Критерии выбора ТТ

Трансформаторы тока (ТТ) выбирают по следующим критериям: номинальным значениям напряжения, тока (первичного и вторичного) и по классу точности, проверяют на электродинамическую и термическую стойкость при токах КЗ, Условия выбора и проверки ТТ приведены в табл, 1.

Условия выбора и проверки трансформаторов тока

Номинальный первичный ток выбирают с учетом параметров основного оборудования, его перегрузочной способности и токов рабочего и утяжеленного режимов линий, в которые включаются ТТ. Значительное превышение номинального первичного тока по сравнению с током установки ведет к увеличению погрешности ТТ. В соответствии с ГОСТ 7746—78* перегрузка ТТ по номинальному первичному току практически не допускается.
Частота тока, указанная для ТТ, должна соответствовать частоте тока сети. Для ТТ с U2h<£ 20 кВ, номинальным первичным током /1н < 3000 А и / = 50 Гц допускается работа при частоте до 500 Гц. При этом сопротивление нагрузки может быть удвоено по сравнению с частотой 50 Гц при сохранении класса точности.
Класс точности ТТ выбирают в зависимости от назначения. Согласно ПУЭ трансформаторы, предназначенные для питания расчетных счетчиков электроэнергии, должны иметь класс точности не более 0,5; допускается использование класса точности 1,0 при условии, что фактическая погрешность соответствует классу 0,5 благодаря пониженной вторичной нагрузке. Трансформаторы, используемые для технического учета, могут иметь класс точности 1,0.
Допускается применение ТТ с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке будет составлять не менее 40 % номинального тока присоединенных приборов, а при минимальной нагрузке — не менее 5 %.
Для ТТ, предназначенных для питания электроизмерительных приборов, не предъявляется требование высокой предельной кратности. Иногда даже полезно насыщение магнитопровода для уменьшения термического и электродинамического воздействия на приборы.
Трансформаторы, предназначенные для токовых цепей релейной защиты, должны иметь погрешность, обеспечивающую устойчивую работу релейной защиты при сквозном токе КЗ. С увеличением первичного тока выше номинального погрешности ТТ уменьшаются, а затем по мере насыщения сердечника увеличиваются.
Работа ТТ при токах выше номинального характеризуется 10%-ной кратностью насыщения или предельной кратностью насыщения k10. При погрешности 10 % ТТ работает в начале области насыщения. Для оценки точности работы ТТ в этом режиме используются кривые предельной кратности, характеризующие наибольшее отношение вторичного тока к его номинальному значению, при котором полная погрешность при заданной вторичной нагрузке не превышает 10 %.
Выбранные ТТ проверяют на точность работы, сопоставляя расчетную нагрузку г2 с допустимой z2 .

Кривые предельной кратности k10 для трансформаторов тока типа ТПЛ-10 (а) (1 — пк — 5/5 . . . 300/5 класса Р; 2 — пн — 5/5 ... 300/5 класса 0,5; 3 — пп = 400/5 класса Р; 4 — пи — 400/5 класса 0,5); типа ТПОЛ-Ш (б) (1 — «н = 600/5 класса Р; «„ = = 1000/5 класса Р; пи = 1500/5 класса 0,5; 2 — ян = 600/5 класса 0,5; 3 — пи = 800/5 класса Р; ян = 1500/5 класса Р; 4 — пк = 800/5 класса 0,5; 5 — пи= = 1000/5 класса 0,5); типа ТПШЛ-10 (в) (/ — пп = 2000/5 класса Р; 2 — пи = 2000/5 класса 0,5; 3—пн = 3000/5 класса Р; 4 — пв = 3000/5 класса 0,5; В — пн = 4000/5 класса Р; 6 — «н = 5000/5 класса Р)
кратность (отношение тока КЗ, при котором срабатывает защита, к номинальному току ТТ) и по кривым предельной кратности находят и с учетом сопротивления проводов, реле, приборов и схемы их соединения. Трансформаторы, комплектуемые для дифференциальной защиты, должны иметь одинаковую предельную кратность при сквозном токе КЗ.

Значение трасч зависит от принципа действия защиты.
Для трансформаторов типа ТПЛ-10, ТПОЛ-10, ТПШЛ-10 кривые предельной кратности kl0 = f (г„) для разных значений коэффициента трансформации пн (пн = 11н/12н) и классов точности приведены на рис. 2. Кривые предельной кратности для других типов ТТ приведены в работе. Все эти кривые получены расчетным путем, их точность колеблется в пределах ± (20—25) %, По кривым предельной кратности можно определить допустимую кратность первичного тока ТТ/ при заданной вторичной нагрузке в пределах погрешности 10 %. Методы расчета допустимой нагрузки ТТ по условию 10 % погрешности пригодны для установившегося режима. В переходном режиме вследствие влияния апериодической составляющей тока КЗ резко увеличивается намагничивающий ток, и полная погрешность ТТ доход/it до 70-80 %.  
Суммарное сопротивление внешней вторичной цепи ТТ

где— сумма сопротивлений последовательно включенных об
моток приборов и реле; Rпров—сопротивление соединительных проводов, по которому находит площадь расчетного сечения соединительных проводов; где р— удельное электрическое сопротивление проводника; LpaC4 — расчетная длина соединительных проводов, учитывающая схему включения приборов и ТТ: при схеме полной звезды £расч = I, при схеме неполной звезды LpaC4 = 1,73/, при одном ТТ /расч = 21 (I—длина провода в один конец, соединяющего ТТ и прибор).
Для определения вторичной нагрузки ТТ в цепях релейной защиты следует определить расчетный вид повреждения и воспользоваться соотношениями табл. 2.
2. Расчетные выражения для определения вторичной нагрузки ТТ в цепях релейной защиты

Примечание. znp *— сопротивление соединительных проводов* Ом; zp — сопротивление катушек реле, Om;>Pi  -  наибольшее сопротивление катушек реле, Ом.

При соединении ТТ в трехфазные группы по различным проводам протекают различные токи. Поэтому для расчета площади сечения соединительных проводов в конкретных схемах необходимо выбрать такой режим, при котором нагрузка на ТТ получается наибольшей. По условиям механической прочности площадь сечения медных проводов &о вторичной цепи ТТ должна быть не менее 1,5 мм2, алюминиевых — Ш; менее 2,5 мм2 (для включения счетчиков соответственно 2,5 мм2 и 4мм2).
Класс точности ТТ зависит от его назначения: класс 0,2 — точное измерение энергии и мощности (точные контрольные и лабораторные Приборы); класс 0,5 — точное измерение энергии и мощности, счетчики 1-го класса расчетные; класс 1,0 — измерение энергии и мощности, счетчики 2-го класса контрольные, реле защиты; класс 2 — техническое измерение электрических величин, реле защиты; класс 10 реле защиты, катушки приводов; класс Р — реле защиты.
При использовании встроенных ТТ часто возникает необходимость увеличения либо допустимой вторичной нагрузки, либо вторичного тока в нагрузке до номинального значения.
Допустимую вторичную нагрузку увеличивают при большой длине соединительных проводов, тогда вторичные обмотки ТТ соединяют согласно-последовательно, что дает возможность увеличить вторичную нагрузку в два раза. Соединяемые ТТ должны быть однотипными и иметь одинаковые вторичные нагрузки, равные номинальному току нагрузки. Последовательно можно включать и обмотки разных классов точности при условии одинаковых коэффициентов трансформации.
Вторичный ток в нагрузке увеличивают, когда номинальный ток установки значительно ниже первичного тока ТТ; при этом вторичные обмотки соединяют согласно-параллельно, а вторичная нагрузка уменьшается вдвое. Внутренние и внешние параметры параллельно соединяемых ТТ должны быть одинаковыми.
Встроенные во втулки выключателей ТТ с номинальным первичным током 50, 75, 100 А и вторичным током 2,5 А можно включать только параллельно для получения вторичного тока 5 А.
Электродинамическую стойкость ТТ в каталоге задают номинальным током электродинамической стойкости Iн дин или кратностью номинального тока электродинамической стойкости ftH дин.
Между токами электродинамической стойкости и термической стойкости ТТ должно выдерживаться соотношение (для ТТ до 220 кВ)

Термическая и электродинамическая стойкости должны обеспечиваться при замкнутой накоротко вторичной обмотке.
Трансформаторы тока наружной установки подвержены дополнительным механическим воздействиям ветра и тяжения проводов, которыми они включаются в цепь. Расчетная скорость ветра берется 30 м/с, сила тяжения до 500 Н при UR < 35 кВ и до 1000 Н при UR < 220 кВ.