
При проектировании электроустановок, в состав которых входят устройства защиты, схемы измерения и учёта электрической энергии, производится выбор трансформаторов тока.
Выбор определяется несколькими факторами, среди которых:
- номинальное напряжение электроустановки;
- значение тока первичной цепи, в которую предполагается включение трансформатора тока;
- класс точности трансформатора, который зависит от целей его использования;
- мощность устройства, определяемая нагрузкой вторичных цепей;
- конструктивное исполнение, определяемое компоновкой электроустановки и конкретного места, где должен быть установлен ТТ.
Выбор ТТ по напряжению и номинальному току
Выбор по номинальному напряжению не вызывает затруднений, так как ТТ выпускаются на номиналы, соответствующие стандартному ряду напряжений.
Номинальный ток ТТ выбирается с запасом в 20 – 30%, то есть, его значение должно превышать номинал электрической цепи на эту величину. Выбор производится из ряда стандартных токовых характеристик ТТ требуемого типа.
Кроме номинального значения принимается во внимание возможность ТТ выдерживать тепловое и ударное воздействие токов короткого замыкания. Для этой цели производится расчёт токовых значений при различных вариантах коротких замыканий. В качестве расчётного варианта принимается наиболее неблагоприятный случай, соответствующий наибольшим токовым нагрузкам. Далее определяется время, в течение которого существующая релейная защита произведёт отключение повреждённого участка электрической сети. По величине и времени протекания аварийного тока вычисляется количество выделяемой джоулевой теплоты и оценивается термическая стойкость ТТ. При повышенной токовой нагрузке в аварийном режиме проводники электроустановки испытывают ударные механические воздействия, вызванные электромагнитными силами. Эти удары могут стать причиной разрушения отдельных элементов электрической сети, в том числе ТТ.
Выбор ТТ по классу точности вторичной обмотки
Требования к классу точности ТТ определяются назначением схемы его вторичных соединений. Наименее критичны к точности ТТ цепи релейной защиты. Для этих целей предусматриваются вторичные обмотки классов 5Р и 10Р. Допустимая погрешность ТТ для цепей защит не должна превышать 10%, но это ограничение должно соблюдаться во всём токовом диапазоне, вплоть до токов коротких замыканий. Требования ГОСТ к ТТ данных классов точности приведены в таблице.
Таблица допустимых значений погрешностей ТТ для целей релейной защиты
Более высокие требования к точности предъявляются цепями измерения и учёта. Особенно критичны к классу точности ТТ схемы коммерческого учёта электрической энергии. Это и понятно, ведь за этими измерениями стоят денежные расчёты. В соответствии с ГОСТ погрешности ТТ высоких классов точности, используемых в цепях коммерческого учёта должны находиться в пределах значений, приведённых в следующей таблице.
Допускаемые погрешности ТТ для целей учёта
Нагрузка вторичных цепей ТТ должна находиться в пределах от 25% до 100% от номинального значения.
Проверка соответствия мощности вторичной нагрузки
Нагрузка вторичной обмотки ТТ определяется суммой сопротивлений приборов (катушек реле, амперметров и счётчиков энергии), включенных во вторичную цепь. С уменьшением общего сопротивления, загрузка ТТ снижается. Наименьшая загрузка ТТ имеет место при коротком замыкании выводов вторичной обмотки.