограничить напряжение можно установив по выходу защиту из двух встречно включенных диодов.

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!