Измерительные трансформаторы тока предназначены для преобразования первичных величин токов (стандартная шкала номинальных первичных токов содержит значения от 1 А до 100 кА) во вторичные величины токов (1 А или 5 А), которые наиболее удобные для подключения измерительных приборов, устройств релейной защиты и автоматики. Отношение номинального первичного к номинальному вторичному току представляет собой коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока.
Отдельные типы измерительных трансформаторов тока позволяют регулировать коэффициент трансформации в заданных производителем диапазонах. Изменение коэффициента трансформации в зависимости от типа измерительного трансформатора тока может быть выполнено как по первичной стороне, так и по вторичной стороне.
Изменение коэффициента трансформации по первичной стороне
Изменение номинального коэффициента трансформации возможно реализовать в трансформаторах тока с возможностью переключения по первичной стороне. Принципиальная электрическая схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема трансформаторов тока с возможностью переключения по первичной стороне
Первичная катушка трансформаторов тока состоит из двух секций с равным количеством витков. Переключение КТ производится путем изменения количества витков в первичной катушке при помощи перемычек на первичных контактах (Л1, К1, Л2 и К2). Таким образом, возможно последовательное, либо параллельное соединение секций первичной катушки, но при этом количество витков во вторичных катушках не изменяется. Таким образом, за счет изменения количества витков первичной катушки изменение коэффициента трансформации происходит на всех вторичных катушках данного измерительно трансформатора тока без изменения таких параметров, как: номинальный класс точности, номинальный коэффициент безопасности приборов и номинальная вторичная нагрузка.
Имея неоспоримое преимущество в наличии разных коэффициентов трансформации в одном корпусе, стоит отметить и ограничения, связанные с конструктивными особенностями трансформаторов, которые имеются в первом способе изменения КТ:
- изменение коэффициента трансформации возможно только с двойной кратностью. (Например, 500-1000/5 и т.д.);
- возможно только два коэффициента трансформации;
- ограничение по максимальному значению первичного тока (не более 600 А).
Изменение коэффициента трансформации по вторичной стороне
Изменение номинального коэффициента трансформации возможно реализовать в трансформаторах тока с возможностью переключения по вторичной стороне используя определенную конструкцию вторичной обмотки с отпайками (ответвлениями). Вторичная катушка в данных трансформаторах тока имеет не только начало и конец обмотки, но и промежуточные ответвления (отпайки). Количество отпаек может быть несколько, но не менее одной. Переключение коэффициента трансформации производится путем изменения количества витков во вторичной катушке.
Рассмотрим более подробно второй способ на примере встроенного трансформатора тока с коэффициентами трансформации (например, 500-1000/5).
Принципиальная электрическая схема данного трансформатора представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 — Принципиальная электрическая схема для встроенного трансформаторов тока с отпайками (ответвлениями) по вторичной стороне
Для обеспечения наибольшего из коэффициентов трансформации обмотки трансформатора тока (например, 1000/5), необходимо подключить к началу «И1» и концу «И3» обмотки. Необходимо также заземлять один из выводов («И1» или «И3») в соответствии с п.3.4.23 ПУЭ. При этом, промежуточные ответвления «И2», не должны быть закорочены и заземлены. В ином случае требуемый коэффициент трансформации, а, следовательно, и класс точности, не будут обеспечены, т.к. часть витков обмотки будет закорочена.
Для обеспечения наименьшего коэффициента трансформации (например, 500/5), подключение необходимо произвести к началу «И1» и к промежуточному ответвлению «И2». При этом ответвление «И3» остается не подключенным.
Применение трансформаторов тока с отпайками (ответвлениями) по вторичной стороне (второй способ изменения КТ) в настоящий момент получило более широкое распространение из-за следующих преимуществ по отношению к первому способу изменения КТ:
- возможность обеспечение от двух и более коэффициентов трансформации на одной вторичной обмотке;
- отсутствие ограничения по максимальному значению первичного тока;
- отсутствие ограничения по конструктивному типу исполнения трансформаторов. Изготовление с отпайками по вторичной стороне возможно на встроенных, опорных, проходных шинных и других типах трансформаторов.
