Для того щоб привести параметри струму і напруги до необхідних норм, використовують спеціальні електротехнічні пристрої, які називаються трансформаторами. Залежно від призначення, пристрої та класу точності трансформатори струму і напруги, підрозділяються на кілька типів. У цій статті розглянемо вимірювальні трансформатори напруги і струму, які встановлюють в ланцюгах обліку електроенергії.

Трансформатор струму: загальні поняття

У ланцюзі обліку встановлюють трансформатори струму (ТТ) класу точності не нижче 0,5 номінальна потужність яких підбирається відповідно до параметрів мережі. Призначення цього пристрою - забезпечення контролю споживання електроенергії. Типи трансформаторів струму: ТПЛ, ТОЛ 10, ТПОЛ, Т-0,66, ТФЗМ і інші.

Трансформатори струму Тополь-10 з первинної обмоткою 1000 А

Конструкція трансформаторів струму має наступні особливості.

1. Первинна обмотка виконується у вигляді товстої шини (кількість витків мінімізовано). Така конструкція дозволяє оптимізувати коефіцієнт трансформації і поліпшити роботу трансформатора.
2. Провід вторинної обмотки намотується на основу, виготовлену з магнітного матеріалу з великою площею поперечного перерізу. Струм вторинної обмотки зазвичай дорівнює 5А (іноді - 1А).

Види трансформаторів струму

Слід виділити три основні види.

1. Сухі трансформатори: у них первинна обмотка має фізичний зв'язок із вторинною. Значення вторинного струму безпосередньо залежить від коефіцієнта трансформації.
2. Тороїдальні: встановлюються на шину або кабель і тому не мають первинної обмотки. Первинний струм протікає по провіднику в середині корпусу. Такі трансформатори з роздвоєним ядром (можуть відкриватися без відключення первинної ланцюга) можуть виконувати захисну функцію (від КЗ мережі).
3. Високовольтні (масляні або газові): можуть бути з первинної обмоткою або без неї (шинного типу). Крім вимірювальної можуть мати додаткову вторинну обмотку - для забезпечення роботи релейного захисту.

Перевірка трансформаторів струму

Повірка ТТ виконується відповідно ГОСТ 8.217-2003. Нормативний документ передбачає наступні операції:

• проведення зовнішнього огляду (перевіряється цілісність корпусу, наявність і правильність нанесення маркувань, паспортні дані);
• розмагнічування: існує кілька способів, один з яких наказує плавне збільшення струму (протягом 2 хв.) на первинній обмотці від 0 до 100% від номінального значення при повній номінальному навантаженні і потім - плавне зниження до нуля;
• перевірка відповідності полярності клем первинної і вторинної обмоток (по схемі повірки);
• визначення струмових і кутових похибок: виконується за допомогою еталонного трансформатора струму, магазину навантажень і приладу порівняння (компаратора).

Результати перевірки оформляються протоколом і свідоцтвом. У певних випадках передбачається пломбування.

Стенд для перевірки трансформаторів струму

Трансформатори напруги: пристрій і принцип дії

Пристрій трансформаторів струму і напруги багато в чому схоже: навколо сталевого сердечника, набраного з листової сталі, намотуються первинні і вторинні обмотки. Трансформатори напруги (ТН) бувають одно- і трифазними. Їх призначення - зниження напруги до необхідного рівня. У вимірювальної трифазної мережі встановлюють групу однофазних (на кожну фазу) або трансформатор, в корпусі якого зібрані три первинної обмотки і три вторинної. Вихідна напруга трифазних вимірювальних ТН - 100 В. Номінальна напруга первинної обмотки залежить від параметрів мережі (35 кВ, 10 кВ, 6 кВ).

• підключення вимірювальних приладів та іншого обладнання для забезпечення його безпечної експлуатації;
• для розширення меж вимірювання підключених приладів;
• для забезпечення роботи протипожежної автоматики та релейного захисту.

Трансформатори струму і напруги, схеми включення яких нічим не відрізняються від понижувальних трансформаторів, є вимірювальними, якщо розташовані перед лічильниками і мають клас точності не менше 0,5 (для комерційного обліку).

Трансформатор напруги в осередку

Деякі типи трансформаторів напруги

1. КНФ-110: масляний трансформатор, що складається з двох каскадів на загальному магнітопроводі.
2. НОМ-35 або ЗНОМ-35: конструкція таких трансформаторів герметична, всередині корпусу - масло, рівень якого знаходиться на 25-30 мм нижче кришки. Маслорасшірітель вони не забезпечені.
3. НТМИ-6: трансформатор з ізольованою нейтраллю. Активна його частина складається з однофазних трансформаторів, поміщених в загальний корпус. Усередині корпусу - масло, для доливання якого на кришці знаходиться спеціальна пробка. Крім того, на кришці знаходяться клеми первинної і вторинних обмоток. Додаткова вторинна обмотка служить для підключення сигналізації і захисту. Спрацювання відбувається при замиканні будь-який з фаз первинних обмоток на землю.
4. НАМИ-10: виготовляються на напругу первинної обмотки 10 і 6 кВ, на вторинній - 100 В.
5. НТМК-6 (10): конструкція з трехстержневим магнитопроводом. На стрижнях знаходяться обмотки високої та низької напруги, з'єднаних «зіркою», при цьому нульова точка має свій висновок. Обмотка разомкнутого трикутника не передбачена. Призначений НТМК-6 (10) тільки для ланцюгів обліку електроенергії.

Перевірка трансформаторів напруги

Повірка ТН виконується відповідно до Методики ГОСТ 8.216-211 ГСИ. Процедура передбачає:

• зовнішній огляд, при якому перевіряється справність висновків, наявність і відповідність маркування, цілісність ізоляції, наявність таблички з маркуванням;
• визначення похибок: виконується за допомогою еталонного трансформатора напруги, магазину навантажень і компаратора.

Результати перевірки оформляються протоколом і свідоцтвом. На корпусі (в призначеному для цього місці) встановлюють пломбу.

На закінчення - відеоролик на тему «Трансформатори струму і напруги: призначення», де буде розказано про конструкції НТМИ-10.