В зависимости от числа витков первичной обмотки различают одновитковые и многовитковые ТТ.
В одновитковом ТТ первичная обмотка может быть выполнена в виде стержня или пакета шин. Примером такого исполнения является ТТ ТПОЛ-10 с литой изоляцией, изображенной на рис. 9.22. Этот трансформатор используется как проходной изолятор при переходе цепи из одного помещения в другое.
Применение литой эпоксидной изоляции позволяет сильно упростить конструкцию и технологию производства. Первичная обмотка — стержень 4, магнитопроводы 1 и крепежное кольцо 3 располагаются в специальной форме, после чего туда заливается жидкая масса из эпоксидной смолы, пылевидного кварцевого песка и отвердителя. После затвердения и полимеризации изоляционный материал приобретает высокие электрические и механические свойства.
При КЗ стержень 4 первичной обмотки нагревается и его диаметр увеличивается. Для того чтобы не произошло растрескивания эпоксидной изоляции, стержень обматывается стеклянной и перфорированной лентами. Эта изоляция называется буферной, так как компенсирует тепловые напряжения, вызванные нагревом стержня.
Магнитопровод трансформатора 1, выполненный в виде тора, изготавливается из ленты, навитой на цилиндрическую оправку. На тор наматывается вторичная обмотка 2. Применение тороидального магнитопровода дает возможность полностью использовать высокие свойства текстурованного материала, например стали марки 3412. Если вторичная обмотка равномерно расположена на магнитопроводе, то индуктивное сопротивление вторичной обмотки в схеме замещения равно нулю, что позволяет повысить точность ТТ.
Рис. 9.22. Одновитковый ТТ типа ТПОЛ-10 (Uном= 10 кВ)
Конструкция позволяет легко установить несколько магнитопроводов, каждый из которых имеет различные параметры.
Большим достоинством одновиткового исполнения является его высокая электродинамическая стойкость, так как на первичную обмотку действуют силы только от подводящих шин и соседних фаз.
При трехфазном КЗ между стержнями первичных обмоток соседних фаз возникает электродинамическая сила. Кроме того, на конец стержня передаются силы, действующие на подводящую шину, которая одним концом укреплена на ближайшем опорном изоляторе, вторым — на стержне ТТ.
Электродинамическая стойкость, которая обусловливается заводом- изготовителем, относится обычно к определенному расстоянию между фазами и определенней длине шин, соединяющей опорный изолятор с ТТ.
Недостатком этой конструкции является большая погрешность при малом номинальном первичном токе, поскольку w1=1. Поэтому одновидовые ТΤ применяются при токах 400 А и более. При первичном токе более 2000 А применяются однови)новые шинные ТТ. В качестве первичной обмотки используется пакет шин распределительного устройства, который пропускается через окно ТТ.
Электродинамическая стойкость такого ТТ заводом не нормируется, поскольку она определяем механической прочностью шин и их креплением.
Одновитковые ТТ применяются также как встроенные. В этом случае используются токоведущий стержень и изолятор другого аппарата или оборудования (выключателя, силового трансформатора, проходного изолятора и др.). Расположение четырех таких ТТ в выключателе показано на рис. 4 1. Аналогично устанавливаются ТТ и на других видах оборудования. Применение встроенных ТТ дает большой экономический эффект.
Встроенные ТТ работают в тяжелых условиях (возможно отсыревание обмоток, попадание влаги). Поэтому они тщательно пропитываются лаком после изготовления и бандажировки обмоток.
Рис. 9.23. Многовитковый ТТ на напряжение 10 кВ
Рис. 9.24. Активная часть ТТ с бумажно-масляной изоляцией
На проходном изоляторе, как правило, устанавливается несколько магнитопроводов, вторичные обмотки которых можно соединить последовательно и параллельно. При последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, так как удваивается число первичных и вторичных витков. Вторичный ток сохраняется, а ЭДС Е2 удваивается, что дает возможность увеличить в 2 раза вторичную мощность. Для встроенных ТТ это очень важно, так как они удалены от реле и измерительных приборов, благодаря чему сопротивление соединяющих проводов получается большим.
При первичных токах до 100 А вторичные обмотки соединяются параллельно, что позволяет получить в нагрузке ток, приближающийся к стандартному значению 5 А при малом токе в первичной цепи. Кроме того, вторичные обмотки имеют отпайки, которые позволяют в небольшом диапазоне регулировать коэффициент трансформации. Если номинальный ток, проходящий по первичной обмотке стержня, меньше номинального первичного тока ТТ, то ток во вторичной цепи можно увеличить путем уменьшения числа витков вторичной обмотки.
При малых первичных токах (до 400 А) для получения высокого класса точности приходится применять многовитковую первичную обмотку. В этом случае при любом первичном токе можно получить необходимую для данного класса точности МДС за счет увеличения числа первичных витков. На рис. 9.23 показан многовитковый ТТ с литой изоляцией. Магнитопровод 1 прямоугольный, шихтованный; на нем располагается вторичная обмотка 2 катушечного типа.
Рис. 9.25. ТТ типа ТФН на напряжение 35 кВ для работу в открытом РУ
Рис. 9.26. Каскадный ТТ на напряжение 500 кВ
Первичная обмотка 3 выполняется из медной шины и может иметь необходимое число витков. На концах первичной обмотки припаяны зажимы 5. Все детали ТТ связаны между собой эпоксидным литым корпусом 4. Выводы вторичных обмоток присоединены к зажимам 6. При КЗ между витками первичной обмотки действуют электродинамические силы, что снижает стойкость ТТ. Кроме того, на первичной обмотке из за ее относительно большой индуктивности может появиться значительное падение напряжения.
При напряжении 35 кВ и выше в открытых установках применяются ТТ с масляной изоляцией. В СССР наибольшее распространение получили ТТ восьмерочного типа. Магнитопровод с обмотками такого ТТ представлен на рис. 9.24. Тороидальные магнитопроводы 1 со вторичными обмотками 2 проходят через окно, образованное первичной обмоткой 4 Первичная обмотка 4 выполняется мягким многожильным проводом и обычно имеет несколько параллельных ветвей (на рис. 9.24 — две ветви). При переходе с параллельного соединения на последовательное номинальный ток ТТ уменьшается в 2 раза. Первичная обмотка изолируется от вторичной с помощью кабельной бумаги 5. Лента из кабельной бумаги толщиной 0,12 мм наматывается вполнахлеста и на первичную обмотку, и на вторичную. После наложения изоляции магнитопровод с обмотками крепится к основанию ТТ с помощью лап 3. К этому же основанию крепится фарфоровый кожух, который защищает от воздействия окружающей среды.
Внутренняя полость ТТ после вакуумной сушки заполняется трансформаторным маслом. Масло пропитывает кабельную бумагу и заполняет все пустоты. Такие ТТ выполняются на напряжение до 220 кВ. Общий вид ТТ с Uном>35 кВ представлен на рис. 9.25.
С ростом номинального напряжения стоимость ТТ возрастает примерно пропорционально квадрату напряжения в основном за счет изоляции. Поэтому при напряжении Uном>220 кВ применяют каскадную схему. На рис. 9.26 показан двухступенчатый каскадный ТТ на напряжение 500 кВ. Каждая ступень выполнена на напряжение 250 кВ и представляет собой ТТ, аналогичный показанному на рис. 9.24. Вторичная обмотка первой ступени питает первичную обмотку второй. При перевозке каждая ступень, залитая маслом, доставляется к месту установки отдельно. Стоимость двухступенчатого ТТ примерно в 2 раза меньше, чем одноступенчатого. Дальнейшее сокращение габаритных размеров и массы может быть достигнуто применением конденсаторной бумажно-масляной изоляции.
Недостатком описанного выше варианта является увеличение погрешности ТТ из-за увеличения сопротивления обмоток [91].
