14 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
Для удобства измерения тока в установках высокого напряжения и изоляции измерительных приборов и устройств релейной защиты от высокого напряжения служат трансформаторы тока (ТТ). ТТ имеет замкнутый магнитопровод с двумя обмотками. Они (ТТ) выполняются как для внутренней, так и для внешней установки на всю шкалу токов и напряжений. Через первичную обмотку пропускается измеряемый ток, вторичная обмотка подключается к измерительным приборам и реле. Первичная обмотка изолирована от вторичной в соответствии с классом изоляции аппарата.
Для безопасности работы в случае повреждения изоляции между первичной и вторичной обмотками вторичная обмотка должна быть обязательно заземлена.
Схема включения ТТ
 |
Первичная обмотка 1 включена последовательно в измеряемую цель. Ток в этой обмотке и есть измеряемый ток.
|
Основными параметрами ТТ являются следующие:
— номинальное напряжение – линейное напряжение энергосистемы, в которой ТТ должен работать. Это напряжение определяет изоляцию между первичной обмоткой, находящейся под высоким потенциалом, и вторичной, один конец которой заземлен;
— номинальный первичный и вторичный токи – это длительные токи, которые аппарат может пропускать не перегреваясь. ТТ обычно имеют запас по нагреву и позволяют длительно пропускать токи, которые примерно на 20 % выше номинального значения. Номинальный ток вторичной обмотки стандартизован и может быть равен 1 А или 5 А;
— номинальный коэффициент трансформации – отношение номинальных значений первичного и вторичного токов
Реальный коэффициент трансформации не равен номинальному вследствие погрешности, вызываемой потерями в трансформаторе. Различают токовую погрешность и угловую.
— токовая погрешность в процентах определяется выражением:
.
В зависимости от значения токовой погрешности различают классы точности: 0.2; 0.5; 1; 3; 5; 10.
Класс точности трансформатора определяется его погрешностью по току в процентах при первичном токе, равном (100-120) % 
.
Погрешность по углу измеряется в минутах. В идеальном трансформаторе вторичный ток сдвинут по фазе относительно первичного на 1800. В реальном трансформаторе этот угол отличается от 1800. Если вторичный ток опережает первичный, то погрешность по углу положительная;
— номинальная нагрузка ТТ – это сопротивление нагрузки в омах 
, при котором он работает с заданным классом точности при номинальном значении 
. Иногда применяется понятие номинальной мощности:
.
Поскольку значение тока 
стандартизовано, то номинальное сопротивление нагрузки однозначно определяет и номинальную мощность трансформатора;
— номинальная предельная кратность первичного тока по отношению к его номинальному значению, при которой полная погрешность достигает 5 или 10 %. Соответственно ТТ имеют класс точности 5Р и 10Р. Нагрузка и её коэффициент мощности должны быть номинальными (коэффициент мощности 0,8);
— максимальная кратность вторичного тока – отношение наибольшего вторичного тока к его номинальному значению при номинальной вторичной нагрузке. Максимальная кратность вторичного тока определяется насыщением магнитопровода, когда дальнейшее возрастание первичного тока не ведет к возрастанию потока;
— динамическая стойкость ТТ (кратность) определяется отношением допустимого сквозного тока короткого замыкания, выдерживаемого трансформатором без механических повреждений, к амплитуде номинального первичного тока;
— термическая стойкость – отношение предельно допустимого тока, который трансформатор может выдерживать без повреждений в течение 1 сек, к номинальному первичному току при номинальной вторичной нагрузке и температуре окружающего воздуха +350С.
Для уменьшения значения коэффициента трансформации и увеличения мощности нагрузки два ТТ могут быть включены параллельно.
Проверка правильности соединения двух ТТ (согласное или встречное) осуществляется при помощи амперметров.
В большинстве схем релейных защит ТТ включаются на токи разных фаз в трехфазной сети.
Конструкции ТТ весьма разнообразны. При этом все они состоят из замкнутого магнитопровода с соответствующими обмотками и корпуса. Магнитопровод может быть прямоугольный шихтованный или тороидальный, навитый из ленты. Трансформатор может иметь несколько магнитопроводов. Вторичные обмотки всегда многовитковые. Первичная обмотка может быть многовитковой обычно на токи до 400 А или одновитковой на токи от 600 А и выше. В последнем случае витком служит шина или стержень, проходящие через окно магнитопровода.
Обмотки могут выполняться из изолированного или голого медного провода. Для напряжений до 35кВ широкое распространение получила изоляция первичной обмотки от вторичной и от заземленных деталей литым компаундом на основе эпоксидной смолы. Литой изоляционный корпус защищает первичную и вторичную обмотки от возможных механических повреждений и проникновения влаги. На напряжение 35 кВ и выше для открытых установок применяются ТТ с масляной изоляцией.
