РЕФЕРАТ

В данной работе рассматриваются основные сведения о конструкциях трансформаторов тока. Описаны устройство и принцип действия различных типов трансформаторов тока, а также их применение и классификация конструкций. Приведены основные параметры и характеристики отдельных конструкций трансформаторов тока.

Ил. 4. Библ.: 4 назв.

Трансформатор тока представляет собой аппарат, первичная обмотка которого включена в цепь последовательно. А вторичная обмотка, будучи замкнута на некоторую цепь (“вторичную цепь”) отдаёт в неё ток, пропорциональный первичному току.

В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (и от земли) на полное рабочее напряжение.

Вторичная обмотка в эксплуатации имеет потенциал, близкий к потенциалу земли, так как один конец этой обмотки обычно заземляется.

Таким образом, трансформатор тока позволяет измерять и учитывать ток высокого напряжения приборами низкого напряжения, доступными для непосредственного наблюдения обслуживающим персоналом. При этом во вторичную цепь трансформатора тока включаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счётчиков и т.д.

Трансформатор тока не только изолирует реле, измерительные и прочие приборы от цепи высокого напряжения, но и позволяет свести измерение любого номинального первичного тока и долей его к измерению некоторого стандартного номинального вторичного тока и долей его, например 5, А.

Трансформатор тока имеет следующие основные назначения:

а) изолировать обслуживающий персонал и приборы от потенциала сети, в которой производятся измерения;

б) позволять производить измерение или учёт любых токов стандартными приборами, например на 5, А.

Часто один и тот же трансформатор тока может быть использован как для целей измерения, так и для целей защиты.

Трансформатор как прибор для промышленного преобразования электрической энергии был изобретён П.Н. Яблочковым и И.Л. Усагиным в 1876 г.

Примитивные трансформаторы тока впервые появились примерно в 1900 г.

В России производство трансформаторов тока началось в 1905 – 1910 гг. исключительно по германским чертежам.

Серийное и крупносерийное производство трансформаторов тока в Советском Союзе началось с открытием первого отечественного завода высоковольтной аппаратуры “Электроаппарат” в Ленинграде (1925 г.). На этом заводе созданы кадры специалистов в области трансформаторов тока и разработаны многочисленные оригинальные их конструкции.

Целью настоящей работы является освещение вопросов, связанных с рассмотрением устройства и принципа действия различных конструкций трансформаторов тока, описание основных параметров и характеристик трансформаторов тока внутренней и наружной установки, их назначения и классификации.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

По назначению трансформаторы тока могут быть разбиты на несколько групп: измерительные; защитные (для дифференциальной защиты, для земляной защиты, нулевой последовательности и т.д.); комбинированные (измерительные и защитные); лабораторные (со многими коэффициентами трансформации и высокой точности); промежуточные (для связи между двумя трансформаторами тока с разными коэффициентами трансформации) и т.д.

По роду установки трансформаторы тока могут быть разделены на следующие группы: для внутренних установок; для наружных установок; для особых, специфических условий эксплуатации, например для работы на морских судах, и т.д.

По способу выполнения первичной обмотки трансформаторы тока могут быть разбиты на две группы: стержневые или одновитковые; многовитковые. В стержневых трансформаторах тока число первичных витков w₁ равно единице и число действующих ампер-витков аппарата А×W_Н равно числу ампер номинального тока I_1Н; в многовитковых оно кратно номинальному току:

где w₁ больше единицы.

При таком определении к стержневым трансформаторам тока нужно отнести следующие: стержневые трансформаторы тока – первичная обмотка А в виде прямого стержня или прямой трубы проходит через окно сердечника В; петлевые или U-образные – первичная обмотка изогнута в виде буквы U; при этом она проходит через окно сердечника лишь один раз; шинные трансформаторы тока – первичная обмотка в самом аппарате отсутствует, но оставлено место для пропуска шины или пакета шин через окно сердечника на месте установки аппарата; встроенные трансформаторы тока – первичной обмоткой служит ввод выключателя, силового трансформатора и т.д.

По роду изоляции между первичной и вторичной обмотками трансформаторы тока можно классифицировать на следующие группы: с сухой изоляцией: с фарфоровой изоляцией; с бакелитовой (в том числе с бакелитовой конденсаторной) изоляцией; с прессованной изоляцией (бутилкаучук, капрон, бутилметакрилаты и т.д.); с литой изоляцией (эпоксидные смолы, полиэфиры, диизоцианатные соединения и т.д.); с изоляцией в виде паст, сохнущих лаков и т.д.; с воздушной изоляцией; с газовой изоляцией (элегаз). С жидкой или вязкой изоляцией: с бумажно-масляной изоляцией (в том числе с конденсаторной бумажно-масляной); с заливкой компаундом.

По взаимному расположению первичных зажимов и заземлённой опорой трансформаторы тока можно разделить на две группы: опорные трансформаторы тока; проходные трансформаторы тока. Проходные трансформаторы при установке их на перекрытии или в стене могут быть использованы как проходные изоляторы. Таким образом, в проходных трансформаторах первичные зажимы расположены по схеме “вверх-вниз”. В опорных трансформаторах тока первичные зажимы могут быть расположены по одной из следующих схем: “оба вверх”; “один направо, другой – налево”; эта разновидность иногда называется “линейной”.

По конструктивному выполнению можно выделить следующие группы трансформаторов тока: катушечные; шинные; баковые, горшковые; восьмёрочные (звеньевые); петлевые (U-образные); типа “кверлох” и т.д.

По степени автономности трансформаторы тока разделяются на: самостоятельно стоящие; встроенные в другие аппараты.

По числу ступеней трансформации различают: одноступенчатые; каскадные (многоступенчатые).

По частоте первичного тока можно различать: трансформаторы тока для энергосистем с постоянной частотой переменного тока (промышленной – 50, Гц); трансформаторы тока для специальных целей, для работы в цепях с переменной частотой, например на морских судах с электродвижением; трансформаторы тока для работы в цепях с повышенной частотой (400...8000, Гц и выше), например, в схемах электропечей; трансформаторы постоянного тока. трансформатор ток

По климатическим условиям различают: трансформаторы тока для работы в странах с умеренным климатом – с температурой окружающего воздуха от -40°С до +35°С; трансформаторы тока для работы в тропических странах, например с температурой поверхностей, подверженных прямому действию лучей солнца, до +75°С; трансформаторы тока для работы в полярных странах и в районах Крайнего Севера – с температурой окружающего воздуха до -55°С и ниже.

2. ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ УСТАНОВКИ

2.1 Катушечные трансформаторы тока

Катушечные трансформаторы тока являются самыми простыми, и принадлежат к старейшим типам трансформаторов тока, развившимся на основе конструкций силовых трансформаторов. Первичная и вторичная обмотки выполняются в виде катушек, намотанных на соответствующие изоляционные каркасы.

Катушечные трансформаторы тока весьма компактны и вследствие возможности механизации обмоточных работ дёшевы, но обладают рядом недостатков.

Во-первых, вследствие слабости катушечной изоляцией, разрядное напряжение таких трансформаторов весьма низко. Из-за этого данная конструкция применяется лишь на небольшие номинальные напряжения (0,5...3, кВ) при пониженных требованиях к электрической прочности.

Повышение разрядного напряжения в катушечных трансформаторов тока достигается прежде всего за счёт некоторого увеличения окна сердечника, причём первичная обмотка отдаляется от внутренней поверхности окна сердечника. В зазор между катушкой первичной обмотки и внутренней поверхностью окна сердечника иногда вставляется П-образный барьер из какого-либо изоляционного материала.

2.2 Проходные трансформаторы тока

Эти трансформаторы тока находят самое широкое применение в распределительных устройствах на 6...35, кВ.

Рис. 2.1. Проходной одновитковый трансформатор тока типа ТПОЛ-Р/Р со стержневой первичной обмоткой.

Проходная конструкция имеет в данном случае особую ценность, так как в закрытых распределительных устройствах возможность “пройти” трансформатором тока через перекрытие или через стену позволяет сэкономить соответствующий проходной изолятор.

Проходной многовитковый трансформатор тока в качестве основы имеет два проходных изолятора, скреплённых в средней части.

Через внутренние полости проходных изоляторов протягивается столько витков первичной обмотки, сколько необходимо для достижения расчётных ампер-витков, обеспечивающего требуемый класс аппарата. На средней части втулок, под заземлённым фланцем, располагаются сердечники с вторичными обмотками, которые закрываются кожухом. Обычно ввод первичной обмотки располагается на верхней головке (по отношению к заземлённому фланцу).

Измерительные трансформаторы тока (стр. 1 из 3)

РЕФЕРАТ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ