ГОСТ 11677-75 устанавливает, что силовые трансформаторы должны обязательно снабжаться встроенными ТТ. При этом вторичные токи ТТ должны быть одинаковыми. На каждой фазе силового трансформатора один ТТ предназначен для подключения приборов измерения, а другой — приборов защиты; ТТ устанавливают на вводах стороны ВН, а в трехобмоточных трансформаторах с обмоткой СН классов напряжения 35 кВ и выше — также на стороне СН. Трансформаторы классов напряжения ниже 110 кВ мощностью 2,5 MB-А и более, а также класса напряжения 110 кВ мощностью менее 6,3 MB-А снабжаются встроенными ТТ, если это специально оговаривается ГОСТ или ТУ.
Рис. 14. Встроенный ТТ типа ТВТ.
1 — кольцевой сердечник из рулонной холоднокатаной электротехнической стали; 2— обмотка; 3 — изоляционный каркас; 4 — гетинаксовые клинья; 5 — выводы обмотки.
Номинальный первичный ток ТТ, устанавливаемых на линейных вводах обмоток класса напряжения 110 кВ и выше силовых трансформаторов, обычно принимается трехкратным по отношению к номинальному току трансформатора с округлением до ближайшего большего значения. На нейтральных вводах трансформаторов устанавливают ТТ на номинальный первичный ток 600 А. В нейтраль обмотки СН класса напряжения 35 кВ ТТ не встраивают. Во встроенных ТТ номинальный вторичный ток равен 1 или 5 А.
Встроенный ТТ (рис. 14) представляет собой кольцевой сердечник 1 из электротехнической стали с наложенной на него вторичной обмоткой 2. Сердечник и об- мотка имеют маслостойкую изоляцию, способную длительное время работать в горячем трансформаторном масле. Изоляция 3 между обмоткой и сердечником выдерживает испытательное напряжение 2 кВ в течение 1 мин. Первичной обмоткой ТТ является токоведущий элемент ввода или отвод силового трансформатора. Сверху и снизу на сердечнике установлены гетинаксо- вые клинья 4, служащие для закрепления ТТ и придания ему необходимой жесткости. На ТТ нанесена надпись «Верх», определяющая его положение. На боковой поверхности ТТ установлен щиток с его техническими данными и обозначением расположения выводов 5 обмотки 2.
Вторичная обмотка ТТ может иметь несколько секций с отпайками, соответствующими различным коэффициентам трансформации. Подключение ТТ допускается лишь к одной секции. Предназначены ТТ для длительной работы при температуре окружающего воздуха от —40°С (эпизодически —45°С) до +40°С. Встраиваемые в силовые трансформаторы ТТ рассчитаны на номинальные напряжения 35; 110; 150; 220; 330 и 500 кВ. В основном применяют ТТ на следующие номинальные первичные токи: 300, 600; 1000; 1500; 2000; 3000; 4000; 6000 и 12 000 А. Ступени трансформации следующие:
Номинальный первичный ток, А
300 600 1000 1500 2000 3000 4000 6000 12 000
Первичный ток при различных коэффициентах трансформации, А
100—150—200—300 200—300—400—600 400—600—750—1000 500—750—1000—1500 1000—1500—2000 1000— 1500—2000—3000 1000—2000—3000—4000 6000 12 000
Для ТТ установлены номинальные классы точности 0,5; 1; 3 и 10, характеризующие предельные погрешности ТТ при различных значениях первичного тока и заданной вторичной нагрузке. Цифра, обозначающая класс точности, соответствует предельно допустимому значению токовой погрешности при номинальном первичном токе. Класс точности необходимо учитывать для тех ТТ, вторичная обмотка которых предназначена для подключения измерительных приборов. Для ТТ, предназначенных для дифференциальной защиты, вместо класса точности указывается буква Д.
Предельную кратность /Сю (наибольшее отношение первичного тока к его номинальному значению, при котором полная погрешность при заданной вторичной нагрузке не превышает 10%) необходимо учитывать для тех ТТ, вторичная обмотка которых предназначена для подключения приборов релейной защиты. Предельная кратность — это основная характеристика защитных ТТ, которая определяет четкость и надежность работы защитных приборов в момент протекания тока короткого замыкания (КЗ). Для обеспечения нормальной работы защиты ТТ выбираются с таким расчетом, чтобы гарантируемая предприятием-изготовителем их предельная кратность при заданной вторичной нагрузке была выше наибольшей кратности сквозного тока КЗ. Предельная кратность проверяется при типовых испытаниях ТТ по схеме, установленной ГОСТ 7746-68.
Таблица 1
Класс точности | Первичный ток, % номинального | Предельное значение | Пределы вторичной нагрузки % номинальной, при COS <ра=0,8 | |
токовой погрешности, % | угловой погрешности, мин | |||
0,5 | 10 20 100—120 | + 1,0 | +60 +45 ±30 | 25—100 |
1 | 10 20 100—120 | ±2,0 +1,5 ±1.0 | +120 | 25—100 |
3 | 50-120 | ±3,0 | Не нормируется | 50—100 |
10 | ±10 | |||
Предельные значения погрешностей ТТ для различных классов точности приведены в табл. 1.
Токовая погрешность — это разность между вторичным током и приведенным ко вторичной цепи первичным током, выраженная в процентах приведенного ко вторичной цепи первичного тока.
Угловая погрешность — это угол между векторами первичного и вторичного токов. Угловая погрешность считается положительной, когда вектор вторичного тока опережает вектор первичного тока.
Номинальная вторичная нагрузка ТТ — это полное сопротивление его внешней вторичной цепи, выраженное в омах при коэффициенте мощности 0,8. Вторичная нагрузка может характеризоваться также кажущейся мощностью в вольт-амперах, потребляемой ею при коэффициенте мощности 0,8 и при номинальном вторичном токе. У ТТ, встраиваемых в силовые трансформаторы, номинальная вторичная нагрузка находится в пределах 10—75 В-А.
Изоляция вторичных обмоток ТТ должна выдерживать в течение 1 мин испытательное напряжение, равное 2 кВ. Его прикладывают между каждой из вторичных обмоток, замкнутой накоротко, и заземленными частями, к которым присоединяются замкнутые накоротко прочие обмотки испытываемого ТТ. Наибольшая допустимая температура нагрева ТТ должна быть не выше 90°С. Превышение температуры частей над температурой окружающего воздуха (-j-40°C) должно быть не более 50°С.
Для встроенных ТТ гарантируется ток термической стойкости, т. е. наибольшее действующее значение тока КЗ за промежуток времени, которое ТТ выдерживает в течение этого промежутка времени без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допустимые при токах КЗ и без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе:
для ТТ на напряжение 330 кВ и выше — односекундный ток термической стойкости;
для ТТ на напряжения 110; 150 и 220 кВ — трехсекундный ток термической стойкости;
для ТТ на напряжение до 35 кВ включительно — четырехсекундный ток термической стойкости.
На ТТ применяется определенная маркировка выводных концов вторичной обмотки.
Каждый новый тип ТТ классов точности 0,5 и 1 со вторичной обмоткой, предназначенной для питания измерительных приборов, проходит государственные испытания в органах Государственного комитета стандартов Совета Министров России (ГОСТ 7746-68).
Рис. 15. Установка ТТ в адаптерах.
1 — стальной цилиндр; 2 — TT; 3— распорные буковые клинья; 4 — крышка адаптера; 5 — ввод BH; 6— фланец на адаптере для подсоединения ввода; 7 — болты для крепления ввода; в —фланец для крепления адаптера к крышке; 9 — коробка вторичных зажимов ТТ; 10 — перегородка коробки зажимов, отделяющая масло от воздуха; 11 — вводы 0,5 кВ, к которым подсоединяются вторичные зажимы ТТ; 12 — люк для подсоединения вторичных зажимов; 13 — сальник; 14 — крышка бака трансформатора; 15— фланец на крышке; 16 — передний люк коробки зажимов.
При установке ТТ на отводах они располагаются в баке силового трансформатора в большинстве случаев в верхней части под крышкой. При установке ТТ на вводах их помещают в специальные кожухи («адаптеры»), которые устанавливают на крышке силового трансформатора. Адаптер (рис. 15) представляет собой стальной цилиндр 1 или два сваренных друг с другом цилиндра разных диаметров. В цилиндре большего диаметра (верхнем) помещаются два ТТ 2. Диаметр этого цилиндра зависит от внешнего диаметра ТТ с учетом расстояния от его обмотки до стенки цилиндра, в котором располагаются клинья 3 из электроизоляционного материала (бук) или другие приспособления, раскрепляющие ТТ в цилиндре, так чтобы он не перемещался. Верхний цилиндр имеет крышку 4 с отверстием, в которое проходит ввод 5. На крышке приварен фланец 6, служащий для крепления ввода при помощи болтов 7. Нижний цилиндр меньшего диаметра служит для крепления адаптера вместе с вводом на крышке 14 силового трансформатора, имеющего фланец 15. Сбоку верхнего цилиндра приварена коробка зажимов 9. Она имеет наклонную перегородку 10, в отверстия которой устанавливают вводы 11 на напряжение 0,5 кВ. Перегородка делит коробку зажимов на две части. Верхняя часть заполнена маслом, и здесь концы отпаек обмоток ТТ присоединяют к вводам через люк 12 в верхней части коробки, который во время эксплуатации закрыт заглушкой. В нижней части коробки зажимов к вводам присоединяют провода, соединяющие ТТ с защитными и измерительными приборами. Провода вводятся в коробку через сальник 13, расположенный на боковой стенке коробки. Провода присоединяют через передний люк 16. На крышке люка крепится щиток с техническими данными ТТ. Существуют также адаптеры, имеющие наклон относительно вертикальной оси. Они применяются для наклонной установки вводов на силовом трансформаторе.
Транспортируются ТТ в тех же адаптерах, в которых они устанавливаются на силовой трансформатор, закрепляются там в рабочем положении или, если это требуется для обеспечения неподвижности ТТ, дополнительно расклиниваются и заливаются маслом. Адаптер должен быть герметичным. Иногда допускается отправление ТТ для комплектной поставки заводу-заказчику без масла в деревянных ящиках, защищенных от непосредственного попадания влаги внутрь. Перед установкой ТТ в адаптер его предварительно просушивают при остаточном давлении не ниже 9300 Па и при 100—110°С в течение 8 ч, а затем адаптер заполняют маслом.
Трансформаторы тока до монтажа хранят в адаптерах, залитых маслом, в сухом помещении или, в крайнем случае, под навесом в положении, соответствующем надписи на крышке адаптера «Верх». Непосредственно перед монтажом из адаптера сливают масло, ТТ осматривают и испытывают, а затем устанавливают на силовом трансформаторе. При этом общее время пребывания ТТ без масла не должно превышать 24 ч.
Испытания ТТ проводят в следующем порядке: 1) проверяют коэффициент трансформации на всех ответвлениях; 2) проверяют междувитковую изоляцию индуктированным напряжением U—12к22н, где /2к — вторичный ток, соответствующий номинальной предельной кратности; Z2H — номинальная вторичная нагрузка. Проверку проводят следующим образом: вторичную обмотку замыкают на вольтметр с сопротивлением не менее 2 кОм/В; ток в первичной обмотке плавно повышают до значения, при котором показания вольтметра станут равными U, выдерживают в течение 1 мин, после чего напряжение снижают; 3) проверяют отсутствие витковых замыканий (снимают несколько точек кривой намагничивания по данным паспорта и сравнивают полученные данные с паспортными). Допускается отклонение от заводских данных не более чем на ±10%; 4) измеряют электрическое сопротивление обмоток и сравнивают результаты с заводскими данными. При всех режимах работы силового трансформатора ТТ должен находиться в масле.
После испытаний ТТ должен быть размагничен.
Во время работы ТТ его вторичные обмотки всегда замкнуты на приборы или накоротко. Размыкание вторичных обмоток под током недопустимо, так как на разомкнутой обмотке возникает высокое напряжение. Размыкание вторичной обмотки приводит к остаточному намагничиванию сердечника, которое вызывает увеличение погрешностей ТТ. Поэтому в коробке зажимов устанавливают табличку с надписью: «Внимание! Опасно! На разомкнутой обмотке высокое напряжение!».
