Подключение измерительных трансформаторов

Чтобы измерить высокие напряжения (от 1000 В) и сильные переменные токи (свыше 100 А), необходимо сконструировать и запустить в серийное производство специальные средства измерения, что экономически нецелесообразно ввиду их большой стоимости. К тому же эксплуатация приборов, работающих под большим напряжением, сопряжена с большим риском для персонала. Снизить стоимость и степень риска позволяет подключение трансформатора напряжения (ТН) или трансформатора тока (ТТ). Подключение измерительных трансформаторов в электрическую цепь уменьшает значения контролируемых параметров до значений, приемлемых с точки зрения удобства и безопасности производства измерений.

Измерительный трансформатор (ИТ) на порядок (в несколько десятков раз) снижает подлежащий измерению параметр, доводя его до подходящего для измерительного прибора значения. Это позволяет подключать средство измерения к электрической сети не напрямую, а косвенно, то есть через ИТ. В итоге получается, что включение ИТ в электрическую схему:

• уменьшает стоимость и габариты измерительных приборов;
• увеличивает предельные значения измеряемых величин;
• снижает вероятность ошибок при снятии показаний;
• повышает уровень безопасности при обслуживании оборудования.

Для того, чтобы правильно снять показания с подключённого через ИТ прибора, требуется принять в расчёт коэффициент трансформации (Ктр), представляющий из себя соотношение первичного (входного) и вторичного (выходного) тока или напряжения. Значение Ктр указано в технической документации (паспорте) на прибор, а также на его корпусе. Умножив показания измерительного прибора на Ктр, оператор получит фактическое значение напряжения, тока или мощности.

Устройство и принцип действия

Конструкция и принцип работы измерительных трансформаторов аналогичны традиционным силовым агрегатам. То есть, основными компонентами остаются сердечник с намотанными на него обмотками, а изменение параметров (понижение напряжения и уменьшение силы тока) происходит согласно закону электромагнитной индукции. Тем не менее, между ИТ напряжения и ИТ тока есть определённые отличия, поэтому их стоит рассмотреть отдельно.

Измерительный трансформатор напряжения (ИТН) имеет две или более обмоток, размещённых на одном общем сердечнике. Для изготовления обмоток применяется медный изолированный провод, для изготовления сердечника – электротехническая листовая сталь. Изоляцию ИТН делают путём заливки в корпус эпоксидного компаунда, создавая таким образом монолитный блок с большой диэлектрической прочностью.

Измерительный трансформатор тока (ИТТ) обычно изготавливается в виде литой конструкции с изоляцией из циклоалифатической смолы. В простом исполнении он содержит две обмотки: первичную и вторичную, отличающиеся количеством витков. Обмотки расположены на общем сердечнике, за счёт чего между ними существует индуктивная взаимосвязь. Вторичных обмоток может быть две: измерительная и защитная. Более сложные модели ИТТ могут иметь два и более сердечника с обмотками.

Выбор измерительного трансформатора

ИТН применяют, когда необходимо подключить прибор учёта электроэнергии, а также другой измерительный прибор или реле на высоковольтных линиях (от 1000 В) и электроподстанциях. При выборе учитываются такие параметры как номинальное напряжение, вторичная нагрузка, класс точности, длина и сечение кабелей и проводов.

ИТТ устанавливают в распределительных устройствах с напряжением более 1000 В или с током нагрузки, превышающим 100 А. При выборе учитываются такие параметры как номинальное напряжение, номинальный ток первичной и вторичной обмотки, класс точности.