Трансформаторы тока общего назначения для приборной промышленности ТТ30 на магнитопроводах из электротехнической стали

Руководящие материалы по применению

Токовые трансформаторы (измерительные трансформаторы тока) ТТ30 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 типоразмеры трансформаторов сведены в таблицу 1. Более подробная информация доступна по переходу на соответствующую страницу в «Подробном описании» (см. Таблицу 1).

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 ТТ30 может быть изменен по требованию Заказчика от 1:110 до 1:3000.
• Вариант исполнения может быть:
  • с внешней изоляцией ПЭТ и вакуумной пропиткой МЛ92 (или аналог);
  • в герметизированном исполнении с вакуумной заливкой эпоксидной или полиуретановой композицией (обратите внимание, что габаритные размеры возрастут, а центральное отв. уменьшится). Возможность заказа герметизированного исполнения и фактические габариты необходимо запрашивать дополнительно, т.к. на момент данной публикации не все трансформаторы ТТ30 могут выпускаться в таком исполнении.

Следует отметить, что трансформаторы ТТ30 на сердечниках их электротехнической стали существенно уступают по точности и частотам применения трансформаторам на нанокристаллических и аморфных сплавах (см раздел «Малогабаритные измерительные трансформаторы тока для счетчиков эл. энергии и систем контроля качества») и предназначены, в первую очередь, для применения в системах автоматики.

В целом, передаточная характеристика токовых трансформаторов ТТ30 достаточно линейная в очень широком диапазоне токов и сопротивлений нагрузки, что отражено на графике зависимости напряжения на нагрузочном резисторе от входного тока на примере ТТ30-100А-хх (1:2000).

Обратите внимание, что искажение передаточной характеристики начинается 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 сопр. нагрузки, величина этих токов будет увеличиваться, а при увеличении уменьшаться. Тем не менее не следует допускать длительную работу трансформаторов в зонах, где токи превышают максимально допустимые для длительного применения. Справочно они приведены в табл. 1.

Фото 1. — Трансформатор ТТ30-160А-00 (1:2000) с внешней изоляцией (диаметр центрального отв. 16 мм)

Фото 2. — Трансформатор ТТ30-100А-хх-З/0 (1:2000) и ТТ30-100А-00-З/0 1:2000) (герметизированное исполнение, диаметр центального отв. 11,5 мм)

Рис 1. — Передаточная характеристика трансформатора ТТ30-100А-хх (1:2000) на нагрузке 20 и 1200 Ом

Справедливости ради следует отметить, что не всегда токи насыщения вызывает тепловое повреждение трансформаторов. Это видно на примере установки резистора нагрузки 200 ом вместо 20 ом (см. рис.1), В этом случае ток насыщения трансформатора получается меньше максимального длительного тока применения (см. табл.1). Это означает, что на сопротивления нагрузки больше 200 ом, любые входные протекающие токи не вызывут теплового разрушения трансформатора.

Несмотря на то, что в целом передаточная характеристика трансформатора ТТ30 весьма линейна, некоторая нелинейность все же присутствует. 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. В принципе есть определенные меры, которые могут несколько снизить нелинейность в области малых токов, но они существенно усложняют конструкцию трансформатора и поэтому малоэффективны и дороги. Характер неравномерности передаточной характеристики отображен на рис.2 на примере ТТ30-100А-хх (1:2000).

Рис 2. — Неравномерность передаточной характеристики трансформатора ТТ30-100А-хх (1:2000)

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 увеличением коэфф. трансформации токового трансформатора и увеличением сопротивления нагрузки или выполнением первичной обмотки в 2, 3, 4 и т.д. витков с одновременном увеличением количества витков вторичной обмотки (например 2:4000). В этом случае коэфф. трансформации остается прежним, но точность повышается в разы. Это можно увидеть на примере токовых трансформаторов ТТ30-160А и ТТ30-250А. При выполнении первичной обмотки трансформатора ТТ30-250А в 2 витка передаточная характеристика его совпадает с ТТ30-160А, но неравномерность оказывается лучше практически в 2 раза

Токовые трансформаторы ТТ30 могут применяться в составе устройствах измерения, контроля, защиты и управления на частотах до 100 Гц. Температурный диапазон применения трансформаторов составляет −40...+85 град.С.

При применении трансформаторов в устройствах защиты, следует учитывать, что по мере увеличения входного тока, ЭДС (действующее значение), развиваемая трансформатором будет сначала подниматься до макс. значения, указанного в технических характеристиках, а затем снижаться. Это связано с достижением макс. магнитной индукции в магнитопроводе, в результате чего трансформатор входит в режим насыщения. Токи насыщения не приводят к выходу трансформатора из строя, если они действуют до 5 сек. при номинальной нагрузке. 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 град.С, что может привести к повреждению изоляции и выходу трансформатора из строя.

Обрыв нагрузки трансформатора, не является аварийным режимом для токовых трансформаторов ТТ30 и не выводит его из строя.

При применении токовых трансформаторов ТТ30 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 вых. 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.

Если возникают затруднения при выборе трансформатора, или указанные характеристики не устраивают — рекомендуем обратиться к нам с запросом по эл. 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, т.е. денег за разработку и консультации мы не берем!