24. Измерительные трансформаторы тока

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первич­ных цепей высокого напряжения.

Трансформатор тока имеет замкнутый магнитопровод 2 (рис. 4.55, а) и две обмотки — первичную 1 и вторичную 3. Пер­вичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока /(, ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые током /₂.

Трансформатор тока характеризуется номинальным коэффи­циентом трансформации

где I_1ном , I_2ном — номинальные значения первичного и вторично­го тока соответственно.

Значения номинального вторичного тока приняты равными 5 и 1 А.

Коэффициент трансформации трансформаторов тока не является строго постоянной величиной и может отличаться от номинально­го значения вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания. Токовая погрешность определяется по выражению

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструк­тивных особенностей: сечения магнитопровода, магнитной про­ницаемости материала магнитопровода, средней длины магнит­ного пути, значения I₁ w₁.

Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличения на­грузки и кратности тока приводят к увеличению погрешности

Рис. 4.55. Трансформатор тока:

а — принципиальная схема многовиткового трансформатора тока: / — первич­ная обмотка; 2 — магнитопровод; 3 — вторичная обмотка; б — принципиальная схема одновиткового трансформатора тока; в — конструкция ТПОЛ-20: 1 — вы­вод первичный; 2 — эпоксидная литая изоляция; 3 — выводы вторичной обмотки

Конструкции трансформаторов тока

Трансформаторы тока для внутренней установки до 35 кВ имеют литую эпоксидную изоляцию.

По типу первичной обмотки различают катушечные (на на­пряжение до 3 кВ включительно), одновитковые и многовитковые трансформаторы.

На большие номинальные первичные токи применяются транс­форматоры тока, у которых роль первичной обмотки выполняет шина, проходящая внутри трансформатора

Эти трансформаторы представляют собой кольцеобразный эпоксидный блок с залитым в нем магнитопроводом и вторичными обмотками. Первичной обмоткой является шина токопровода.

В установках 330 кВ и более применяются каскадные трансфор­маторы тока ТФРМ с рымовидной обмоткой, расположенной внутри фарфорового изолятора, заполненного трансформаторным маслом.

Встроенные трансформаторы тока применяются в установках 35 кВ и более. В вводы высокого напряжения масляных выключа­телей и силовых трансформаторов встраиваются магнитопроводы со вторичными обмотками. Первичной обмоткой является токоведущий стержень ввода.

Оптико-электронные измерительные трансформаторы

Чем выше напряжение, тем труднее изолировать первичную обмотку ВН от вторичной, измерительной обмотки трансфор­маторов. Каскадные измерительные трансформаторы на 500, 750 и 1150 кВ сложны в изготовлении и дороги, поэтому взамен их разработаны принципиально новые оптико-электронные транс­форматоры (ОЭТ). В них измеряемый сигнал (ток, напряжение) преобразуется в световой поток, который изменяется по опреде­ленному закону и передается в приемное устройство, располо­женное на заземленном элементе. Затем световой поток преобра­зуется в электрический