Для оптимального выбора любого трансформатора тока необходимо ответить себе на несколько вопросов:
Рассмотрим более подробно советы по этим вопросам на конкретном примере:
Пример проекта
Требуется подобрать малогабаритный ТТ с классом точности не хуже 2,5 для индикации тока на щитовой амперметр (5А) с входным сопротивлением 0,01 Ом, напряжение 0,4 кВ, рабочий ток 50 А, внутренняя разводка щита проводится проводом ПВ3. Монтажное расстояние между ТТ и амперметром составляет 0,5 м.
Как известно, для осуществления теплового баланса и минимизации потерь, в первую очередь, при разработке проекта выбирается кабель электропроводки по сечению. Для разных материалов проводника используются разные величины допустимой плотности тока (А/мм2). Для меди больше, для алюминия меньше. Также следует учесть и условия охлаждения...
В ПУЭ 7, Глава 1.3 эти значения приводятся в открытом доступе: таблица 1.3.6 — для медных жил; Таблица 1.3.7 — для алюминиевых жил.
После выбора провода по сечению определяют марку провода, используемого в проекте и, соответственно, его внешний диаметр. Понятно то, что кабель диаметром 5 мм (с учетом внешней изоляции) вполне спокойно можно просунуть в отверстие 10 мм, а если постараться, то и в 6 мм.
Минимальное сечение медного одиночного провода, проложенного открыто, составляет для тока 50А: 6 мм2. (табл. 1.3.6 ПУЭ7). Выбираем из сортамента провод ПВ3-6. Внешний диаметр провода ПВ3-6 составляет 4,7 мм.
Провод диаметром 4,7 мм можно легко продеть в отверстие диаметром 6 мм и выше. Таким образом для данного проекта требуется ТТ с диаметром отверстия > 6 мм
Для определения коэффициента трансформации ТТ необходимо номинальный измеряемый ток разделить на номинальный выходной ток.
В приведенном выше примере для выходного тока 5А необходимо 50 А/5 А = 10, т. е. коэффициент трансформации 1:10.
Как известно, с ростом потребляемой мощности от ТТ меняются его характеристики. Это связано с тем, что магнитопровод ТТ имеет нелинейную магнитную характеристику. На рабочую точку магнитной характеристики влияет не только ток, но и сумма паразитного сопротивления обмотки (мощность затрачиваемая на паразитное сопротивление обмотки учитывается при определении выходных параметров ТТ), сопротивление соединительных проводов и входное сопротивление приемника измерительной информации.
Для преодоления паразитного сопротивления ТТ вынужден генерировать ЭДС. Величина максимальной ЭДС ТТ напрямую зависит от параметров ТТ — материала сердечника, его геометрии и количества витков вторичной обмотки (коэффициента трансформации). Произведение максимальной ЭДС ТТ на номинальный выходной ток дает максимальную мощность (ВА), приводимую в справочных данных.
ТТ не может отдавать пропорциональный ток свыше своей максимальной мощности и, как следствие, наступает режим насыщения, при этом искажается форма выходного сигнала и растет коэффициент трансформации.
Для снижения паразитного сопротивления соединительных проводов, выполняем их проводом ШВВП 2*2.5 мм2 длиной 0,5 м (для 2,5 мм2 это 0,0067 Ом). В случае если мощности ТТ не хватит, следует увеличить сечение соединительного провода.
Требуемая выходная мощность трансформатора тока (ТТ) должна быть не менее 52*(0,0067+0,01) = 0,42 ВА.
Итоговые требования к ТТ:
Нужен ТТ на номинальный ток 50 А с коэффициентом 1:10 с отверстием не менее 6 мм, мощностью не менее 0,42 ВА, класс точности не хуже 2,5.
В соответствии с полученными данными под эти критерии подходит Т112СУ-50А-00-З/(1:10;DIN) с основными параметрами:
Примечание:
если не хватает мощности — можно перейти на более толстый провод, например 4 мм2, в этом случае сопротивление проводов снизится до 0,004 и требуемая мощность — до 0,35 ВА
Для электронных трансформаторов тока принцип расчета тот же, за исключением того, что выходная мощность не определяется, в номинальный ток выбирается на 25-50% больше требуемого.
Для более полного понимания теории работы ТТ рекомендую ознакомиться с «Руководством по эксплуатации ТТ»
Удачи в правильном выборе ТТ!
