БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
65И.5
Выпуск 203
. В. Н. ВАВИН
ТРАНСФОРМАТОРЫ
ТОКА
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЭНЕРГИЯ»
МОСКВА
1966
ЛЕНИНГРАД
Редакционная коллегия:
Большем Я. М., Долгов А. Н., Ежков В. В.,
Каминский Е. А., Мандрыкин С. А., Синьгучов Ф. И.,
Смирнов А Д., Устинов П. И.
УДК 621 314 224.
В 12
В брошюре изложены принцип дейст-
вия ъ конструктивное выполнение трансфор-
маторов тока, причины возникновения их
погрешностей и требования к точности их
работы. Приведены основные сведения о
характеристиках, а также технические дан-
ные трансформаторов тока некоторых типов.
Рассмотрены методы расчетного выбора
трансформаторов тока и их проверки в эк-
сплуатации.
Брошюра рассчитана на электромонте-
ров, бригадиров и мастеров, занимающихся
монтажом, наладкой и эксплуатацией
электроизмерительной аппаратуры, релейной
защиты и вторичных цепей, и может быть
полезна инженерам и техникам, начинаю-
щим работу в этой области энергетики.
Вавин Виктор Николаевич.
ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА.
М—Л., изд-во «Энергия», 1966, 104 с. с илл.
(Б-ка электромонтера. Вып. 203)
3-3-10
112-66
Редактор М. А. Беркович	Техн, редактор Н. С. Мазурова
Сдано в набор 16/Ш 1966 г.	Подписано к печати 19/VI 1966 г
Т-07176 Бумага типографская Кг 2 84х1081/м Печ. 5,46 л. Уч.-изд. л 5,43
Тираж 25000 экз.	Цена 19 коп.	Зак. 556
Владимирская типография Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР.
Гор. Владимир, ул. Победы, д. 18-6
1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
О ТРАНСФОРМАТОРАХ ТОКА
Назначение и принцип действия трансформатора то-
ка. Трансформатор тока представляет собой вспомога-
тельный аппарат, предназначенный для включения из-
мерительных приборов и реле в электрические цепи пе-
ременного тока. Трансформаторы тока применяют при
измерении больших токов, когда непосредственное вклю-
чение приборов на полный ток электрической цепи ста-
новится невозможным. В этих случаях измеряемый ток
с помощью трансформатора тока понижают до значений,
соответствующих шкале прибора.
При применении стандартных измерительных прибо-
ров, выполняемых на ток 5 или 1 а, их пределы изме-
рения при включении через трансформаторы тока могут
быть расширены до любых значений. При включении в
электрическую цепь реле защиты трансформаторы тока
понижают длительно проходящий в этой цепи ток до
значений, обычно не превышающих 5 или 1 а и иногда
10 а.
Применение трансформаторов тока обеспечивает
также отделение (изоляцию) измерительных приборов
и реле от цепей высокого напряжения. Поэтому приме-
нение трансформаторов тока в установках высокого на-
пряжения необходимо даже в тех случаях, когда пони-
жения тока для измерительных приборов и реле не тре-
буется.
Трансформаторы тока широко применяют в совре-
менных электроустановках переменного тока: от их ра-
боты зависит точность электрических измерений и уче-
та электроэнергии, а также надежность и правильность
действия релейной защиты и электроавтоматики при
1*
3
Рис. 1. Устройство транс-
форматора тока.
повреждениях электрооборудования и линий электро-
передачи, что непосредственно влияет на бесперебой-
ность электроснабжения потре-
бителей.
Трансформатор тока (рис.
1), так же как и силовой транс-
форматор, имеет первичную 1
и вторичную 2 обмотки, распо-
ложенные на сердечнике 3, на-
бранном из пластин электро-
технической стали. Первичная
обмотка включается в рассечку
основной электрической цепи,
по которой проходит измеряе-
мый ток, а к вторичной обмот-
ке подключаются последова-
тельно соединенные приборы и реле, являющиеся вто-
ричной нагрузкой трансформатора тока.
Первичный ток Ц, проходя по виткам первичной об-
мотки, создает в сердечнике переменный магнитный по-
ток Фь изменяющийся с той же частотой, что и ток /ь
Под воздействием переменного магнитного потока в
сердечнике в замкнутой цепи вторичной обмотки возни-
кает ток /2, создающий в свою очередь противодействую-
щий согласно закону Ленца магнитный поток Ф2. В ре-
зультате размагничивающего действия потока Ф2 в
сердечнике устанавливается магнитный поток Фо, рав-
ный разности потоков Фх и Ф2 и являющийся частью по-
тока Фь т< е,
Ф0 = Ф1— Ф2.	(1)
Результирующий магнитный поток (Фо) обеспечива-
ет передачу электромагнитной энергии из первичной об-
мотки во вторичную и поэтому называется рабочим
магнитным потоком. Магнитный поток Фо наво-
дит во вторичной обмотке электродвижущую силу
(э. д. с.) Е2, под воздействием которой во вторичной це-
пи, состоящей из вторичной обмотки с полным сопротив-
лением z2 и вторичной нагрузки (измерительных прибо-
ров и реле), имеющей полное сопротивление zH, прохо-
дит ток /2.
Таким образом, ток /2существует благодаря наличию
магнитного потока Фо, и он тем больше, чем больше Фо.
4
В то же время чем больше ток /2, тем больше противо-
действующий поток Ф2 и, следовательно, меньше Фо.
Из сказанного следует, что при определенных значе-
ниях магнитного потока Ф] и сопротивлений z2 и z„
устанавливаются соответствующие значения э. д. с. £2,
тока /2 и магнитного потока Ф2, обеспечивающие равно-
весие магнитных потоков в сердечнике, выражаемоефор-
мулой (1). Разность магнитных потоков Фх и Ф2 не мо-
жет быть равна нулю, так как
вал бы магнитный поток Фо и
ток /2 (вследствие отсутствия
э. д. с. Е2), а следовательно, и
поток Ф2.
Таким образом, магнитный
поток Фь создаваемый пер-
вичным током 71, всегда боль-
ше магнитного потока Ф2, соз-
даваемого вторичным током /2.
Величина магнитного пото-
ка зависит от создающего его
тока и от числа витков обмот-
ки, по которой он проходит.
Произведение тока на число
витков F=Iw называют на-
। этом случае отсутство-
не мог бы существовать
Рис. 2. Векторные диаграм-
мы намагничивающих сил.
а — при совпадении по фазе
магнитных потоков Ф1 и Ф>;
б — прн фазовом сдвиге между
потоками Ф1 и Фя иа угол б.
магничивающей силой (н. с.) и выражают в ам-
пер-витках (ов).
Намагничивающие силы взаимно уравновешиваются
так же,, как и соответствующие им магнитные потоки.
Взаимосвязь н. с. Fx и F2 поясняется векторной диа-
граммой, приведенной на рис, 2, а, согласно которой
Fi=Fa+F0, откуда
или
=
/0О>1 —	--/8О>2,
(2)
где 70 — ток намагничивания, создающий в сер-
дечнике рабочий магнитный поток Фо и
являющийся частью первичного тока 7ь
с^х и — число витков первичной и вторичной об-
моток.
Совпадение по фазе векторов Fx и F2 на рис. 2, а яв-
ляется частным случаем, так как обычно между вторич-
ным током /2 и током намагничивания /0 имеется некото-
рый фазовый сдвиг, зависящий от соотношения величин
активного и реактивного сопротивлений цепи вторичной
нагрузки трансформатора тока. Более типичная вектор-
ная диаграмма н. с. показана на рис. 2, б, где токи /2 и
/0 не совпадают по фазе, вследствие чего между токами
/1 и /2 также имеется фазовый сдвиг на угол б.
Из рис. 2, б видно, что н. с. lowi представляет собой
не арифметическую, а геометрическую (вектор-
ную) разность н. с. hWi и I2w2. Следовательно, и
магнитный поток Фо является геометрической разностью
магнитных потоков Ф1 и Ф2.
Геометрическую (векторную) разность (или сумму)
принято условно обозначать точками над символами то-
ков, которые указывают, что это — векторы, а не величи-
ны токов и что действия с ними производятся путем
геометрического вычитания (или сложения):
4^1 =	— 4^2-	(3)
Разделив все члены выражения (3) на w2, можно его
переписать в виде
Л—= лЛ + 4
w2 w2
или
пт пт
Ш2
Отношение = пт называется коэффициентом
трансформации трансформатора тока.
При первичном токе, не превышающем номинального
тока трансформатора тока, ток намагничивания обычно
имеет незначительную величину (не более 1—3% пер-
вичного тока). Поэтому в выражении (4) им можно пре-
небречь (принять равным нулю). Тогда
Поскольку пт — величина постоянная, вторичный ток
трансформатора тока пропорционален первичному. Это
свойство трансформатора тока является основой для его
использования при измерении тока.
6
Из выражения (5) следует, что для понижения изме-
ряемого тока необходимо, чтобы число витков вторичной
обмотки было больше числа витков первичной.
Схема замещения и векторная диаграмма трансфор-
матора тока. Рабочий процесс в трансформаторе тока
может быть также пояснен с помощью схемы замещения
и векторной диаграммы.
Л /о
Члены выражения (4) ~— и —— можно заменить
так называемыми приведенными токами h и /о, так как
при делении токов, проходящих по первичной обмотке,
на коэффициент трансформации их величины приводят-
ся к соответствующим значениям токов во вторичной об-
мотке. Тогда получим:
/i=4+4	(Q
Путем такого приведения трансформатор тока как
бы заменяется эквивалентным трансформатором тока с
коэффициентом трансформации пт = 1.
Согласно полученному выражению часть тока /, идет
на намагничивание сердечника, а остальная часть транс-
формируется во вторичную цепь, т. е. первичный ток
как бы разветвляется по двум цепям — цепи нагрузки
и цепи намагничивания. Этому соответствует приведен-
ная на рис. 3 схема замещения, где в сопротивление вет-
ви намагничивания г’о от тока ![ ответвляется ток Го.
Сопротивление первичной обмотки на схеме не показано,
поскольку оно находится в первичной цепи и не влияет
на работу трансформатора тока.
Каждое из полных сопротивлений z2 и zH состоит
из последовательно включенных активного и реактивно-
го сопротивлений и х'о, г2 и х2, ги и х„. Величина пол-
ного сопротивления может быть определена по извест-
ной формуле
z — V г2 4- х2.
Поскольку в самом трансформаторе тока отсутствуют
элементы с емкостным сопротивлением, реактивные со-
противления х’о и х2 всегда индуктивные. Реактивное со-
противление вторичной нагрузки, как правило, тоже
индуктивное. В отдельных случаях сопротивление вто-
ричной нагрузки можно считать чисто активным (когда
7
Рис 3. Схема замещении
трансформатора тока.
лн~0) или чисто индуктивным (гн значительно меньше
хи и его можно принять равным нулю).
Индуктивное сопротивление вторичной обмотки х2
обусловлено тем, что не весь создаваемый этой обмоткой
магнитный поток замыкается в
сердечнике. Небольшая часть
этого потока как бы рассеива-
ется, замыкаясь в основном по
воздуху. Эту часть магнитного
потока называют потоком
рассеяния, а сопротивле-
ние — сопротивлением
рассеяния. В некоторых
исполнениях трансформаторов
тока величина х% бывает незначительной по сравнению
с г2 и ею пренебрегают, считая, что хг~0.
На векторной диаграмме, приведенной на рис. 4,а,
ток /2 показан отстающим от создающей его э. д. с. Ег
на угол а1. Величина этого угла зависит от соотношения
активных и индуктивных сопротивлений, входящих во
вторичную цепь, так как
tga = 2L±^_.
Согласно схеме замещения ток Го создается э. д. с. Е2,
хотя в действительности ток намагничивания создает
магнитный поток, возбуждающий э. д. с. Ег. Тем не ме-
нее схема замещения правильно показывает взаимо-
связь между э. д. с. Е2 и током намагничивания Го, по-
скольку между Е2 и Го имеется определенная зависи-
мость (чем больше ток намагничивания, тем больше
магнитный поток Фо и тем больше э. д. с. Ег).
На рис. 4, а ток намагничивания Го отстает от э. д. с.
Е2 на больший угол, чем ток /2. Угол между э. д. с. Е2
и током Го зависит от величины активных потерь в стали
сердечника, покрываемых током намагничивания, и мо-
жет иметь величину порядка 45—87° (чем больше поте-
ри, тем меньше угол).
1 Согласно общепринятому условию построения векторных диа-
грамм все векторы вращаются против часовой стрелки, поэтому
вектор /2 (на рис. 4, а) следует за вектором £2, т. е. отстает от него
не угол а.
8
Первичный ток /, согласно выражению (6) представ-
ляет собой векторную сумму токов Го и Г2. В соответст-
вии с этим и построен вектор тока 1\ на диаграмме.
Взаимное расположение векторов токов и э. д. с., по
лученное на диаграмме, соответствует положительным
направлениям токов, показанным на рис. 1 и 3. Векторы
токов Го и 12 на рис. 4, а расположены аналогично
векторам н. с. Fo и F2 па рис. 2, б. При другом соот-
ношении величин ак-
тивных и реактив-
ных сопротивлений
в цепи нагрузки век-
торная диаграмма
токов примет другой
вид. В качестве при-
мера на рис. 4, б по-
строена векторная
диаграмма, соответ-
ствующая преобла-
данию индуктивного
сопротивления во
вторичной цепи. На
этой диаграмме пер-
Рис. 4. Векторные диаграммы трансфор-
маторы тока.
а — при малой индуктивности вторичной цепи;
б — при большой индуктивности вторичной
1	цепи.
вичный ток опережает вторичный, тогда как на рис. 4,а
он отстает от вторичного тока.
Погрешности трансформатора тока. Погрешности
трансформатора тока обусловлены наличием тока на-
магничивания. Если бы ток намагничивания был равен
нулю, то первичный ток целиком трансформировался бы
во вторичную цепь и трансформатор тока работал бы
без погрешностей. Этому соответствует выражение (5).
Однако в действительности ток намагничивания всегда
существует, вследствие чего первичный ток трансформи-
руется не полностью и вторичный ток 12 несколько отли-
чается от приведенного первичного тока /j по величине
и по фазе. Чем больше ток намагничивания, тем больше
это отличие и соответственно погрешности трансформа-
тора тока.
У трансформаторов тока различают два вида погреш-
ностей: по току и по углу.
Погрешностью по току называют арифмети-
ческую разность величин вторичного и первичного токов,
9
выраженную в процентах к первичному току. Согласно
ГОСТ на трансформаторы тока она определяется по вы-
ражению
/% = Ц=/1..1ОО.	(7)
При пт /г<71 токовая погрешность считается отрица-
тельной.
Угловой погрешностью называется угол сдви-
га по фазе вторичного тока относительно первичного
(угол б на рис. 4). Угловая погрешность выражается
в минутах или градусах. Согласно ТОСТ на трансформа-
торы тока угловая погрешность считается положи-
тельной, когда вторичный ток опережает первичный
(рис. 4,а), и отрицательной, когда вторичный ток отста-
ет от первичного (рис. 4, б).
Величина тока намагничивания зависит от конструк-
тивного выполнения и магнитных свойств стали сердеч-
ника. Чем короче путь магнитного потока, больше сече-
ние сердечника и выше магнитная проницаемость стали,
тем меньший ток намагничивания /0 требуется для со-
здания рабочего магнитного потока Фо. Уменьшению то-
ка /о при определенной величине рабочего потока Фо и
возбуждаемой им э. д. с. соответствует увеличение со-
противления Zq в схеме замещения (рис. 3), z'0=
Л)
Из рис. 3 видно, что первичный ток разветвляется по
двум ветвям — намагничивания и нагрузки. Чем больше
сопротивление г'о, тем большая часть тока замыкается
по вторичной цепи и тем, следовательно, точнее будет
работать трансформатор тока. С другой стороны, чем
больше сопротивление нагрузки при неизменном сопро-
тивлении ветви намагничивания, тем большая часть то-
ка ответвится на намагничивание. Таким образом, с воз-
растанием сопротивления нагрузки погрешности транс-
форматора тока увеличиваются.
Для уменьшения погрешности по току, снижающей
величину вторичного тока, при изготовлении трансформа-
торов тока применяют «отмотку» витков вторичной
обмотки (обычно отматывают 1—3 витка), т. е. выпол-
няют ее с неполным числом витков. За счет этого не-
сколько увеличивается вторичный ток, что компенсирует
токовую погрешность. При этом номинальный коэффи-
10
циент трансформации, равный отношению первичного
номинального тока к номинальному втооичному току,
несколько отличается от действительного, равного п т =
= —; . В выражении (7) всегда подставляется номи-
нальный пт, вследствие чего становится возможной ра-
бота трансформатора тока с положительной погреш-
ностью.
Рис. 5. Характеристика намагничивания
и зависимость сопротивления z0 от тока
намагничивания.
а — зависимость потока Фо от и. с. б — зави-
симость э. д. с. Е2 и сопротивления z* от тока
Характеристика намагничивания. Величины сопро-
тивлений z2 и zH (рис. 3) не зависят от величины прохо-
дящего по ним тока, тогда как сопротивление ? и вслед-
ствие насыщения сердечника при изменении тока Го не
остается постоянным. Поэтому токораспределение в схе-
ме замещения, а следовательно, и погрешности транс-
форматора тока изменяются в зависимости от величины
тока
Изменение сопротивления z'o имеет нелинейный ха-
рактер и определяется характеристикой намагничивания
стали сердечника, представляющей собой зависимость
магнитного потока от н. с. (рис. 5, а).
В начальной части характеристики при малых вели-
чинах н. с. IqWi магнитный поток Фо нарастает очень
медленно (кривая идет полого) вследствие низкой на-
чальной магнитной проницаемости стали. При последую-
щем увеличении IqWi магнитная проницаемость стали
повышается и поток Фо быстро растет до начала насы-
11
щения. При насыщении стали дальнейшего возрастания
магнитного потока с увеличением н. с. почти не происхо-
дит. Вследствие этого характеристика намагничивания
имеет перегиб в начале насыщения стали и далее в обла-
сти насыщения у нее очень пологий подъем. Так как ве-
личина э. д. с. Е2 пропорциональна переменному магнит-
ному потоку Фо, а н. с. /qWi—току Го, то характеристика
намагничивания может быть представлена как зависи-
мость э. д. с. Е2 от тока (рис. 5,6). Зависимость со-
противления z'o от Го получена из характеристики намаг-
ничивания. При любых значениях тока z'o = Е? .
А)
При малых значениях тока намагничивания, соответ-
ствующих низкой начальной магнитной проницаемости
стали, величина z'o очень мала и паже близка к нулю.
При этом трансформатор тока работает с большими по-
грешностями. Далее, при увеличении тока до начала на-
сыщения сопротивление z'o быстро увеличивается и по-
грешности трансформатора тока уменьшаются. Наи-
большее значение z'o, а следовательно, и наименьшие
погрешности трансформатора тока соответствуют нача-
лу насыщения стали. При работе сердечника трансфор-
матора тока в области насыщения сопротивление z'o па-
дает по мере возрастания тока намагничивания. Этому
соответствует увеличение погрешностей.
Для того чтобы трансформатор тока не работал на
начальной части характеристики намагничивания, уве-
личивают н. с. /iw, поскольку при этом увеличиваются
и н. с. намагничивания Го wlt представляющая собой
часть первичной н. с. При применении обычной транс-
форматорной стали точная работа трансформатора тока
обеспечивается при 1 000—1 200 первичных ампер-витков.
При выполнении сердечников из улучшенной стали точ-
ная работа достигается при 600—800 ав. При малых ве-
личинах первичного номинального тока для получения
необходимой первичной н. с. применяют многовитковую
первичную обмотку. Во избежание работы в области на-
сыщения по возможности уменьшают сопротивление
вторичной нагрузки.
Нелинейность характеристики намагничивания при-
водит к искажению (несинусоидальности) формы кривой
12
тока намагничивания, особенно при насыщении сердеч-
ника. При работе трансформатора тока с небольшими
погрешностями, когда несинусоидальный ток намагничи-
вания /q не превышает 10% синусоидального первичного
Рис. 6. Построе-
ние кривой тока
намагничивания /о
при синусоидаль-
ной э. д. с. Ег.
тока /J, вторичный ток согласно формуле (6), являю-
щийся геометрической разностью этих токов, может
лишь незначительно отличаться от синусоиды. Этим от
личием можно пренебречь и считать ток /2 синусоидаль-
ным. Тогда э. д. с. Е2, равная сумме падений напряжения
в линейных сопротивлениях zH и z2, будет тоже синусои-
- дальней. На рис. 6 по нескольким точкам на синусоиде
э. д. с. Е2 с помощью характеристики намагничивания
графически получены соответствующие величины тока Го
и по ним построена кривая этого тока. Эта кривая имеет
заостренную форму и существенно отличается от сину-
соиды. Построение на рис. 6 в целях упрощения выпол-
нено без учета гистерезиса, вносящего некоторую не-
симметрию в кривую за каждый полупериод. Такой неси-
нусоидальный ток не может изображаться в виде вектора
Поэтому Го на векторных диаграммах показывают услов-
но, считая, что этот ток как бы заменяется синусоидаль-
ным, имеющим такое же действующее значение.
Особенности работы и отличие трансформатора тока
от силового трансформатора или тоансформатора напря
жения. Основная особенность работы трансформатора
13
тока заключается в том, что его первичный ток не зави-
сит от вторичной нагрузки. Он остается неизменным да-
же при размыкании вторичной цепи. Это обусловлено
тем, что обычно сопротивление трансформатора тока
(даже при разомкнутой вторичной обмотке, когда оно
равно Zo) несоизмеримо мало по сравнению с сопротив-
лениями первичной цепи. Вследствие этого ток Ц зависит
только от режима работы первичной цепи. В то же время
первичный ток силового трансформатора или трансфор-
матора напряжения определяется только величиной тока
нагрузки вторичной обмотки. В отличие от силового
трансформатора или трансформатора напряжения
трансформатор тока всегда работает с замкнутой вторич-
ной цепью и сопротивление его вторичной нагрузки
в процессе работы не изменяется.
Напряжение на зажимах вторичной обмотки транс-
форматора тока прямо пропорционально величине вто-
ричного тока и, следовательно, возрастает при увеличе-
нии /2, а у силового трансформатора или трансформато-
ра напряжения напряжение на вторичной обмотке мало
зависит от величины тока нагрузки и при его возраста-
нии несколько уменьшается.
При размыкании вторичной цепи силовой трансфор-
матор или трансформатор напряжения переходит в ре-
жим холостого хода, что не представляет для него ка-
кой-либо опасности, тогда как размыкание вторичной це-
пи трансформатора тока недопустимо. Это объясняется
тем, что при разомкнутой вторичной цепи исчезает раз-
магничивающее действие вторичного тока и весь первич-
ный ток становится током намагничивания, в связи
с чем во много раз возрастает магнитный поток и э. д. с. Е2.
Величина э. д. с. при этом может достигать нескольких
киловольт, что представляет опасность для изоляции
трансформатора тока и его вторичных цепей (находя-
щихся до места обрыва под высоким напряжением),
а также для обслуживающего персонала.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ТОЧНОСТИ РАБОТЫ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Трансформаторы тока для электрических измерений.
Согласно ГОСТ трансформаторы тока должны соответ-
ствовать одному из следующих классов точности: 0,2;
14
0,5; 1; 3 и 10. Точность работы трансформатора тока
в значительной мере зависит от вторичной нагрузки. Так,
при малых величинах сопротивления нагрузки zH ветвь
намагничивания (см. рис. 3) практически будет зашун-
тирована и трансформатор тока будет работать в на-
чальной части характеристики намагничивания, а при
больших значениях г„ он будет работать в области на-
сыщения. Оба случая соответствуют малым значениям
сопротивления ветви намагничивания (рис. 5,6), т. е.
работе трансформатора тока с большими погрешностя-
ми. Поэтому классы точности гарантируются лишь при
определенных значениях сопротивлений вторичной на-
грузки, устанавливаемых ГОСТ на трансформаторы тока.
ГОСТ предусматривает следующие шкалы номинальных
сопротивлений вторичных нагрузок: для трансформаторов
тока с номинальным вторичным током 5 а — 0,1; 0,15; 0,2;
0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,6; 2; 2,4; 3 и 4 ом, для трансформа-
торов тока с номинальным вторичным током 1а— 5, 10,
15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75 и 100 ом.
Величины сопротивлений номинальных вторичных на-
грузок для трансформаторов тока со вторичным номи-
нальным током 1 а значительно больше, чем для транс-
форматоров 5 а, потому что сопротивление однотипных
приборов и реле при первом исполнении в 25 раз больше,
чем при втором. Это объясняется тем, что при одинако-
вой мощности собственного потребления 5, необходимой
для отклонения стрелки прибора до конца шкалы или
для срабатывания реле, их сопротивление zH обратно
пропорционально квадрату номинального тока, так как
5 = /номгн» откуда zH = —— .
*ном
В то же время установленная ГОСТ шкала номиналь-
ных сопротивлений вторичной нагрузки не повышает тре-
бований к трансформаторам тока на 1 а по сравнению с
трансформатором тока на 5 а, так как допустимая вто
ричная нагрузка у трансформаторов тока с меньшим
номинальным током возрастает благодаря увеличению
числа витков вторичной обмотки.
Рассматривая работу однотипных трансформаторов
тока I и II с номинальными вторичными токами ^2ном_[
и/2ном-п на номинальную нагрузку zH0M_j игнои_„
15
при одном и том же магнитном потоке Фо, нетрудно ус-
тановить, что так как
^2 ном—IW2—I = Лном— II ^2-11 •
^2—1  £2—II
w2-i “’г-ц
и
^2—II  Сном-Н ( гном—II г2—II )
^2—1	Сном—I ( гном—I г2—l)
то полное сопротивление вторичной цепи (Zn+Zs) обрат-
но пропорционально квадрату номинального тока:
гном—II г2—II  Сном—I	(gj
ZHOM—I г2—1	Сном—II
Поэтому при /2Н0М = 1 а сопротивление вторичной це-
пи в 25 раз больше, чем при /2ном =5 а.
Кроме сопротивления вторичной нагрузки, на точность
работы трансформаторов тока влияет величина первич?
кого тока. Малым значениям тока Л соответствует рабб—:
та трансформатора тока в начальной части характери-
стики намагничивания в связи с незначительной величи-
ной тока Го, представляющего собой часть первичного
тока. При больших величинах первичного тока наступа-
ет насыщение стали сердечника из-за возрастания тока
Го, ответвляющегося на намагничивание. Вследствие это-
го работа трансформатора тока в присвоенном ему клас-
се точности возможна лишь в определенных пределах
значений первичного тока. Эти пределы устанавливаются
ГОСТ на трансформаторы тока.
Предельные значения погрешностей для различных
классов точности приведены в табл. 1.
Действительные погрешности могут быть представ-
лены в виде кривой на графике, выражающем зависи-
мость погрешности от величины первичного тока. Кри-
вая действительных погрешностей согласно ГОСТ не
должна выходить за пределы ломаной линии, состоя-
щей из отрезков, проведенных через точки предельных
погрешностей. На рис. 7 в качестве примера построен
график предельных токовых погрешностей для класса!.
Согласно этому графику для класса 1 погрешности не
должны превышать 1 % только в пределах первичного
16
Таблица 1
Предельные значения погрешностей
трансформаторов тока
£	Класс точности	71, % от Лном	Л %	8, мин	Пределы дн> % от гн.ном> п₽и cof <рн *= 0,8
	0.2	10	±0,5	±20	
		20	±0,35	±15	25—100
		100—120	±0,2	±10	
	0,5	10 		±60	
		20	±0,75	±50	25—100
		100—120	±0,5	±40	
	1	10	±2	±120	
		20	±1,5	±100	25—100
		100—120	±1	±80	
	3	50—120	±3	Не нор- миру- ется	50—100
	10	50-120	±10	Не нор- миру- ется	50—100
тока от 100 до 120% номинального. При первичном то-
ке, меньшем номинального, допускаются погрешности
по току более 1%. Из табл. 1 видно, что для классов
0,2 и 0,5 аналогично классу 1 при Л<ЛН0М допуска-
ются погрешности более 0,2 и 0,5% •
Нижний предел сопротивлений вторичной нагрузки
в табл. 1 установлен не для всей шкалы номинальных
вторичных нагрузок. Для трансформаторов тока на но-
минальный вторичный ток 5 а с номинальной вторичной
нагрузкой до 0,4 ом он должен соответствовать табл. 2.
Для трансформаторов тока с номинальной вторич-
ной нагрузкой 1,6 ом и более нижний предел вторичной
нагрузки не должен быть выше 0,6 ом. Таким образом,
в табл. 1 нижний предел вторичной нагрузки установ-
2 В. Н. Bai ан
1 , r . . Г.р,
Таблица 2
Нижние пределы вторичной нагрузки
для трансформатор в тока с /гном=5 а при
малой номинальной вторичной нагрузке
гИ.НОМ' ом	0.1	0.15	0.2	0,4
Нижний предел гн. ом	0,05	0,1	0,15	0,15
лен только для номинальных
нагрузок от 0,6 до 1,6 ож
(при /а10ы=5а).
Для трансформаторов
тока на номинальный вто-
ричный ток 1 а с номиналь-
ной вторичной нагрузкой
5 ом ее нижний предел в
табл. 1 должен быть 2,5 ом.
При номинальной нагрузке
40 ом и выше нижний пре-
дел вторичной нагрузки в
табл. 1 не должен быть бо-
лее 15 ом. Указанные в
табл. 1 нижние пределы
вторичной нагрузки уста-
новлены при /2ном = 1 а
только для номинальных
нагрузок от 10 до 40 ом.
Класс точности и номи-
грешностей по току для класса
точности 1.
нальное сопротивление вторичной нагрузки указываются
на щитке трансформатора тока *. Иногда указывается
вторичная номинальная нагрузка в вольт-амперах.
В этих случаях ее сопротивление в омах может быть оп-
ределено по формуле
~	_ SH.HOM	/п\
^Н.НОМ - о •	VV
/2
ном
Трансформаторы тока для релейной защиты. Релей-
ная защита в условиях коротких замыканий обычно ра-
1 В каталогах часто даются также величины гн.ном, соответст-
вующие соседним классам точности. «
18
ботает при больших токах, часто во много раз превышаю-
щих номинальный ток трансформатора тока. При этом
трансформатор тока оказывается в наиболее неблаго-
приятных условиях вследствие насыщения сердечника
за счет большой величины тока намагничивания. Расче-
тами и опытом эксплуатации установлено, что для обес-
печения правильной работы релейной защиты ошибки
трансформаторов тока, питающих релейную защиту, не
должны превышать так называемой 10%-ной погреш-
ности.
В настоящее время существует два понятия 10%-ной
погрешности: согласно первому — это погрешности, не
превышающие 10% по току и 7° по углу, а согласно вто-
рому— это погрешности, обусловленные током намаг-
ничивания, не превышающим 10% первичного тока. Бо-
лее правильным следует считать второе, поскольку оно
удобнее для практических расчетов по выбору транс-
форматоров тока для релейной защиты. Методика рас-
четов релейной защиты, связанных с учетом точности
работы трансформаторов тока, рекомендуемая Руково-
дящими указаниями по релейной защите и применя-
емая в СССР при проектировании и в эксплуатации,
основана на втором понятии 10%-ной погреш-
ности.
При токе намагничивания, составляющем 10% пер-
вичного тока, максимальная погрешность по току не
превышает 10% при отсутствии угловой погрешности,
т. е. при совпадении по фазе первичного и вторичного
токов. При больших величинах тока намагничивания Го,
чему соответствует угол а порядка 86,5—87° (см. рис. 4),
совпадение по фазе первичного и вторичного токов ре-
ально возможно при индуктивной нагрузке вторичной
цепи, когда величины гн и г2 близки к нулю. Макси-
мальная угловая погрешность при Го = 0,17’ будет при
активной вторичной нагрузке (хн =0) и при %2~0. когда
угол между вторичным током и током намагничивания
близок к 90°. Она при этом не превысит 6 =5°45/.
В соответствии с ГОСТ на трансформаторы тока
заводами-изготовителями устанавливаются 10%-ные
кратности для трансформаторов тока всех классов точ-
ности при номинальной нагрузке и трансформаторов то-
ка, предназначенных для релейной защиты (исполнений
2*
19
Д и Р1) при одной из вторичных нагрузок в пределах от
0,4 до 2 ом при номинальном вторичном токе 5 а и в пре-
делах от 10 до Е0 ом при номинальном вторичном токе
1 а. Под 10%-ной кратностью понимается такая крат-
ность первичного тока по отношению к номинальному,
при которой погрешность трансформатора тока может
достигать 10%-ной при заданной вторичной нагрузке.
Рис. 8. Характеристика 10%-ных кратностей
сердечника класса 0,5 трансформатора тока
типа ТФН35М.
Десятипроцентная кратность и соответствующая ей
вторичная нагрузка (в омах или вольт-амперах) ука-
зывается на щитке трансформатора тока для каждого
сердечника (для измерительных сердечников 10%-ная
кратность обычно дается при z2-=ZH). Следует отметить,
что согласно ГОСТ 7746-55 допускается отклонение дей-
ствительной 10%-ной кратности от установленной в сто-
рону ее понижения до 20%.
В заводской информации по трансформаторам тока
обычно приводятся кривые 10%-ных кратностей, пред-
ставляющие собой зависимость 10%-ной кратности от
вторичной нагрузки (рис. 8).
Необходимо иметь в виду, что при больших величи-
нах тока короткого замыкания 10%>-ная погрешность
трансформатора тока соответствует его работе в облас-
ти полного насыщения стали сердечника. Так, при вели-
1 Обозначение Д было ранее принято для трансформаторов тока,
выпускаемых для дифференциальной защиты. Исполнение Д может
использоваться и для любых других защит. Более новое обозна-
чение Р указывает исполнение для релейной защиты любого типа.
20
чине первичного тока, равной 25-кратному первичному
номинальному току трансформатора тока, при 10%-ной
погрешности ток намагничивания составит:
= 0,1 "2571НОМ = 2,5/1Н0М,
тогда как насыщение у большинства трансформаторов
тока наступает при токе намагничивания, значительно
меньшем номинального. При работе в области полного
насыщения ничтожному повышению э. д. с. E%, напри-
мер вследствие увеличения сопротивления вторичной
нагрузки из-за нагрева какого-либо из ее элементов, со-
ответствует увеличение тока /j,, а следовательно, и по-
грешности в несколько
Учитывая это, завод
«Электроаппарат», ус-
танавливая 10%-ную
кратность, не допуска-
ет работы трансформа-
тора тока в области
полного насыщения
сердечника, ограничи-
вая величину рабочего
магнитного потока та-
раз (рис. 9).
Рис. 9. Небольшому изменению э. д. с.
в области насыщения стали сердечни-
ка соответствует значительное изме-
нение тока намагничивания.
ким образом, чтобы
работе трансформато-
ра при 10%-ной крат-
ности соответствовало
начало насыщения,
близкое к перегибу характеристики намагничивания,
где еще имеется заметный ее подъем при возрастании
тока /р (точка N на рис. 9).
При таком ограничении магнитного потока 10%-ной
кратности соответствует погрешность, меньшая 10%-
ной. Для некоторых типов трансформаторов тока она
не превосходит 3—4%. Это существенно повышает на-
дежность работы релейной защиты.
3.	ОСНОВНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Схемы и выполнение обмоток. Первичные обмотки
трансформаторов тока могут быть одновитковыми или
многовитковыми. На рис. 10, а показан принцип вы-
21
Рис. 10. Выполнение обмоток трансформаторов
тока.
а — восьмерочный (звеньевой) тип обмоток; б — стержне-
вая первичная обмотка; в — петлевая многовитковая пер-
вичная обмотка двухсердечникового трансформатора
тока; г — вторичная обмотка с ответвлениями встроенно-
го трансформатора тока; д - секционированная первич-
ная обмотка с переключательным устройством для изме-
нения первичного номинального тока.
полнения одновитковой первичной обмотки, роль кото-
рой может выполнять изолированный провод, стержень
или шина, проходящие внутри окна сердечника. Виток
первичной обмотки охватывает сердечник контуром,
92
замкнутым через нагрузку и источник питания. Прк
выполнении первичной обмотки в виде стержня
(рис. 10, б) «виток» образуется из всей первичной цепи,
показанной на схеме. Если такой трансформатор тока
включить в одну из фаз трехфазной цепи, то одной из
сторон «витка» будут две другие фазы, являющиеся об-
ратным проводом по отношению к фазе, в которую
включается трансформатор тока, так как в любой мо-
мент времени ток нагрузки, проходящий по одной фазе,
равен сумме токов двух других фаз. На рис. 10, в пока-
зана многовитковая первичная обмотка, являющаяся
общей для двух сердечников (двухсердечниковый
трансформатор тока). Два витка этого трансформатора
тока также образуют замкнутый через внешнюю цепь
контур, охватывающий каждый из сердечников.
Последовательно соединенные витки вторичной об-
мотки также образуют вокруг сердечника контур, за-
мкнутый через цепь вторичной нагрузки (рис. 10,а, б, в).
Число витков каждой из обмоток (первичной или вто-
ричной) равно количеству проводов, проходящих через
окно сердечника, по которым соответствующий ток име-
ет одно и то же направление.
Число витков обмоток у трансформаторов тока в ря-
де случаев изменяют путем переключений. На рис. 10, г
показана вторичная обмотка одиовиткового трансфер
матора тока, встраиваемого в вводы высокого напря-
жения трансформаторов, выключателей, имеющая от-
ветвления, которые позволяют использовать один и тот
же трансформатор тока с разными коэффициентами
трансформации. При одном и том же значении вторич-
ного номинального тока (например, 5 а) минимальное
число витков (выводы А, Б) соответствует наименьше-
му первичному току, а максимальное (выводы А, Д) —
наибольшему, так как номинальный коэффициент
трансформации
nT =	=
^2НОМ
поскольку U71=1 и, следовательно, /ыом^И'г/гиом-
Число витков первичной обмотки изменяют, пере-
ключая витки с последовательного на параллельное или
смешанное соединение. На рис. 10,6 показана схема пер-
23
вичной обмотки трансформатора тока 500 кв, позволяю-
щая перестановкой перемычек изменять номинальный
ток обмотки от 500 до 2 000 а. При каждом из трех по-
ложений перемычек, когда к первичной обмотке подво-
дится соответствующий номинальный ток, по ее отдель-
ным виткам будет проходить одинаковый ток. Вследст-
вие этого во вторичной обмотке во всех трех случаях
будет проходить номинальный вторичный ток. Номи-
нальный коэффициент трансформации при этих пере-
ключениях изменяется так же, как первичный номиналь-
ный ток.
Соответственно конструктивному оформлению транс-
форматоров тока и их обмоток они имеют различные
наименования. Так, трансформаторы тока с первичной
обмоткой, имеющей форму кольца, продетого как звено
цепи через кольцевой сердечник, у которых обмотки на-
поминают цифру 8 (такая обмотка выполняется и много-
витковой), называют восьмеричными или звеньевыми
(рис. 10,а). Трансформаторы тока с первичной обмот-
кой в виде стержня или шины (рис. 10,6) называют
стержневыми или шинными. Трансформаторы тока
с первичной обмоткой, имеющей форму вытянутой пет-
ли, называют петлевыми (рис. 10, в). При выполнении
первичной обмотки в виде катушки, как показано на
рис. 1, трансформатор тока называют катушечным.
Маркировка выводов обмоток. Выводы первичной
обмотки на трансформаторах тока обозначаются бук-
вой Л (линия), а выводы вторичных обмоток — бук-
вой И (измерение). Начала и концы соответственно
указываются цифровыми индексами 1 и 2 у этих букв.
Выводы Л\ и И\, а также Л2 и называют однополяр-
ными. Если пренебречь током намагничивания, то ток,
входящий в один из выводов первичной обмотки, и ток,
выходящий из однополярного вывода вторичной обмот-
ки (рис. 1), совпадают по фазе и им соответствуют век-
торы одного направления.
Маркировка выводов обмоток необходима для обес-
печения правильности соединений трансформаторов то-
ка и включения измерительных приборов и релейной
защиты.
У шинных трансформаторов тока, не имеющих пер-
вичной обмотки до установки на место их использова-
ния, обозначения Л\ и Л2 ставятся на корпусе транс-
24
форматора у соответствующих входного и выходного
отверстий, предназначенных для продевания шины.
У трансформаторов тока, встраиваемых в электро-
оборудование, вместо Л\ и Л2 на сердечнике обознача-
ются «верх» и «низ». При правильной укладке транс-
форматора ввод высокого напряжения со стороны
«верха» считают за начало, а его внутренний (нижний)
зажим — за конец первичной обмотки трансформатора
тока. Началом вторичной обмотки при этом является
провод, имеющий марку А, а концом — последний вы-
вод (Д на рис. 10, г).
Изоляция. Для трансформаторов тока до 35 кв
обычно применяется сухая изоляция — запеченная тек-
столаковая (для трансфоматоров тока низкого напря-
жения), фарфор, бакелит, эпоксидная литая изоляция.
За последние годы наибольшее распространение полу-
чает литая изоляция, обеспечивающая существенное
уменьшение размеров трансформаторов тока при высо-
кой механической прочности и хороших изоляционных
свойствах.
Для трансформаторов тока 35 кв и выше в отечест-
венных конструкциях применяется в основном бумажно-
масляпая изоляция. Эта изоляция выполняется накла-
дыванием на обмотки ленты из кабельной бумаги.
Бумага пропитана маслом и находится в трансформатор-
ном масле, заполняющем фарфоровую рубашку, внут-
ри которой помещен трансформатор тока. На рис. 11, а
показана принципиальная схема выполнения звеньево-
го трансформатора тока с бумажной изоляцией 2, по-
крывающей как первичную обмотку 1, так и вторичную
обмотку вместе с сердечником 3. На рис. 11,6 видно
размещение такого звеньевого трансформатора тока
в масле, заполняющем фарфоровую рубашку.
Следует иметь в виду, что напряжение на изоляции
распределяется неравномерно — на слоях изоляции,
ближних к токоведущим частям, напряжение выше.
Для улучшения условий работы изоляции в некоторых
конструкциях трансформаторов тока применяют вырав-
нивание потенциалов на ее слоях, что достигается
прокладкой между ними проводящих обкладок. Тогда
изоляция превращается как бы в ряд последовательно
соединенных конденсаторов, напряжение между которы-
ми распределяется обратно пропорционально их емко-
25
стям. Эти емкости стараются получить одинаковыми.
Такую изоляцию называют конденсаторной бумажно-
масляной.
Вследствие необходимости выполнения изоляции
между первичной и вторичной обмотками на рабочее
напряжение, по мере его увеличения все более возраста-
ют размеры трансформаторов тока. В связи с этим
Рис. 11. Звеньевой трансформатор тока типа
ТФН35М с бумажно-маслянон изоляцией.
а — принципиальная схема конструктивного выполнения
звеньевого трансформатора; б — звеньевой трансформа-
тор в собранном виде.
трансформаторы тока на напряжение 400—500 кв вы-
полняют каскадными, состоящими из двух ступеней. На
рис. 12 показана схема каскадного трансформатора то-
ка с двухступенчатой трансформацией. Нижняя сту-
пень имеет четыре сердечника для включения релейной
защиты и измерительных приборов. Верхняя и нижняя
ступени конструктивно выполняются по тому же прин-
ципу, что и трансформатор тока, показанный на
рис. 11,6, и становятся одна на другую. Благодаря это-
26
му рабочее напряжение делится примерно пополам
между трансформаторами тока верхней и нижней сту-
пеней и изоляция каждого из них выполняется на поло-
вину рабочего напряжения. При напряжении сети 500 кв,
имеющей заземленную нейтраль, рабочее напряжение
для каскадного трансформатора тока будет равно фаз-
т,	500 опп
ному напряжению, т. е. Up— —=290 кв, и изоляция
Кз
каждой ступени может быть выполнена на 150 кв.
Верхняя ступень
Линия 'Л,, /?г ' Линин
! иг !
Д Д Д 1
/7,6

И, иг И, Иг и\и? И, иг
Нижняя ступень
Рис. 12. Схема двухступенчатого кас-
кадного трансформатора тока.
Номинальные напряжения и первичные токи транс-
форматоров тока. Трансформаторы тока, выпускаемые
промышленностью, выполняются на номинальные на-
пряжения: 0,5; 3; 6; 10; 15; 20; 35; 110; 150; 220; 330; 400
и 500 кв и на номинальные первичные токи: 5, 10, 15, 20,
30, 40, 50, 75, 100, 150, 200 (250), 300, 400 (500),
600 (750), 800, 1000, 1200, 1500, 2 000, 3 000, 4 000,
5000, 6000, 8000, 10 000 и 15000 а.
Номинальные токи, указанные в скобках, встречают-
ся только у трансформаторов тока, выполненных с сек-
ционированной первичной обмоткой (например, у встро-
енных) .
Трансформаторы тока исполнения Д, предназначае-
мые для дифференциальной защиты, изготовляются
только на 75 а и выше. Встроенные трансформаторы то-
ка для дифференциальной защиты выпускаются только
на номинальные токи 150 а и выше.
Термическая и динамическая устойчивость транс-
форматоров тока. Под термической устойчи-
27
в остью понимается способность трансформатора то-
ка выдерживать без повреждений тепловое воздействие
тока короткого замыкания. Для каждого типа транс-
форматора тока устанавливается кратность термиче-
ской устойчивости, под которой понимается отноше-
ние односекундного тока термической устойчивости
к номинальному первичному току. Односекундный ток
термической устойчивости — тот первичный ток, кото-
рый трансформатор тока выдерживает без поврежде-
ния в течение 1 сек при работе на номинальную вторич-
ную нагрузку.
Кратность термической устойчивости трансформато-
ра тока может быть пересчитана на другой отрезок вре-
мени, не превышающий 10 сек по выражению
где — односекундная термическая устойчивость;
t—время, для которого подсчитывается терми-
ческая устойчивость, сек;
mt — термическая устойчивость для времени t.
Динамическая устойчивость выражает
способность трансформатора тока с вторичной обмот
кой, замкнутой на номинальную нагрузку или накорот-
ко, выдерживать без механических повреждений элек-
тродинамическое воздействие тока короткого замыкания.
Динамическая устойчивость указывается на щитке
трансформатора тока в виде отношения амплитуды то-
ка динамической устойчивости к амплитуде номиналь-
ного первичного тока.
Маркировка трансформаторов тока. На щитке каж-
дого трансформатора тока приводятся следующие дан-
ные:
а)	наименование завода-изготовителя, тип транс-
форматора тока, заводской номер и год выпуска;
б)	номинальное напряжение (кв);
в)	номинальная частота (гц);
г)	номинальный коэффициент трансформации (отно-
шение номинальных первичного и вторичного токов);
д)	для каждого сердечника — класс точности или
исполнение для релейной защиты (Д, *3», Р) и вторич*
28
ная нагрузка, при которой гарантируется класс точ-
ности и 10%-ная кратность;
е)	10%-ная кратность при указанной на щитке вто-
ричной нагрузке (для трансформаторов тока на 0,5 кв
не указывается);
ж)	кратность термической устойчивости и динами-
ческая устойчивость (для трансформаторов тока на
0,5 кв не указывается);
з)	испытательное напряжение (кв).
На встроенных трансформаторах тока надписывает-
ся маслостойкой краской тип трансформатора тока, за-
водской номер и номинальный первичный ток (при на-
личии ответвлений указывается наибольший номиналь-
ный ток).
На электрооборудовании, в которое встраиваются
трансформаторы тока, устанавливаются щитки для
каждого исполнения встроенных трансформаторов тока
с обозначением данных, перечисленных в пп. «а», «г»,
«д», «е». Данные по пп. «г», «д», «е» приводятся для
всех ответвлений. Кроме того, на щитке указываются
обозначения ответвлений.
4.	КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Трансформаторы тока классифицируются по различ-
ным признакам:
1.	Назначение. По назначению трансформаторы
тока можно разделить на измерительные, защитные,
промежуточные (для включения измерительных прибо-
ров в токовые цепи релейной защиты, для выравнива-
ния токов в схемах дифференциальных защит и т. д.)
и лабораторные (высокой точности, а также со многими
коэффициентами трансформации).
2.	Род установки. По роду установки различа-
ют трансформаторы тока:
а)	для наружной установки (в открытых распреде-
лительных устройствах);
б)	для внутренней установки;
в)	встроенные в электрические аппараты и маши-
ны: выключатели, трансформаторы, генераторы и т. д.;
г)	накладные — одевающиеся сверху на проходной
изолятор (например, на высоковольтный ввод силового
трансформатора);
29
д)	переносные (для контрольных измерений и лабо
раторных испытаний).
3.	Выполнение первичной обмотки. По
конструкции первичной обмотки трансформаторы тока
делятся на:
а)	многовитковые (катушечные, с петлевой обмот
кой и с восьмерочной обмоткой);
б)	одновитковые (стержневые);
в)	шинные.
Рис. 13. Проходной и опорный трансформаторы
тока.
а — эскиз установки проходного трансформатора тока
типа ТПФ10 в проеме стены; б — эскиз установки опор-
ного трансформатора тока типа ТФ10.
4.	Способ установки. По способу установки
трансформаторы тока для внутренней и наружной уста-
новки разделяются на:
а)	проходные (рис. 13,а);
б)	опорные (рис. 13,6).
5.	Изоляция обмоток. По выполнению изоля-
ции трансформаторы тока можно разбить на группы:
а) с сухой изоляцией (фарфор, бакелит, литая эпок
сидная изоляция и т. д.);
б)	с бумажно-масляной изоляцией и с конденсатор-
ной бумажно-масляной изоляцией;
в)	с заливкой компаундом.
6. Число ступеней. По числу ступеней транс-
формации имеются трансформаторы тока:
30
а)	одноступенчатые;
б)	двухступенчатые (каскадные).
7.	Рабочее напряжение. По рабочему на-
пряжению различают трансформаторы тока:
а)	на номинальное напряжение выше 1 000 в;
б)	на номинальное напряжение до 1 000 в.
Сочетание различных классификационных признаков
вводится в обозначение типа трансформаторов тока *,
состоящее из буквенной и цифровой частей. При этом
применяются буквы русского алфавита: Т — трансфор-
матор тока; П — проходной; О — одновитковый; Ш —
шинный; К — катушечный; Ф — фарфоровая изоляция;
Л — литая изоляция или же лабораторный; Н — наруж-
ной установки; В — встроенный или с воздушной изоля-
цией; А — под алюминиевые шины; М — модернизиро-
ванный Принята определенная последовательность рас-
положения букв в обозначении типа. Первая буква —
всегда Т, следующая за ней ставится. П — для проходных
трансформаторов тока. При отсутствии на втором месте
буквы П трансформатор тока — опорный. У лаборатор-
ных трансформаторов тока на втором месте ставится
буква Л. Затем ставится буква, указывающая конструк-
цию первичной обмотки (О, III, К). Отсутствие такой
буквы означает, что трансформатор тока имеет петлевую
или восьмерочную обмотку, для которых нет специально-
го обозначения. Следующей ставится буква, характери-
зующая особенности конструкции или назначения
трансформатора тока (В, Л, Ф, К, М, А). Буква М у не-
которых модернизированных трансформаторов тока до-
полняется к цифровой, а не к буквенной части обозначе-
ния. Последней ставится буква Н (наружная установ-
ка). Ее отсутствие указывает, что трансформатор вы-
полнен для внутренней установки.
В цифровой части обозначения указывается номи-
нальное напряжение.
В соответствии с этой системой трансформатор тока
для внутренней установки, проходной, одновитковый
с фарфоровой изоляцией, на 10 кв имеет обозначение
типа ТПОФ10; трансформатор тока для наружной
установки, опорный, многовитковый, с бумажно-масля-
ной конденсаторной изоляцией в фарфоровой рубашке,
на 330 кв обозначается ТФКН330; трансформатор тока
1 За исключением встроенных.
31
для внутренней установки, шинный с литой эпоксидной
изоляцией на 20 кв имеет наименование ТШЛ20 и т. д.
Кроме того, применяется более подробное обозначе-
ние трансформаторов тока, указывающее исполнение и
вариант исполнения.
Исполнения различают: нормальное (не имеет до-
полнительных обозначений), усиленное (в отношении
термической или динамической устойчивости) — обозна-
чается буквой У, ставящейся между буквенным и циф-
ровым обозначениями типа; для защиты от замыка-
ний на землю — указывается буквой «3» (в кавычках),
проставляемой после буквы У, перед цифровой частью
обозначения; для дифференциальной защиты — обозна-
чается буквой Д, ставящейся перед цифровой частью
после буквы «3» (например, ТПФУ«3»Д10).
В вариантах исполнения дополнительно через чер-
точку указывается класс точности сердечника или его
назначение для защиты — «3», Д, Р (при наличии не-
скольких сердечников эти данные приводятся в виде
дроби) и номинальные первичный и вторичный ток.
Например, для трансформатора тока ТПОФЮ в уси-
ленном исполнении, с двумя сердечниками (Д и класса
0,5) полное обозначение будет ТПОФУД10-Д/0,5-750/5.
Такое полное обозначение называется номенклатурным.
5. ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ И ТЕХНИЧЕСКИЕ
ДАННЫЕ НЕКОТОРЫХ РАСПРОСТРАНЕННЫХ
ТИПОВ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ УСТАНОВКИ
Катушечные и шинные трансформаторы тока типов
ТК и ТШ. Трансформаторы тока типов ТК и ТШ пред-
назначены для использования в электроустановках до
0,5 кв.
На рис. 14 показан трансформатор тока типа ТК на
номинальное напряжение 0,5 кв и на ток /1ном до 200 а,
выполненный на прямоугольном сердечнике 1, стянутом
расклепанными трубками 2. На противоположных
стержнях сердечника насажены последовательно соеди-
ненные катушки 3 вторичной обмотки, концы которой
выведены на зажимы 4. Катушка 5 первичной обмотки
82
помещена на одном из стержней сердечника поверх вто-
ричной обмотки. Изоляция обмоток лаковая, запеченная.
Выводы первичной обмотки снабжены наконечника-
ми 6. Такое исполнение выводов делается на номиналь-
ные токи от 5 до 100 а. При больших величинах /1НСМ вы-
воды выполняются прямоугольной шинкой. Сверху над
сердечником помещен щиток 7 с техническими данными.
Трансформатор ТК — опорного типа, крепится винтами,
пропускаемыми через прорези в основании.
/50-
Рис. 14. Катушеч-
ный трансформа-
тор тока типа ТК.
а — конструкция;
б — схема н обозна-
чения выводов обмо-
ток.
Шинный трансформатор тока типа ТШ отличается
отсутствием первичной обмотки, вместо которой в окно
сердечника через изолирующие текстолитовые планки
продевается шина, закрепляемая специальной пластин-
кой. Технические характеристики трансформаторов тока
типов ТК и ТШ приведены в табл. 3.
В пределах от 5 до 400 а трансформаторы тока типа
ТК выпускаются на все значения номинальных токов,
предусмотренные ГОСТ на трансформаторы тока
(см. п. 3). Трансформаторы тока ТШ10, ТШ15 и ТШ20
ыпускаются на номинальные токи 300 а и выше,
ТШ40 — на 600 а и выше, а ТШ120 — на 600, 1 000 и
1 500 а. Трансформаторы тока типа ТК с номинальным
током 5—10 а (в основном ТК120) широко применяются
как разделительные в цепях релейной защиты.
3 В. Н. Вавии
33
Таблица 3
Исполнения и технические характеристики
трансформаторов тока типов ТК и ТШ
Исполнение	г	а	10 %-ная 1ном>	кратность	2н« ном» ом	Класс точности
ТКЮ, тшю	5—400 |	4	0,1	0,5
	600	|	8		
	800, 1 000 |	10		
ТКЮ, тшю 1	5—400 |	4	0,15	0,5
	600	|	8		
	800, 1 000 |	10		
ТК20, ТШ20	5—400 |	4	0,2	0,5
	600	|	8		
	800, 1 000 |	10		
ТК40, ТШ40	5 - 400 [	4	0,4	0,5
	600	|	5		
	800, 1 000 |	6		
	1 500	|	7		
ТК120, ТШ120	5—1 000 |	2	1,2	1
	1500	|	4		
Цифровое обозначение исполнения трансформаторов
тока ТК и ТШ указывает номинальную вторичную на-
грузку. Цифра, обозначающая исполнение, равна номи-
нальной вторичной нагрузке в омах, умноженной на ЮС
Например, у трансформатора ТК40 цифра 40 равна
0,4-100, где 0,4 — номинальная вторичная нагрузка, ом.
Трансформаторы тока на малые значения вторичной
номинальной нагрузки (ТКЮ, ТШ10, ТК15, ТШ15, ТК20.
ТШ20) могут применяться лишь при установке реле и
измерительных приборов с малым потреблением и в не-
посредственной близости от трансформатора тока. Такие
условия характерны для многих электроустановок до
500 в, что обеспечивает возможность широкого исполь
зования трансформаторов тока на малые номинапьные
34
значения zH.lloM. Их компактность в ряде случаев явля-
ется ценным преимуществом.
При большем сопротивлении вторичной цепи за счет
более высокого потребления приборов и реле или значи-
тельной протяженности соединительных проводов могут
применяться трансформаторы тока ТК40, ТШ40 и ТК120,
ТШ120. Эти трансформаторы тока имеют несколько
большие размеры и веса. Так, вес трансформатора ТК40
в 1,6 раза больше веса трансформатора ТКЮ.
Рис. 15. Катушечный трансформатор тока типа ТКЛЗ.
Катушечные трансформаторы тока ТКЛЗ. Транс-
форматоры тока типа ТКЛЗ (рис. 15) на номинальное
напряжение 3 кв выпускаются в обычном и тропическом
исполнении, отличающимся повышенной стойкостью к
действию влаги и высокой температуры. Соответственно
тип трансформатора имеет обозначения ТКЛЗ и ТКЛТЗ.
Первичная и вторичная обмотки расположены на одном
стержне прямоугольного сердечника 1. Вторичная об-
мотка намотана проводом марки ПСД на гильзу из
электрокартона и помещена внутри первичной обмотки.
Изоляцией первичной обмотки от вторичной и от зазем-
ленных деталей трансформатора является литой ком
паунд на основе эпоксидной смолы.
Литой изоляционный корпус защищает обмотки от
проникновения влаги и от механических повреждений.
Выводы 2 первичной обмотки имеют маркировку Л\ и Л2,
а зажимы 3 вторичной обмотки — Hi и И2. Для заземле-
ния сердечника предусмотрен болт 4.
3*	35
Трансформатор ТКЛЗ— опорный. Для его крепления
предусмотрены четыре монтажных отверстия в угольни
ках, закрепленных на нижнем стержне сердечника и вы-
полняющих роль основания. Технические данные транс-
форматора тока ТКЛЗ приведены в табл. 4.
Таблица 4
Технические характеристики трансформаторов тока типа ТКЛЗ
^1НОМ’ а	Класс точности		10%-ная кратность	z2, ом	Односе- кундная термиче- ская ус- тойчи- вость**	Динами ческая устойчи- вость**
	при zK== = 0,6 ом	при zH = = 1 ом				
5—600	0,5	1	8	0,37	70	175*
* Амплитуда предельного тока не должна превышать 100 ка.
“* Кратность.
Трансформатор тока ТКЛЗ выпускается па все зиа
чения ряда номинальных токов до 600 а, приведенньк
в п. 3.
Трансформатор тока — измерительный (класс точно-
сти сердечника 0,5), но может использоваться и для ре-
лейной защиты.
Трансформатор допускает длительную перегрузку по
току до 10% Дном-
Трансформаторы тока типа ТПЛ10. Трансформато-
ры тока ТПЛ10 выпускаются на номинальные токи от 5
до 400 а с одним или двумя сердечниками (Р; 0,5/Р или
Р/Р) в обычном или тропическом исполнении. Выпуска-
ются также в усиленном (по термической устойчивости)
исполнении. Трансформаторы тока исполнений ТПЛ10-Р,
ТПЛ10-0,5/Р, ТПЛ10-Р/Р выпускаются на все значения
ряда номинальных токов 1 от 5 до 100 а; ТПЛУ 10-Р,
ТПЛУ 10-0,5/Р, ТПЛУ 10-Р/Р —от 10 до 100 а;
ТПЛТ 10-Р, ТПЛТ 10-0,5/Р, ТПЛТ 10-Р/Р —от 50 до
400 а; ТПЛУТ 10-Р, ТПЛУТ 10-0,5/Р, ТПЛУТ 10-Р/Р —
на номинальные токи 50, 75, 100 а.
Трансформаторы ТПЛ10 — катушечные с литой эпок-
сидной изоляцией. На рис. 16 показан трансформатор
1 См. л 3.
36
тока с двумя сердечниками: 1 — сердечник Р и 2 — сер-
дечник класса 0,5. Первичная обмотка — общая для обо-
их сердечников и охватывает обе вторичные обмотки,
расположенные на верхних стержнях прямоугольных
магнитопроводов. На малые номинальные токи она вы-
полняется изолированным проводом, а на большие — го-
лой медью. Изоляция первичной обмотки от вторичных
и от заземленных деталей трансформатора, так же как
Рис. 16. Трансформатор тока типа
ТПЛ10-0.5/Р.
и корпус 3, защищающий обмотки от влаги и механиче-
ских повреждений, выполнена литым компаундом.
Выводы 4 первичной обмотки имеют контактные
болты для присоединения к ошиновке. Зажимы 5 вто-
ричных обмоток размещены на корпусе трансформатора.
К стяжным планкам сердечника прикреплены щиток 8
с техническими данными и табличка 9, предупреждаю-
щая о высоком напряжении на вторичных обмотках в
случае их размыкания. Сердечники заземляются с по-
мощью болта 7.
Основное исполнение трансформатора ТПЛ10—
опорное. Дчя его крепления имеются четыре монтажных
отверстия в стальных угольниках 6. По требованию за-
казчика трансформаторы тока ТПЛ10 выпускаются так-
же в проходном исполнении. При этом вместо угольни-
ков 6 под стяжные болты сердечника к его боковому
(вертикальному) стержню со стороны вывода Л\ при-
крепляются две стальные пластины с монтажными от-
верстиями для установки трансформатора в проеме
стены.
37
Основные технические данные трансформаторов тока
приведены в табл. 5.
Таблица г.
Технические характеристики трансформаторов тока ТПЛ10
5—200 |
300
400 |
бном
а
250
Пб"
Тб5
0,36 0,34
0,41 | 0,38
ол|			Класс точно- сти сер- дечни- ков Р и 0,5	10%-ная кратность	
Сердеч- ник Р	Сердеч- ник 0,5			Сер- деч- ник Р	Сер- деч- ник 0,5
	в классе				
	0,5 | 1				
0,6	0,4	0,8	0,5	15	7
* Кратность.
Номинальный вторичный ток трансформаторе!
ТПЛ10 — 5 а. Номинальное напряжение 10 кв. По тре
бованию заказчика трансформаторы тока ТПЛ10 изго
товляются также на 6, 11 и 11,5 кв.
Односекундная термическая устойчивость для транс-
форматоров ТПЛ10 и ТПЛТ10 на номинальные токи до
300 а составляет 9071НОМ, на номинальный ток 400 а-
70/1НОМ. Для трансформаторов ТПЛУ10 и ТПЛУТ10 она
равна 120 71пом .
Трансформаторы тока ТПЛ10 любого исполнения до-
пускают длительную работу под током, равным 1,1 71нон-
Проходные одновитковые трансформаторы тока типа
ТПОЛ10. Трансформаторы тока типа ТПОЛ10 стерж
невого типа с литой эпоксидной изоляцией на номиналь
ное напряжение 10 кв выпускаются на номинальные то
ки 600, 800, 1 000 и 1 500 а с одним или двумя кольцевы
ми ленточными сердечниками (Р; 0,5/Р или Р/Р) в обыч-
ном или тропическом исполнении. Стержень первичной
обмотки изготовляется из меди или алюминия.
Соответственно они имеют полные обозначения ти
пов: ТПОЛЮ, ТПОЛТ10 и ТПОЛАЮ.
На рис. 17 показан трансформатор с двумя одинако
выми сердечниками (Р/Р) / и 2. Стержень первичной
обмотки 4 залит вместе с сердечниками эпоксидным
38
компаундом 5, образующим сплошной изоляционный
корпус трансформатора, предохраняющий сердечники
с вторичными обмотками от действия влаги и механиче-
ских повреждений и изолирующий первичную обмотку
от вторичных. Стержень первичной обмотки имеет рас-
плющенные под болтовое соединение концы. Обозначе-
ния выводов первичной обмотки Л\ а Л2 нанесены на
торцовых частях корпуса трансформатора. Выводы 7
Рис. 17. Проходной одновитковый трансформатор тока ти-
па ТПОЛ-Р/Р со стержневой первичной обмоткой.
вторичных обмоток размещены на средней части корпу-
са. Они для каждой обмотки имеют обозначения Hi
и Н2.
В середине корпуса между сердечниками залито кре-
пежное кольцо 3 с пятью лапками 8, выступающими на-
ружу. К ним прикреплен опорный, прямоугольный метал-
лический фланец 6. На фланце имеется заземляющий
болт 9, замаркированный буквой 3.
Технические характеристики трансформаторов
ТПОЛ10 приведены в табл. 6.
Вторичный номинальный ток 5 а.
По согласованию с заказчиком трансформаторы тока
ТПОЛЮ могут также выполняться на номинальные на-
пряжения 6, 11 и 11,5 кв. Все исполнения трансформато-
ров ТПОЛЮ допускают длительную перегрузку по току
на 10% номинального тока.
Шинные трансформаторы тока 10—20 кв. Шинные
трансформаторы тока 10—20 кв выпускаются па номи-
нальные токи от 2 000 а и выше. Их основным достоин-
ством является повышение надежности первичной цепи
39
Таблиц а
Технические характеристики трансформаторов тока ТПОЛЮ
^1ном> а	Сер- деч- ник	‘-2Н.НОМ, ом	Класс точности	10%-ная кратность	г2» ОМ	Динами- ческая устойчи- вость*	1 Односс 1 кунднм термине ская ус ^.тойчи- В0СТ1»
600	0,5	0,4	0,5	17	0,15	160	65
	Р	0,6	0,5	21	0,164		
800	0,5	0.4	0,5	15	0,2	160	65
	Р	0,6	0,5	25	0,32		
1 000	0,5	0,4	0,5	17	0,27	140	55
	Р	0,6	0,5	20	0,25		
1 500	0,5	0,4	| 0,5	24	0,38	90	36
	Р	0,6	0,5	25	0,33		
* Кратность.
за счет отсутствия громоздких контактных соединении
ошиновки с первичной обмоткой трансформатора тока
Сердечники шинных трансформаторов тока — обычш
ленточные кольцевой или овальной формы.
В качестве основной изоляции сердечников от про
ходящей через их окно шины применяются цилиндриче
ские либо бочкообразные фарфоровые или литые ком
паундные изоляторы с большим внутренним отверстием
За последнее время литая эпоксидная изоляция успешно
вытесняет фарфоровую. Имеются также конструкцьг
с воздушной изоляцией, создающейся за счет тщатель
ной центровки шины в окне сердечников с вторичными
обмотками. В этих конструкциях изоляционным слое!
между шиной (первичной обмоткой) и вторичными об
мотками является только воздух. Обмотки прикрыва
ются со стороны шипы лишь металлическим экраном
Отсутствие изолятора не придает этим трансформато
рам тока компактности, так как размер окна сердечии
ков, а следовательно, и размеры трансформатора прихо
дится значительно увеличивать.
40
Ниже в качестве примера приводится описание кон-
струкции проходного шинного трансформатора тока с
литой эпоксидной изоляцией типа ТПШЛ10. Этот транс-
форматор тока выпускается на номинальное напряжение
10 кв (по согласованию с заказчиком может быть также
изготовлен на 6, 11 или 11,5 кв) и номинальные токи
2 000, 3 000, 4 000 и 5 000 а в обычном и тропическом ис-
Рис. 18. Шинный трансформатор тока типа ТПШЛ 10-0,5/Р
гюлнении. Он имеет два сердечника Р/Р или 0,5/Р в лю-
бом исполнении.
На рис. 18 показан трансформатор тока ТПШЛ 10-
0,5/Р на 5 000 а. Ленточные сердечники 1 и 2 овальной
формы с вторичными обмотками из провода ПБД и рас-
положенное между ними крепежное кольцо 3 залиты
эпоксидным компаундом 4, образующим изоляционный
корпус трансформатора, надежно защищающий вторич-
'Ные обмотки от проникновения влаги и от механических
повреждений. Выводы 7 вторичных обмоток расположе-
ны на боковой поверхности корпуса. На торцовой части
корпуса нанесена маркировка начала и конца первичной
обмотки (Л] и Л2). К выступающим лапкам крепежного
кольца 3 прикреплен прямоугольный немагнитный опор-
ный фланец 5. На фланце имеется заземляющий болт 8,
обозначенный буквой 3, и четыре монтажных отверстия.
На торцах корпуса укреплены П-образные планки 6,
предназначенные для центрирования шины, которая во
избежание механических повреждений трансформатора
тока при коротких замыканиях не должна касаться изо-
ляционного корпуса.
41
Технические характеристики трансформатора тока
ТПШЛ10 приведены в табл. 7.
Таблица 7
Технические характеристики трансформаторов тока ТПШЛ10
^1ном’ а	2 000		3 000		4 000		5 000	
Сердечник	0,5	д	0,5	А	0,5	д	0,5	д
^нлюм» ОМ	0,8	1,2	0,8	1,2	0,8	1,2	0.8	1,2
Класс точности	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
10%-ная кратность	20	35	25	45	30	30	35	35
г2, ом	0,59	0,72	0,8	1,06	1,12	1,12	1,38	1,35
♦Номинальный вторичный ток 5 а.
Односекундная термическая устойчивость вторичных
обмоток равна 7072ном . Динамическая устойчивость за-
висит только от жесткости шин и поэтому заводом не
указывается. Вторичные обмотки допускают длительную
перегрузку по току на 10% номинального тока.
Из других конструкций шинных трансформаторов
тока представляют интерес трансформаторы, предназ-
наченные для использования на ошиновке мощных гене-
раторов, смонтированной в цилиндрических коробах, т. е.
выполняемой в виде закрытых шинопроводов.
На номинальное напряжение до 15 кв и на номиналы
ные токи 6 000, 8 000 а выпускаются трансформаторы то
ка типа ТШВ15-Д/0,5 с воздушной изоляцией, а на но
минальное напряжение 20 кв и на токи 6 000, 8 000 и
10 000 а — типа ТШЛ20-Д/0.5 с литой изоляцией. При
71ном 6 000 и 8000 а оба сердечника тех и других транс-
форматоров тока имеют 10%-ную кратность 18 при но-
минальной вторичной нагрузке 1,2 ом. Трансформаторы
тока ТШЛ20 на ток 10 000 а при той же номинальной
вторичной нагрузке имеют 10%-ную кратность 14.
Трансформаторы тока ТШВ15 и ТШЛ20 врезаются
в рассечку шинопровода. На рис. 19 показана уста-
новка в шинопроводе трансформатора ТШЛ20.
Сердечники 1, залитые эпоксидным компаундом 2,
помещены в силуминовом корпусе 3, соединенном с алю-
миниевым кожухом шинопровода 4. Выводы вторичных
42
обмоток 6 сделаны через гребенчатый прилив эпоксид-
ной изоляции. Через середину окна пропущена шина 5,
выполненная в виде квад-
ратного короба. Шина
соединяется спиральной
пружиной 7 с металличе-
ским кольцом, залитым
в эпоксидную изоляцию.
Это необходимо для ис-
ключения разности по-
тенциалов в воздушном
[зазоре между шиной и
литой изоляцией, так как
рта разность потенциалов
вызывала бы корониро-
вание и электрические
разряды.
Выпускается также
[исполнение трансформа-
тора тока ТШЛ20 без ли-
Рис. 19 Установка в шинопроводе
трансформатора тока типа ТШЛ20.
того металлического корпуса для встраивания непосред-
ственно в кожух шинопровода. Это исполнение называ-
ется ТШЛ20Б.
В ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА ДЛЯ НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ
Трансформатор тока ТФН35М — опорный двухсер-
дечниковый (сердечники 0,5 и Л), в маслонаполненном
фарфоровом корпусе, исполняется на номинальное на-
пряжение 35 кв и номинальные токи (см. п. 3) от 15 до
1 000 а. Устройство трансформатора тока ТФН35М по-
казано на рис. 11,6. Первичная и вторичные обмотки 1
^осьмерочного типа с бумажно-масляной изоляцией вы-
полнены по схеме, приведенной на рис. 11,а, причем лен-
точные кольцевые сердечники расположены один внутри
Другого. Нижнее звено восьмерочкой конструкции (сер-
дечники с вторичными обмотками) опирается на свар-
ную металлическую подставку с двумя лапками, крепя-
[Щимися к плите цоколя 4. В связи с этим нижняя часть
внешнего сердечника (примерно ’/з по окружности) сво-
бодна от обмотки. Верхнее звено (первичная обмотка)
прикрепляется к стальной подвеске 14у подтянутой до
плотного соприкосновения первичной обмотки с сердеч-
никами к горизонтальному стержню, привернутому к

болтам, проходящим в отверстие сквозь стенку фарфо
рового корпуса 2. Концы первичной обмотки присоеди
йены к выводам 11 и 12, имеющим маркировку Л\ и Л2
Для сообщения подвеске 14 потенциала первичной об
мотки установлена перемычка 13.
Концы вторичных обмоток присоединены к стержням
проходных изоляторов 5, установленных на плите цоко-
ля. В цоколе 4, состоящем из сварной швеллерной рамь.
и стальной плиты, имеется окно с открывающейся крыш
кой, за которой находится пластмассовый щиток с зажи
мами и И2 для каждой вторичной обмотки, соединен-
ными с выводами 5 внизу плиты цоколя. К коробке вы
водов вторичной обмотки в ее нижней части пристроена
кабельная муфта 7, рассчитанная на контрольный ка-
бель диаметром до 25 мм. Цоколь закрывается снизу
съемным стальным листом, открывающим при его уда-
лении доступ к соединениям выводов вторичных об-
моток.
Фарфоровая рубашка имеет герметическое соедине-
ние с цоколем за счет сжатия уплотняющих прокладок
крепящими полухомутами со стяжными болтами. Она
заполнена трансформаторным маслом 3, уровень кото-
рого контролируется с помощью выносного стеклянного
маслоуказателя (на чертеже не виден). Верхняя часть
фарфорового корпуса служит маслорасширителем, чтп
является одним из элементов модернизации трансфер
маторов ТФН35, имевших металлический маслорасши
ритель сложной конструкции. Сверху фарфоровый кор
пус герметически закрыт металлической крышкой 8, при
тягиваемой к фарфору якореобразными болтами 10 и
сжимающей уплотняющую прокладку. На крышке име-
ется дыхательный клапан 9, обеспечивающий постоян-
ное сообщение воздуха в расширителе с атмосферой.
Конструкция клапана исключает проникновение через
него влаги и пыли. Для отбора проб и слива масла на
цоколь выведен масловыпускатель 6. Для подъема
трансформатора по углам цоколя имеются четыре рыма.
Технические характеристики трансформатора тока
ТФН35М приведены в табл. 8.
Номинальный вторичный ток 5 а.
Динамическая устойчивость для исполнений на 15-
800 а составляет 150 (кратность к амплитуде 71ном) и для
трансформаторов на 1 000 а— 100.
44
Таблица 8
Технические характеристики трансформаторов тока ТФН35М
^1н0м • а	Сер- деч- ник	ZH-HOM> ом	Класс точ- ности	ZH при 10%-ной кратно- сти, ом	10%-ная крат- ность	*2. OJH	Односе- куидная термиче- ская ус- тойчи- вость*
15—1 000	д	1,2	0,5	0,8	35	0,98	65
				1,2	30		
	0,5	2	0,5	1,2	15	0,8	
				2	10		
• Кратность.
Все исполнения трансформаторов тока ТФН35М до-
пускают длительную работу с перегрузкой по току на
Ю% Лном ПРИ температуре окружающего воздуха +35°,
если при этом подводящие провода нагреваются не бо-
лее чем до 45° С.
Опорные многовитковые трансформаторы тока
ТФН110М выпускаются на номинальное напряжение
ПО кв и на номинальные токи 50—100, 75—150,
100—200, 150—300, 200—400 и 300—600 а .
Каждое исполнение имеет по два номинальных тока,
так как первичная обмотка состоит из двух секций, ко-
торые могут включаться последовательно или парал-
лельно.
Трансформатор тока ТФН110М — трехсердечнико-
вый (Д/Д/0,5). Два из них помещены рядом, г третий —
внутри двух первых.
Конструкция ТФН110М (рис. 20) принципиально та-
кая же, как у трансформаторов тока ТФН35М. Первич-
ная и вторичные обмотки 1 находятся в масле 3, запол-
няющем фарфоровый корпус 2, скрепленный с цоколем
4. Верхняя часть фарфоровой рубашки, являющаяся
маслорасширителем, закрыта крышкой 7 с дыхатель-
ным клапаном 8. Концы первичной обмотки присоедине-
ны к выводам 5 и 6, обозначенным Л\ и Лг- Переклю-
чающее устройство, посредством которого осуществляет-
ся последовательное или параллельное соединение сек-
ций первичной обмотки, находится в масле в верхней
45
Таблица Ч
Технические характеристики трансформаторов тока ТФНПОМ
+1НОМ- а'‘	Односе- кундная термиче- ская ус- тойчи- вость*	Динами- ческая устой- чивость*	Сердечник	5? О S 2 и гч	Класс точ- ности	гн при 10%-ной крат- ности, ом	10%-ная кратность 		3 о t4
50—100; 300- бои	75	150	Д1	1,2	0,5	0,8	30	0,48
			Д2	1,2	0,5	0,8	30	0,48
			0,5	1.2	0,5	1,2	10	0,328
* Кратность.
части трансформатора. Трансформатор тока имеет мае
ловыпускатель и масломерное стекло (на чертеже hi
видно). Выводы вторичных
Рис 20. Трансформатор то-
ка типа ТФНПОМ
обмоток выполнены принци
пиально так же, как у транс-
форматора тока ТФН35М,
но в коробке зажимов име-
ется еще зажим заземления
сердечников, соединенный с
выведенным от них провс
дом.
Технические характери
стики трансформатора тока
ТФНПОМ приведены в
табл. 9.
Номинальный вторичный
ток 5 а.
Трансформатор тока до-
пускает длительную пере
ГруЗКу ПО ТОКу На 10% Лном
при температуре окружаю-
щего воздуха +35° С при ус-
ловии, что подводящие про-
вода (или шины) при этой
перегрузке не нагреваются
выше 45°.
Трансформатор тока
ТФНК500 каскадный двух-
ступенчатый на номиналь-
46
ное напряжение 500 кв и номинальные токи 500—1 000—
2 000 а, состоит из двух трансформаторов тока — верх
ней и нижней ступеней,
кую же конструкцию,
как трансформаторы
ТФН35 и ТФН110Л1.
Первичная и вторич-
ная обмотки 8 односер-
дечникового трансфор-
матора тока верхней
ступени и обмотки 6
четырехсердечникового
трансформатора ниж-
ней ступени — восьме-
рочного типа. И те и
другие помещены в
фарфоровые корпуса 4
и 5, заполненные мас-
лом.
Кольцевые сердеч-
ники трансформаторов
тока нижней ступени
[собраны попарно один
внутри другого и сло-
жены рядом. Одинако-
вые нижний цоколь
верхней ступени и
верхний цоколь ниж
ней ступени соединены
по линии разъема.
Внутренние полости
верхнего и нижнего
трансформаторов сооб-
щаются через разъем-
ный маслопровод, сое-
диняющий их совме-
щенные цоколи (мас-
лопровод на рис. 21 не
виден). Поэтому ме-
таллический расшири-
тель 9, установленный
на верхнем трансфор-
маторе тока, является
Каждый из них имеет та-
Рис. 21. Каскадный двухступенча-
тый трансформатор тока типа
ТФНК500.
/ — верхняя ступень; И — нижняя сту-
пень.
5370
47
общим для обеих ступеней. Внутренняя полость расши
рителя сообщается с атмосферой через селикагелевый
влагопоглотитель (на рис. 21 не виден). Уровень масла
в расширителе контролируется с помощью маслоуказа-
теля 15.
Первичная обмотка трансформатора тока верхней
ступени состоит из четырех секций, соединение которых
между собой производится на переключающем устрой-
стве 12, позволяющем установить любой из трех номи-
нальных токов (500—1000—2000 а) в соответствии со
схемой, приведенной на рис. 10, д. Для производства
переключений на другой номинальный ток должна сни
маться крышка расширителя. Концы Л\ и Л2 первичной
обмотки соединяются с выводами 10 и 11, установленны-
ми на расширителе. Вывод Л{ заизолирован от расшири
теля фарфоровой втулкой, а вывод Л2 электрически сое-
динен с корпусом расширителя. Цепи вторичной обмот-
ки трансформатора тока верхней ступени и первичной
обмотки, общей для всех четырех трансформаторов то-
ка нижней ступени, выведены через проходные изолято-
ры наружу и соединены между собой перемычками 7
Эти соединения и маслопровод закрыты съемным кожу-
хом 14.
Вторичные обмотки трансформаторов тока нижней
ступени выведены на зажимы в шкафу 2 в цоколе 1. Для
ввода в шкаф контрольных кабелей имеются муфты 3.
Для улучшения условия работы изоляции на трансфор-
маторе тока установлены защитные кольца 13.
Таблица 10
Технические характеристики трансформатора тока ТФНК500
/1НОМ" а	Сердечник	wo ‘кои'нг	Класс точ- ности	, 10%-ная кратность	WO ,sz '	Односе- кундная термиче- ская ус- тойчи- вость, ка	Динами- ческая устойчи- вость (амплиту- да), ка
500—1 000— 2000	Д1 Д2 дз	75	—	12	11,85	21,6	55
	1	50	1	12	8,14		
		30	0,5	-			
48
Технические характеристики трансформатора тока
приведены в табл. 10.
Вторичный ток трансформатора тока верхней ступе-
ни 5 а. Трансформаторы тока нижней ступени имеют
коэффициент трансформации 5/1 а.
Наличие двух ступеней трансформации сказывается
на классе точности трансформатора тока. Вторичная на
грузка всех трансформаторов тока нижней ступени ло-
жится на трансформатор тока верхней ступени, и не-
смотря на его высокую точность и большую мощность
для обеих ступеней вместе нельзя установить класс точ
ности выше 1 при вторичной нагрузке более 30 ва.
ВСТРОЕННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
Общие сведения о встроенных трансформаторах тока.
Встроенные трансформаторы тока выполняются на коль
цевых ленточных сердечниках. Вторичная обмотка нама-
тывается изолированным проводом на собранный заизо-
лированный сердечник и покрывается сверху электрокар
тоном, замотанным миткалевой лентой. Картон и лента
создают дополнительную изоляцию обмотки и предохра-
няют ее от механических повреждений. Для защиты от
влаги изоляция трансформатора пропитывается влаго
стойким изоляционным лаком (асфальтовым, масляным
или глифталевым).
При выполнении обмотки обычно оставляют свобод
ные участки для крепления трансформатора тока и для
распорных клиньев, устанавливаемых между соседними
сердечниками. Эти участки обозначаются надписью
«клин» (рис. 22, а).
Начало, конец и ответвления обмотки выводятся про
водом с маслостойкой изоляцией на сборку зажимов, рас
полагаемую в месте, удаленном от высокого напряжения
доступном при работе оборудования (например, в шка
фу привода выключателя).
Первичной обмоткой встроенного трансформатора то-
ка является стержень ввода, продеваемого через окне
сердечника. На рис. 22,6 показана установка встроенно-
го трансформатора тока на вводе высокого напряжения
силового трансформатора. На вводах выключателей, си-
ловых трансформаторов и автотрансформаторов устанав
ливают по одному или по два встроенных трансформато
4 В. Н. Вавцн
4'
ра тока. В мощные генераторы (300—500 Мет) встраива-
ют по 2—3 трансформатора тока на каждой фазе со сто-
роны нуля.
Рис. 22. Конст-
рукция и уста-
новка встроен-
ного трансфор-
матора тока.
а — внешний вид
встроенного транс-
форматора тока
б — установка
встроенного транс-
форматора тока,
2 на вводе 1 си-
лового трансфор-
матора.
Термическая и динамическая устойчивость, а также
перегрузочная способность для встроенных трансформа-
торов тока отдельно не указывается, так как определяет-
ся техническими дан-
Таблица 11
Номинальные токн (/1ном.а)<
ответвлений в наиболее распрост-
раненных вариантах исполнения
встроенных трансформаторов тока
Вариант исполне- ния	100—300	200—600	400-1 000
А—Б	100	200	400
А-В	150	300	600
А—Г	200	400	750
А—Д	300	600	1 000
ными аппаратов, в ко-
торых они устанавли-
ваются.
Для встроенных
трансформаторов тока
применяется большое
количество различных
вариантов исполнения.
Наиболее распростра-
ненные из них для ди-
апазона токов от 100
до 1 000 а приведены
в табл. 11.
50
Поскольку встроенные трансформаторы тока всегда
одновитковые, они не могут быть точными при неболь-
ших величинах токов, так как имеют малую н. с., равную
первичному току (F1=/1Wi=/i). Поэтому встроенные
трансформаторы тока класса 0,5 выпускаются на номи-
нальный ток не менее 600 а, а класса 1 — не менее 300 а.
Трансформаторы ТВ35 и ТВМ35 встраиваются в мас-
ляные выключатели MKJ135. В зависимости от заказа на
каждую фазу устанавливается по два или по четыре
трансформатора тока. Номинальный вторичный ток 5 а
Варианты исполнения трансформаторов тока: 75—
200 а (с ответвлениями А — Б на 75 а, А — В на 100 а,
А—Г на 150 а и Л—Д на 200 а), 100—300 а и 200—600 а
с ответвлениями согласно табл. 11 и 600-—1 500 а (с от-
ветвлениями А—Д на 600 о, Л—В на 750 а, А—Г на
1 000 а и Л—Д на 1 500 а).	».
Технические данные трансформаторов тока ТВ35 и
ТВМ35 приведены в табл. 12 и 13.
Таблица 12
Номинальные вторичные нагрузки и классы точности
трансформаторов тока ТВ35 и ТВМ35
Лион' а	75, 100	150, 200	300		400	600		750, 1 000, 1 500
гН-НОМ »	- •	0,8	0,8	0,8	0,4	0,8	1,2	0,4	1,2
Класс точности .	10	3	3	1	1	1	0,5	0,5
Таблица 13
10%-ные кратности сердечников Д, трансформаторов тока
ТВ35 и ТВМ35
Лном’ °	150	200	300	400	600	750	1000	1 500
zH при 10%-ной кратности, ом	0,8	0,8 1.2	0,8 1,2	0,8 1,2	1,2 1,6	1,2 1,6	1,2 1,6	1,2 1.6
10%-пая крат- ность «...	6	10 6,5	12 8,5	16 12	20 15	24 19	33 25	>40 >30
4
51
Ответвления на 75 и 100 а для дифференицальной за-
щиты использовать не рекомендуется. Поэтому для них
10%-ные кратности не приводятся. Размеры трансформа-
торов следующие: внешний диаметр 226 мм, внутренний
100 мм, высота 95 мм.
Трансформаторы ТВ110 и ТН110 встраиваются в вы-
ключатели МКПНО и МКШ10М по 4 шт. на фазу. Сер-
дечники ТН110 выполняются из обычной трансформа-
торной стали, а сердечники ТВ110 — из стали с высокой
магнитной проницаемостью. Никаких конструктивных
различий между ними нет.
Варианты исполнения трансформаторов тока ТВ ПО
и ТН110 по первичному номинальному току следующие:
100—300 а, 200—600 а и 400—1 000 а с ответвлениями со-
гласно табл. 11. Дополнительно имеется вариант 75—
200 а с такими же ответвлениями, как трансформаторы
тока ТВ35 и ТВМ35.
Номинальный вторичный ток 5 а.
Технические данные приведены в табл. 14—17.
Таблица 14
Номинальные вторичные нагрузки и классы точности
трансформаторов тока ТВ110 и ТВД110
/1ном’ а	100	150		200, 300	400	600	750, 1 000
ZII.HOM> ОМ	0,6	0,4	0,6	0,6	0,8	0,8	1,2
Класс точности	10	3*	10**	3	1	0,5	0,5
• Для варианта исполнения 75—200.
•* Для варианта исполнения 100—300.
Таблица 15
Номинальные вторичные нагрузки и классы точности
трансформаторов тока ТН110 и ТНД110
Тпом’ °	200	300	300	400		600		750, 1000	1 000
2Н.НОМ » GM	0,6	1,2	0,4	2	0.8	4	1.2	3	1,2
Класс точно- сти	10	10	3	10	3	10	3	3	1
52
Таблица 16
10%-ные кратности трансформаторов тока ТВД110
11IIOM’ °	150	200	300	400	600	750	1 000
гн при 10%-ной кратности, ом	0,6; 1,2	0,6; 1,2	0,6; 1,2	1.2; 2,4	1,2; 2,4	2,4; 5	2,4; 5
10%-ная кратность	22, 11	26, 16	40, 25	35, 18	53, 30	32, 17	48, 24
Таблица 17
10%-ные кратности трансформаторов тока ТНД110
^1ном’ а	200	300	400	600	750	1 0000
гнпри 10%-ной кратности, ом	0,6; 1,2	0,6; 1,2	0,6; 1,2	0,6; 1,2	1,2; 2	1,2; 2
10%-ная крат- ность ....	24; 11,5	44; 24	44; 28	62; 42	60; 40	100; 60
Размеры трансформаторов тока ТВПО и ТН110 еле
дующие: наружный диаметр 562 мм, внутренний 390 мм
высота 179 мм.
Трансформаторы тока ТВТ220 и ТВТ220-154 встраи
ваются в силовые трансформаторы и автотрансформа
торы. Варианты исполнения этих трансформаторов токе
200—600 и 400—1 000 а с ответвлениями согласно табл. 11
Имеется третий вариант исполнения: 750—2000 а с от
ветвлениями А—Б на 750 а, А—В на 1 000 а, А—Г на
1 500 а и А—Д на 2 000 а.
Номинальный вторичный ток 1 а и 5 а.
Технические данные трансформаторов приведены в
табл. 18 и 19.
Размеры трансформаторов тока зависят от варианта
исполнения и от 12ком . Для ТВТ220 они имеют пределы:
наружный диаметр 722—740 м.м, внутренний диаметр
518—500 мм, высота 174—190 мм. Для ТВТ154—220: на
5
Таблица 18
Номинальные вторичные нагрузки и классы точности
трансформаторов тока ТВТ-220 н ТВТ-220-154
Тпом’ а	200	300	400	600	750	1 000	1 500	2000
?Н.ИОМ> ОМ1	10/0,4	20/0,8	30/1,2	30/1,2	20/0,8	30/1,2	30/1,2	50/2
Класс точно- сти	3	3	3	3	1	1	0,5	0,5
Числитель относится к / 2ном =1 а, а знаменатель — к /2ном =5 а.
Т аблица 19
10%-ные кратности трансформаторов тока ТВТ220 н ТВТ220154
Л.иом'°	200		300		400		600	750—1 000—1 500- 2 000
гн при 10%-ной кратности, ом (^2ном = 1о)	20	30	30	50	30	50	50	50
z„ при 10%-ной кратности, ом (J 2 НОМ = 5а)	0,8	1.2	1,2	2	1,2	2	2	2
10%-ная крат- ность	21,5	14,5	25	15	28,5	20	24	Более 30.
зужный диаметр 885—905 мм, внутренний диаметр
>95—670 мм, высота 203—213 мм. Трансформаторы тока
ГВТ220 предназначаются для малогабаритных вводов.
Накладные трансформаторы тока Челябэнерго.
3 системе Челябэнерго при отсутствии встроенных транс-
форматоров тока НО кв на силовых трансформаторах
подстанций без выключателей применяются накладные
трансформаторы. Они устанавливаются на вводах ПО кв
снаружи, на крышке трансформатора (рис. 23,6).
Технические данные накладных трансформаторов то-
<а — в табл 20.
>4
Таблица 20
Технические данные накладных трансформаторов
тока Челябэнерго
^1НОМ	2н.ном» ом	10%-ная кратность	Число витков w2	Диаметр провода для вто- ричной обмотки
100	2,5	22	92	2,63
200	2,5	22	188	2,63
Номинальный вторичный ток 1 а.
Сердечник ленточный из стали ЭЧ-41 или ЭЧ-42. Bet
стали 46 кг. Размеры сердечника приведены на рис. 23, о
Рис. 23. Накладной трансформатор тока
Челябэнерго.
а — размеры трансформатора тока; б — установка
накладного трансформатора тока на крышке сило-
вого трансформатора; 1 — трансформатор тока;
2 — крепящие крючки.
ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПЕРЕНОСНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
Для точных лабораторных измерений выпускаются
специальные трансформаторы тока. Они выполняются пе
реносными для использования в закрытых помещениях
Согласно ГОСТ 9032-59 для лабораторных трансформа-
торов тока установлены классы точности 0,05; 0,1 и 0,2
при частоте 50 гц. Для частот 10, 25, 400 гц и выше допу
скается класс точности 0,5.
5.
Лабораторные трансформаторы тока обычно имеют
несколько коэффициентов трансформации. Согласно
ГОСТ при всех номинальных токах они должны иметь
один класс точности и одну и ту же номинальную нагруз
ку. Только для одного из значений /1пом допускается со-
седний класс точности или другая номинальная нагрузка.
Кроме лабораторных, выпускаются переносные транс-
форматоры тока аналогичного исполнения, но с более
низким классом точности. Они имеют широкое примене-
Рис. 24. Схема перенос-
ного универсального
трансформатора тока ти-
па УТТ-5; wt — витки
первичной обмотки при
токе 100—600 а.
1ие для контрольных измерений и испытаний как в ла-
бораториях, так и на месте установки электрооборудо-
зания.
В качестве примера приведем широко распространен-
1ый универсальный трансформатор тока типа УТТ-5. Он
ыполнен на кольцевом сердечнике из пермаллоя и име-
т пластмассовый корпус.
На сердечнике имеется вторичная обмотка, выведен-
ия на зажимы И\ и И% (рис. 24) и первичная на /1Н0М =
= 15 а с ответвлением на /1ном =50 а. Начало первичной
збмотки обозначено Ль а у двух других выводов указаны
юминальные токи (50 а и 15 а). Трансформатор УТТ-5
выполнен на 600 ав. В его корпусе имеется отверстие,
проходящее через окно сердечника, предназначенное для
,родевания витков внешней первичной обмотки, приме-
няемой при измерении токов больше 50 а. При проде-
вании одного витка /1:юм =600 а, при двух витках
100 а, при трех — 200а, при четырех—150 а и при ше-
'ти — 100 а.
Трансформатор тока выпускается с классом точности
3,2 или 0.5. Номинальная вторичная нагрузка в обоих
случаях 0,2 ома.
56
6. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Выбор основных номинальных величин. Номиналь-
ное напряжение выбирается соответственно рабочему на-
пряжению электрической цепи, в которой устанавливает-
ся трансформатор тока. Рабочее напряжение не должно
превышать максимальных значений, указанных в табл. 21
Таблица 21
Наибольшее рабочее и испытательное напряжения для изоляции
Номинальное напряжение, ка
Максимальное длительно до-
пустимое рабочее напряже-
ние, кв...................
Испытательное напряжение, кв,
при 50 гц ...
3	6	10	15	20
3,5	6,9	11,5	17,5	23
24	32	42	55	65
35
40,5
9!
Продолжены
Намннальное напряжение» кв
110	150
400	500
Максимальное длительно до- 126 172
пустимое рабочее напряже-
ние, кв ......	.
Испытательное напряжение, кв,
при 50 гц . ... . 250 320
252	347
470	580
420	52
850	85С
Примечание. Длительность проверки испытательным напряжение*
керамической и жидкой изоляции на t/H0M от 3 до 220 кв, а на 330, 40С
и 500 кв для любой основной изоляции — 1 мин. Для кабельных масс и Орга
ннческнх твердых материалов — 5 мин.
Номинальный первичный ток должен выбираться пс
номинальному току основного электрооборудования
в цепь которого включается трансформатор тока, с уче
том его перегрузочной способности. При этом первичны
номинальный ток приходится несколько завышать дл
того, чтобы иметь возможность измерить амперметром
приключенным к трансформатору тока, ток нагрузки npi
работе основного элемента цепи (генератора, трансфор-
матора) с перегрузкой. Так, например, для генератора,
имеющего номинальный ток 5 650 а, нельзя применить
трансформатор тока с =6000 а, так как генератор
может длительно работать с перегрузкой по току на 10%
5
тд =
когда /1=1,1 ’5650=6200 а, а амперметр может изме-
рить ток только до 6 000 а. В этом случае надо брать сле-
дующий по шкале номинальный ток —8 000 а (см. п. 3).
На линиях электропередачи /1ном трансформатора
тока обычно выбирается соответственно номинальному
току выключателя.
В ряде случаев номинальный первичный ток прихо-
дится завышать по условию динамической устойчивости
трансформатора тока, которая проверяется по отноше-
нию максимальной амплитуды тока короткого замыкания
к амплитуде первичного номинального тока по формуле
«У___
__,	9
2 Лион
где Щд — действительная максимальная кратность ам-
плитуды тока короткого замыкания;
1у— максимальное мгновенное значение ударного
тока короткого замыкания.
На электродвигателях 6 кв, имеющих номинальный
ток порядка 30—40 а, на многих электростанциях прихо-
дится устанавливать трансформаторы тока типа ТПЛ с
гном = 150 а, так как при меньшем номинальном токе они
не проходят до динамической устойчивости.
Проверка трансформаторов тока по термической ус-
тойчивости может не выполняться, обычно она оказыва-
ется достаточной, если трансформатор тока проходит по
динамической устойчивости.
Количество сердечников трансформатора тока, их
класс точности или исполнение (Д, Р, 3) выбирается в
зависимости от назначения трансформатора тока.
Определение вторичной нагрузки. Точность работы
трансформаторов тока, как измерительных, так и исполь-
зуемых для релейной защиты, оценивается сопоставлени-
ем их действительной вторичной нагрузки с допустимой.
Сопротивление вторичных цепей, состоящих из соеди-
нительных проводов, измерительной и релейной аппара-
туры, может быть либо измерено на переменном токе с
помощью вольтметра и амперметра, либо подсчитано.
При подсчете сопротивления проводов пользуются изве-
стной формулой
=	0°)
58
где гпр — сопротивление провода (жилы кабеля) от
трансформатора тока до прибора или ре-
ле, ом;
I — длина провода (кабеля), м;
s — сечение провода или жилы кабеля, мм2;
у—удельная проводимость, м!ом-мм2 (для ме-
ди у =57, для алюминия у =34,5).
Сопротивление приборов и реле приводится в катало
гах и других справочных материалах. Часто вместо со-
противления реле указывается потребляемая мощность.
В этих случаях сопротивление реле определяется по фор-
муле
где z— полное сопротивление реле, ом;
S—потребляемая мощность, ва;
I — ток, при котором задана потребляемая мощ-
ность, а.
При суммировании сопротивлений, в целях упрощения
расчета, их полные величины складывают арифметически
без учета соотношений г и х. Это создает некоторый рас-
четный запас.
Велична вторичной нагрузки зависит от схемы соеди-
нения трансформаторов тока и от вида короткого замы-
кания. Ее определение дотжно производиться с учетом
этих факторов.
На рис. 25 приведены наиболее распространенные схе-
мы соединения трансформаторов тока и соответствующие
им векторные диаграммы токов для трехфазного симмет-
ричного режима или короткого замыкания. Векторы вто-
ричных токов для схемы звезды (рис. 25, а) расположены
симметрично так же, как векторы первичных токов. В схе-
ме неполной звезды (рис. 25, б) вектор тока в обратном
проводе получен как сумма векторов токов. 1а и 1С. В схе-
ме включения трансформаторов тока на разность токов
(рис. 25, в) вектор тока в цепи реле (/р) получен как гео-
метрическая разность 1а—Iс. Для схемы треугольника
(рис. 25, г) вектор тока в реле Га построен как геометри-
ческая разность токов 1а—1Ь. Вектора токов других фаз
образуют с вектором Га симметричную диаграмму.
59
В схеме звезды (рис. 25, о,) в трехфазном симметрич-
:ом режиме вторичный ток каждого трансформатора то-
ка проходит только через сопротивления своей фазы, так
<ак ток в нулевом проводе равен нулю (геометрическая
умма векторов 1а, 1Ь и 1С равна нулю). При двухфаз-
юм коротком замыкании (рис. 26, а) два трансформато-
ра тока создают ток, последовательно обтекающий две
[разы, т. е., как и при трехфазном режиме, каждый из
1их работает на сопротивление своей фазы. В нулевом
рроводе ток равен нулю, так как при двухфазных корот-
ких замыканиях сумма токов равна нулю. Таким образом,
три трехфазном и двухфазном коротких замыканиях
зторичная нагрузка одинакова и равна:
2ц '"пр Ч- 2-р-
При однофазном коротком замыкании вторичный ток
рансформатора тока поврежденной фазы будет замы-
йо
Рис. 26. Токи и напряжения по вторичных цепях трансформаторов
тока при коротких замыканиях.
а — токи в схеме звезды при двухфазном коротком замыкании; б—токи в схе-
ме неполной звезды при трехфазном коротком замыкании; в —токи в схеме
включения на разность токов при двухфазном коротком замыкании А—С;
г — векторная диаграмма токов и напряжения фазы А для схемы «б».
каться по фазному и нулевому проводам. Сопротивление
нагрузки при этом будет:
2Н = 2гпр + 2Р + 2р0.
В другие фазы будет ответвляться лишь незначитель-
ный ток (ввиду большого сопротивления z'o трансформа-
торов тока), которым можно пренебречь.
В других схемах на рис. 25 величина вторичной на-
грузки не всегда очевидна и для ее определения при раз-
ных видах короткого замыкания следует, задаваясь вто-
ричным током трансформатора тока одной из фаз (на-
пример, током /о), находить напряжение на его зажимах
(£7ТЯ). Тогда
, __ Ута
Г ‘
1 а
Так, в схеме неполной звезды (рис. 25,6) в трехфазном
режиме вторичная нагрузка не равна сопротивлению сво-
61
ей фазы, так как по сопротивлению обратного провода
проходит ток от обоих трансформаторов тока.
Для этой схемы на рис. 26, г построена векторная
диаграмма токов и напряжения для фазы А. Для более
удобного рассмотрения трехфазного режима в схеме на
рис. 26, б сопротивления проводов и реле поменяли ме-
стами. Векторная диаграмма токов перенесена с рис. 25, б.
Векторы падения напряжения на соединительных прово-
дах фазы А и обратном (/ягпр и /обгпр) совпадают по
фазе с векторами токов Iа и /об. Суммарное падение на-
пряжения на проводах равно геометрической сумме
векторов:
^а^пр “ЬЛ>бС1р-
Так как эти векторы равны между собой по величине и
складываются под углом 120°, суммарный вектор в У^З
раз больше любого из них, т. е. равен 1агрр . Напря-
жение Uya на зажимах трансформатора тока равно сум-
ме падений напряжений на фазном и обратном проводах
и напряжения на сопротивлении реле (/ozp). Вектор па-
дения напряжения Iazp показан опережающим ток 1а
в предположении, что сопротивление реле имеет индук-
тивный характер. Вектор на диаграмме получен как
геометрическая сумма векторов	и Iuzp. Однако
углом между этими векторами можно пренебречь (это
пойдет в запас). Тогда получим:
U-ra = 1^3 Iагпр + 1агр = 1а (]/~3 гпр 4- zp),
откуда вторичная нагрузка трансформатора тока
ZH = У'3>пр + гр.
При двухфазном коротком замыкании между фазами
А—В или В—С работает один из трансформаторов тока
и его ток проходит по фазному проводу, затем через реле
и возвращается по обратному проводу, т. е.
Zh = 2гГ1р -|- Zp.
При двухфазном коротком замыкании А—С работают
оба трансформатора тока, каждый на сопротивление сво-
ей фазы, так же как в схеме рис. 26, а. При этом по об-
ратному проводу ток не проходит. В этом случае
Zh ~ rnp И- Zp.
62
При включении трансформаторов тока на разность -То-
ков (рис. 25, в) ток /р= У 3 1а, и напряжение трансфор-
матора тока в трехфазном режиме равно:
6/та= V~3la (2гпр + zp).
Нагрузка трансформатора тока при этом равна:
zH = /Жр + zp).
При двухфазном коротком замыкании А—В или В- -С
работает один трансформатор тока и
zii = 2гпр zp.
При двухфазном коротком замыкании А—С (рис. 26,в)
ток в реле /р —21а и напряжение на зажимах трансфор-
матора тока
t/T„ = 2/a(2rnp + zp).
При этом
z» — 4гпр -|- 2Zp.
В схеме треугольника (рис. 25, г) при трехфазном сим-
метричном режиме ток в реле Га —1^3 1а. Напряжение на
зажимах трансформатора тока в У 3 раз больше напря-
жения на проведе и реле одной фазы, так как для трех-
фазной вторичной цепи это напряжение линейное, т. е.
Uta = 1^3 /а (гпр + Zp)
или
t/Ta = V3'r3‘/„(r„p + zp).
вторичная нагрузка будет:
zH ~ 3 (гпр -|~ /-р).
Нетрудно показать, что при двухфазном коротком замы-
кании zH будет таким же, а при однофазном коротком за-
мыкании
zH — 2 (гпр -|~ Zp).
Для учета переходных сопротивлений в контактах
к величине zH прибавляют гпер =0,05 ом.
Полученные расчетные формулы сведены в табл. 22.
Для уменьшения вторичной нагрузки на трансформа-
торы тока применяют в основном последовательное и
в отдельных случаях параллельное включение вторичных
63
Таблица 22
Расчетные формулы для определення вторичной нагрузки
трансформаторов тока
№ п/п	Схема соединения транс- форматоров тока и вто- ричной нагрузки				Вид короткого замыкания	Внешняя нагрузка на выводах вторичной обмотки трансфор- маторов тока
1	А В С 0	Гур	Zp rnp	Zp Тпр	Zp Гур	Zp			Трехфазное и двухфаз- ное	<н = ^пр + Zp + лпер
					Однофазное	гн = 2лПр -ф- zp 4- гро -f- Гпер
2	А ЧЭД		Гпр	Zp Гур	Zp I Гур		Трехфазное	гн =	лпр -|- Zp -ф Лпер
	В с	—			Двухфазное (АВ или ВС)	гн = 2г пр "Ь Zp "Ь лпер
					Двухфазное СА	Zn ~ лпр 4* гр 4л гпер
3	а в 7\ c-txr				Трехфазное	Zh ~ У^З (2лпр	Zp) -f- /дер
			Ггтр	Zp rnp		Двухфазное АС Двухфазное (АВ и ВС)	zh “ 4лпр -j4- 2zp лпер 2ц = 2лПр Ц- Zp 4*“ ^пер
4	А В С		. rnp Zp r _r„p Zp		Трехфазное и двухфаз- ное	ZH = 3 (лПр Zp) лпер
					Однофазное	гн = 2 (гпр + гр) "Ь лпер
5						zn — О^Хц.вн гн.Ви— нагрузка, подсчи- танная согласно выраже- ниям по пп. 1—4
						
6				» *		гн = 2zH.BH 2Н.ВН — т0 же> чт0 И в п. 5
						
Примечание. В расчетные формулы пн. 1, 2 и 4 должны подставляться
величины Zp для наиболее нагруженной фазы.
64
обмоток двух трансформаторов тока. Наиболее часто это
практикуется на встроенных трансформаторах тока. При
последовательном включении вторичная нагрузка рас-
пределится на трансформаторы гока пропорционально
напряжениям на их вторичных обмотках. В п. 5 табл. 22
величина вторичной нагрузки za приведена для последо-
вательного включения одинаковых трансформаторов. Од-
нако можно включить последовательно и разные транс-
форматоры тока (например, разных классов точности, Р
и 0,5 и т п.). Важно лишь, чтобы у них были одинаковые
коэффициенты трансформации.
Особенность параллельного соединения вторичных
обмоток трансформаторов тока состоит в том, что коэф-
фициент трансформации схемы уменьшается в 2 раза по
сравнению с одним трансформатором тока. Эта особен-
ность наиболеее часто используется для уменьшения
коэффициента трансформации встроенных трансформа-
торов тока на малые величины первичного номинального
тока. Так, встроенные трансформаторы тока типа ТВ35
на 50, 75 и 100 а для выключателей ВМ35 и ВМД35 по-
ставляются заводом на номинальный вторичный ток
2,5 а для параллельного включения и получения коэф-
фициентов трансформации 50/5, 75/5 и 100/5.
.Параллельное соединение вторичных обмоток транс-
форматоров тока, как сказано выше, может быть исполь-
зовано также для уменьшения их вторичной нагрузки.
Для этой цели нужно заменить перегруженный транс-
форматор тока цвумя одинаковыми с большими в 2 раза
коэффициентами трансформации.
Эти трансформаторы тока будут при том же первич-
ном токе работать с меньшим в 2 раза номинальным вто-
ричным током, чему согласно выражению (8) соответст-
вует в 4 раза большая допустимая нагрузка.
Таким образом, при параллельном соединении вто-
ричных обмоток двух трансформаторов тока, при соблю-
дении указанных условий допустимая нагрузка на каж-
дый из них возрастает в 4 раза, в то время как действи-
тельная нагрузка увеличивается только в 2 раза
табл.22).
Измерительные трансформаторы тока должны выби-
раться соответственно требуемой точности измерений.
Измерительные приборы класса точности 1 и 1,5 должны
приключаться к трансформатооам тока класса 0,5. Для
5 В. Н. Вавны	55
приборов класса 2,5 трансформаторы тока должны имен
класс точности 1.
В отдельных случаях в виде исключения допускаете,]
для приборов класса 1,5 применять трансформаторы то
ка класса 1 и для приборов класса 2,5 — трансформато
ры тока класса 3.
Трансформаторы тока, используемые для счетчиког
коммерческого учета электроэнергии, согласно правилам
устройств электроустановок должны иметь класс точ
ности 0,5. Допускается также применение трансформато
ров тока класса 1 с погрешностями, не превышающими
допустимые для класса 0,5 при вторичной нагрузке 0,4 ом
При этом если для обеспечения динамической и термиче
ской устойчивости требуется увеличение первичного нс
минального тока, то, чтобы оно не отразилось на топ
ности учета, трансформаторы тока должны обеспеч]
вать при номинальной нагрузке присоединения вторш
ный ток не менее 25% от номинального тока счетчика
Для счетчиков, учитывающих электроэнергию, выра
батываемую генераторами, рекомендуется специальны!
отбор трансформаторов тока класса 0,5 с погрешности
ми, не превосходящими в диапазоне токов от 50 до 100%
номинального тока значений, приведенных в табл. 2'
Таблица 23
Допустимые погрешности трансформаторов
тока, используемых для счетчиков,
устанавливаемых на генераторах
Назначение транс- форматоров тока для генераторов	Допустимые погрешности при токе нагрузки 504-100 % ^ном	
	f. %	6, мин
1 до i 10 Мва .	±0,20	±20
более 10 Мва . .	±0,15	±10
Повышенные требования к точности трансформаторе!
тока, используемых для расчетных счетчиков, устанавли
ваемых на мощных генераторах, вызываются тем, чт
при огромной годовой выработке электроэнергии генера
тором погрешность счетчика на десятую долю процента
создает ошибку в учете электроэнергии на миллионы к»'
ловат-часов.
66
Для счетчиков технического учета, необходимого для
контроля распределения электроэнергии внутри предпри
ятий, допускается применение трансформаторов тока
класса 1 и ниже.
Проверка соответствия условий работы измерительно
го трансформатора тока требуемому классу точности
производится сопоставлением его действительной нагруз
ки с допустимой (номинальной для данного класса точ
пости) или расчетным определением сечения соедини
тельных проводов во вторичных токовых цепях. При эток
расчет действительной нагрузки или сечения соедини
тельных проводов выполняется с учетом схемы соедине
ния трансформаторов тока. Обычно для включения из-
мерительных приборов применяются схемы звезды или
неполной звезды. Соответственно используются те ил!
иные формулы для трехфазного режима из табл. 22.
Действительная нагрузка не должна превосходить нс
минальную для требуемого класса точности. В то ж
время она не должна быть меньше нижнего предела, ус
тановленного для данного класса точности (см. табл,
и 2 и поясняющий текст).
Если действительная нагрузка превосходит допусти
мую, следует либо увеличить сечение соединительных
проводов (если это возможно), либо применить последе
вательное включение двух сердечников трансформаторе)
тока (при этом их общая номинальная нагрузка равн
сумме номинальных нагрузок каждого трансформатор
тока).
Можно также перейти от схемы неполной звезд!
к полной звезде или более равномерно распределит
нагрузку по фазам в схеме полной звезды. Если эти ме
ры недостаточны или неосуществимы, следует приме
нить другой трансформатор тока, допускающий большую
вторичную нагрузку в требуемом классе точности, ил!
установить еще один комплект трансформаторов тока i
перевести на него часть вторичной нагрузки. В частности
для выполнения повышенных требований к точност]
трансформаторов тока, используемых для расчетам
счетчиков, рекомендуется для них выделять отдельны
сердечники.
Если вторичная нагрузка окажется меньше допусти
мого нижнего предела, следует ее увеличить соответст
вующим подбором соединительных проводов. При это
5'
6
по условию механической прочности их сечение не долж-
но быть меньше 1,5 лои2 для медных проводов и 2,5 лии2
для алюминиевых.
Трансформаторы тока, используемые для релейной
защиты. Требования, предъявляемые к трансформато-
рам тока, зависят от видов и назначения приключенных
к ним устройств релейной защиты. Для большинства
устройств релейной защиты трансформаторы тока до оп-
ределенных значений первичного тока должны работать
с погрешностью, не превышающей 10 %-ной. При превы-
шении этих значений первичного тока требования к точ-
ности работы трансформаторов тока понижаются или не
предъявляются вообще. Лишь для некоторых устройств
релейной защиты необходима точная работа трансфор-
маторов тока (с погрешностью не выше 10%-ной) при
любых возможных максимальных значениях тока корот-
кого замыкания.
Ниже перечислены основные виды релейной защиты
с указанием условий, в которых трансформаторы тока
должны удовлетворять требованию 10 %-ной погрешности.
1.	Токовая отсечка и максимальная то-
ковая защита с независимой характери-
стикой. Для этих защит точная работа трансформато-
ров тока требуется лишь до тока их срабатывания. Учи-
тывая возможность уменьшения вторичною тока на 10%.
трансформаторы тока должны проверяться на 10%-ную
погрешность при токе, равном 1,1 тока уставки.
При токах короткого замыкания, превышающих ток
уставки, точной работы трансформаторов тока не требу-
ется, так как вторичный ток будет всегда больше тока
срабатывания защиты. Нужно лишь обеспечить надеж-
ное действие реле.
2.	Максимальная токовая защита с за-
висимой характеристикой. Проверка на 10%-
ную погрешность должна производиться при максималь-
ных значениях тока короткого замыкания, при которых
выдержка времени данной защиты согласовывается с вы-
держками времени защиты смежных элементов. На
рис. 27, а в качестве примера показано согласование ха-
рактеристик времени действия зависимой защиты 1 отхо-
дящей линии и независимой токовой защиты 2 питающе-
го трансформатора. В данном случае это согласование
производится при токе срабатывания защиты трансфор-
68
Рис. 27. Выбор расчетных условий для проверки трансформаторов
тока на 10%-ную погрешность.
а — для зависимой токовой защиты при токе Zc з2Ч ПРИ котором согласовы
ваются по времени характеристики защит 1 и 2; б—для дифференциальной
защиты при внешнем коротком замыкании; в — короткое замыкание в зоне
защиты ие является расчетным случаем (не требуется точная работа транс
форматоров тока); г — для защиты шин при максимальном токе короткогг
замыкания в месте установки защиты; д — для дистанционной ващиты при
коротком замыкании в конце I воны.
6е
атора /с.32 • При этом токе и должны проверяться на
0%-ную погрешность трансформаторы тока отходящей
шнии. При увеличении тока короткого замыкания селек-
ивность будет обеспечена (разница в выдержках вре-
1ени будет не менее ступени селективности А/) и точная
>абота трансформаторов тока не требуется.
3.	Дифференциальная защита. Для обеспе-
4ения несрабатывания дифференциальной защиты при
внешних коротких замыканиях ее трансформаторы тока
элжны проверяться на 10%-ную погрешность при ма-
ксимальном значении тока внешнего короткого замыка-
шя (вне зоны защиты). На рис. 27, б это поясняется то-
ораспределением в схеме дифференциальной защиты
рансформатора при внешнем коротком замыкании. Зона
ействия дифференциальной защиты ограничена транс-
форматорами тока и в данном случае охватывает сило-
юй трансформатор. Короткое замыкание на линии в точ-
е К] является для дифференциальной защиты внешним
должно отключаться защитой поврежденной линии.
1ифференциальная защита трансформатора при этом
щйствовать не должна. При работе трансформаторов то-
а без погрешности вторичные токи 72—1 и 72_п были бы
>авны между собой и, так как в реле они направлены
’стречно, ток реле был бы равен нулю. При наличии по-
решностей токи 72_j и 72_п отличаются друг от друга,
через дифференциальное реле идет ток небаланса, рав-
ый их геометрической разности. Чем больше погрешно-
ти, тем больше ток небаланса. Для того чтобы защита
е подействовала при внешнем коротком замыкании, ее
гстраивают от тока небаланса. При этом погрешность
рансформатора тока не должна превышать 107о-ной.
Сопротивление нагрузки каждого трансформатора
ока на рис. 27,б состоит из соединительных проводов от
го зажимов до дифференциального реле. Сопротивление
амого реле обычно не учитывается, так как через него
ротекает только ток небаланса, имеющий малую вели-
хну.
При повреждении в зоне защиты ток короткого замы-
1ния может оказаться значительно больше, чем при
гешнем коротком замыкании. Так, при повреждении до
>ансформатора в точке на схеме рис. 27, в сопротив-
шие цепи короткого замыкания уменьшается по срав«
нению со случаем внешнего повреждения (рис. 27,6)
вследствие исключения из нее силового трансформатора,
что и вызывает большое увеличение тока. Однако точ-
ность работы трансформаторов тока при повреждении
в зоне защиты не играет роли, так как весь вторичный
ток проходит через реле и это обеспечивает его сраба-
тывание.
Для дифференциальных защит возможны случаи, ког-
да значение тока внешнего короткого замыкания совпа-
дает с максимально возможной величиной тока. В таких
случаях к трансформаторам тока предъявляется требова-
ние точной работы при любых возможных величинах то-
ка короткого замыкания. Пример такого случая приведен
на рис. 27, г, где показано токораспределение в одной фа-
зе дифференциальной защиты шин при внешнем корот-
ком замыкании. Через трансформаторы тока силового
трансформатора протекает полный ток короткого замы-
кания /к.з и их погрешность не должна превышать 10%-
ной во избежание срабатывания дифференциального ре-
ле от тока небаланса /нб, являющегося геометрической
разностью тока /2т от трансформаторов тока силового
Iтрансформатора и суммарного тока Ё/2л от трансфор-
маторов тока линий Л] и Лг (токи /2л1 и /2л2 )
4.	Дистанционная защита. Для обеспечения
правильного действия реле сопротивления трансформа-
торы тока дистанционной защиты должны проверяться
на 10%-ную погрешность при максимальном значении
тока короткого замыкания в конце I зоны защиты. Для
пояснения на рис. 27, д показана упрощенная схема ди-
станционной защиты с I зоной, выполненной на реле со-
противления, и II — на токовом реле и реле времени. То-
ковое реле является также пусковым органом для реле
сопротивления.
Реле сопротивления PC включено на ток линии и на-
пряжение на шинах через трансформатор тока и транс-
форматор напряжения TH. Его действие определяется
и
отношением ~, т. е. сопротивлением от шин до места
короткого замыкания. Если сопротивление при коротком
замыкании меньше сопротивления уставки, то защита
отключает выключатель без выдержки времени. Во избе-
жание действия реле при коротком замыкании на следу-
ющем участке (например, на другой линии, отходящей
71
от подстанции Б) на реле PC устанавливается устав-
ка по сопротивлению порядка 80% сопротивления ли-
нии. Таким образом, I зона без выдержки времени
охватывает примерно 80% длины линии, а остальной
участок охватывается токовой защитой, выполняющей
роль II зоны.
При работе трансформаторов тока с погрешностями
ток в реле уменьшается, что как бы укорачивает I зону
за счет увеличения сопротивления, подведенного к реле,
и
равного —. Это приводит к увеличению времени ликви-
дации короткого замыкания (оно будет отключаться II
зоной) и может вызвать неселективную работу защиты
предыдущего участка, согласованной по времени с I зо-
ной. Поэтому при работе реле сопротивления на устав-
ке погрешность трансформатора тока не должна превы-
шать 10%-ной. При более близких повреждениях ток
будет больше, но погрешность трансформатора тока не
имеет значения, так как действие реле PC обеспечивает-
ся благодаря уменьшению напряжения.
При работе трансформаторов тока с погрешностью,
превышающей 10%-ную, необходимо обеспечивать на-
дежное действие мгновенных токовых реле типа ЭТ520
или РТ40, приключенных к этим трансформаторам тока,
так как они могут отказывать из-за искажения синусои-
ды вторичного тока. При большой погрешности транс-
форматора тока, когда ток намагничивания Zo' составля-
ет 50% и более первичного тока форма кривой вто-
ричного тока становится несинусоидальной, поскольку он
является разностью синусоидального первичного тока и
несинусоидального тока намагничивания. При этом фор-
ма кривой э. д. с. Е2 тоже становится несинусоидальной,
и кривая тока намагничивания Го отлйчается от постро-
енной на рис. 6. Вторичный ток в этих условиях приобре-
тает еще более заостренную форму , чем ток 1'0ия рис. 6,
и вследствие отбрасывания якоря реле от упора после
прохождения через его катушку кратковременного, но
большого пика тока 12 подвижная часть реле начинает
вибрировать. Такая вибрация не устраняется регулиров-
кой реле и приводит к перерывам в цепи контакта. При
этом реле времени или промежуточное реле, управляемое
контактом токового реле, не срабатывает.
72
Испытания, проведенные в Мосэнерго, показали, что
надежная работа реле ЭТ520 обеспечивается при токовой
погрешности трансформатора тока, не превосходящей
35% (при этом ток намагничивания Го не превышает
0,5/j), или при погрешности выше 35%, но при кратно-
сти вторичного тока к уставке реле не более 3,5.
По данным испытаний в Челябэнерго реле РТ40 на-
дежно работают при токовой погрешности трансформато-
ра тока, не превышающей 40% (при этом ток намагничи-
вания будет не более примерно 0,55/J), или при большей
погрешности, но при кратности вторичного тока к току
уставки не выше 4.
Расчетную проверку работы трансформаторов тока на
допустимую погрешность для реле ЭТ520 и РТ40 следует
производить на основе приведенных результатов испы-
таний.
Расчеты по выбору трансформаторов тока должны
вестись при таком виде короткого замыкания, при кото-
ром погрешность окажется наибольшей. При этом следу-
ет иметь в виду, что в ряде случаев более неблагоприят-
ные результаты могут получиться при меньшем токе ко-
роткого замыкания за счет большей величины вторичной
нагрузки. Так, например, часто погрешности оказывают-
ся больше при однофазном коротком замыкании, чем
при трехфазном, хотя ток в последнем случае больше.
В связи с этим для выявления наиболее неблагопри-
ятного случая иногда приходится выполнять расчеты для
двух видов повреждения.
Для пороверки на 10%-ную погрешность
определяется кратность расчетного тока /расч по отно-
шению к первичному номинальному току трансформато-
ра тока и допустимая внешняя вторичная нагрузка zn.
При этом учитывается, что ГОСТ 7746-55 на транс-
форматоры тока допускает отличие действительной 10%-
ной кратности на 20% в сторону понижения от указан-
ной на щитке трансформатора тока или взятой по кривой
10%-ных кратностей, для чего кратность т при ее под-
счете повышается делением на коэффициент d, рав-
ный 0,8.
Кроме того, при определении кратности т вводится
расчетный запас в виде повышающего коэффициента k&
для учета влияния переходных процессов при возникно-
73
вении коротких замыканий на работу трансформаторов
тока. Переходный процесс представляет собой быстро
затухающую постоянную составляющую в переменном
токе короткого замыкания, возникающую в результате
проявления электромагнитной инерции электрической
цепи при внезапном изменении режима ее работы. Эта
постоянная составляющая создает в сердечнике транс-
форматора тока дополнительный насыщающий магнит-
ный поток, что равноценно возрастанию кратности пер-
щчного тока.
Коэффициент ka применяется только при питании от
трансформаторов тока защиты, подверженной влиянию
лереходных процессов и имеющей выдержку времени
меньше 0,5 сек. При /уст^>0,5 сек принимается ka =1.
Для токовых отсечек и максимальных защит с зави-
симой и независимой характеристикой с временем дейст-
ия <0,5 сек принимают ka = 1,2-5-1,3, для дифференци-
альных защит с быстронасыщающимися трансформато-
рами (БИТ), не подверженных влиянию переходных про-
цессов, &а = 1, для дифференциальных защит без БНТ и
для любых направленных защит ka = 1,8-5-2, для дистан-
ционной защиты kB = 1,4-5-1,5.
Кратность т определяется по формуле
(Н)
11IOM
Сопротивление zH , соответствующее кратности т,
находят по кривой 10%-ных кратностей (см. рис. 8) для
трансформаторов тока данного типа.
Можно также в случае, если т не превышает значе-
ние 10%-ной кратности, указанной на щитке трансформа-
тора тока, взять zB , соответствующее этой кратности
(тоже указанное на щитке). Если т больше значения,
указанного на щитке, то допустимая внешняя нагрузка
может быть подсчитана по выражению*
гв = ^гт-г2(1-^),	(12)
т	\ т ’
где тТ, zT — 10%-ная кратность и соответствующее ей
сопротивление вторичной нагрузки (ом),
указанные на щитке трансформатора тока;
га — сопротивление вторичной нагрузки, ом.
* См. приложение.
74
При проверке трансформатора тока на 10%-ную по
грешность в условиях эксплуатации (например, при но-
вом включении) полученное значение z„ сопоставляется
с действительным, подсчитанным для соответствующего
вида короткого замыкания в соответствии с табл. 22. Ес-
ли z„ равно или больше действительного сопротивления
вторичной нагрузки, то погрешность не превышает
10%-ную.
При выборе трансформатора тока значение гя и со-
противление приборов и реле zp подставляются в соот-
ветствующую формулу табл. 22 и определяется гпР, а
затем по известной длине кабеля по выражению (10) оп-
ределяется сечение его жил.
Г В случае, если сечение жил получается чрезмерно
большим (более 10 мм2), или сопротивление гпр оказыва-
ется отрицательным, или в условиях эксплуатации 2„
окажется меньше действительного сопротивления вто-
ричной цепи, должны быть приняты соответствующие ме-
ры, как-то: включение последовательно обмоток двух
сердечников трансформатора тока; перераспределение
вторичных нагрузок между сердечниками; переход на
больший коэффициент трансформации (если есть пере-
ключение числа витков первичной или вторичной обмот-
ки); выбор другого типа трансформатора тока (напри-
мер, с /2нОм = 1 «)•
' Проверка обеспечения надежной работы токовых ре-
ле при больших погрешностях трансформатора тока.
Эта проверка заключается в определении кратности тока
в токовом реле и сравнении действительной кратности
первичного тока с допустимой.
Ниже приведен способ ориентировочных подсчетов,
основанный на результатах испытаний Мосэнерго и Че-
лябэнерго.
Кратность тока в реле можно определить по выраже-
ниям*
для реле ЭТ-520
О-^расч
/Пр =----------
1 уст
для реле РТ-40:
®>®Лрасч
тр =-----------
1 уст
(13)
(14)
См. приложение.
75
где тр — кратность тока в реле при максимальном
значении тока короткого замыкания;
/J расч — максимальный ток короткого замыкания при
выбранном виде повреждения, приведенный
к вторичной цепи.
Ток /'расч определяется по выражению
=	05)
**т
Здесь /1расч — первичный расчетный ток;
kcx — коэффициент схемы, равный 1 при соеди-
нении трансформаторов тока в полную
или неполную звезду или "К 3 при вклю-
чении трансформатора тока в треуголь-
ник или на разность токов.
Если значение тр для ЭТ-520 равно или меньше 3,5,
а для РТ-40 равно или меньше 4, то, надежная работа
реле (без вибрации) обеспечивается. При превышении
этих значений нужно определить допустимую кратность
первичного тока трансформатора тока по выражениям*
для реле ЭТ-520
ma=l,6mw%;	(16)
для реле РТ-40
ти ~ 1.75/п10%,	(17)
где тя — допустимая кратность;
mio%— 10%-ная кратность, соответствующая дейст-
вительному сопротивлению вторичной на-
грузки при выбранном виде короткого замы
кания.
Кратность /п10% определяется по кривой 10%-ных
кратностей или по выражению
mio% =	(18)
z2 zR
полученному из формулы (12).
Допустимая кратность тл сопоставляется с расчет-
ной кратностью, равной:
m =-1[	(19)
__________ 4/iB
* См. приложение.
76
Здесь влияние переходного процесса не учитывается
ввиду его кратковременности.
Если т<тд , то надежная работа реле обеспечива-
ется.
Если допустимая кратность превышается, то должны
рыть приняты меры, аналогичные рекомендованным для
достижения точной работы при проверке на 10%-ную
’погрешность.
Определение тока небаланса в дифференциальных за-
щитах. Ток небаланса представляет собой геометриче-
скую разность вторичных токов /2_j и /2-п
Прис. 27,6):
Лб ~ Л—I	Л—и-
Согласно выражению (6) токи 121 и /2_п равны:
Л—I = Л—I ^0—1 и ^2—п ~ Л—II п>
[так как	, ток небаланса равен:
^нб = А»-п Л>—i-
Таким образом, ток небаланса представляет собой
разность токов намагничивания трансформаторов тока
дифференциальной защиты. Приближенное вычисление
[тока небаланса производят, исходя из того, что один из
трансформаторов тока работает без погрешностей и его
ток намагничивания равен нулю.
Например, /q_j =0. Тогда
^нб = ^0—1Г
Такое упрощение создает некоторый расчетный запас,
поскольку действительная геометрическая разность то-
ков намагничивания всегда меньше большего из этих
' токов.
Так как трансформаторы тока выбирают так, что при
внешнем коротком замыкании их погрешность не превы-
шает 10%-ной, принимают:
'н6 = 0ЛЛрасч •	(20)
считая ток /1расч равным максимальному значению тока
внешнего короткого замыкания.
77
Примеры выбора трансформаторов тока
Пример 1. Выбор трансформаторов тока для электродвигателя
6 кв, 1 700 кет. Номинальный ток двигателя 204 а; пусковой ток
816 а.
Начальный ток трехфазного короткого замыкания на шинах,
к которым приключен двигатель, равен 10 400 а; ударный ток корот-
кого замыкания ty = 18 700 а.
Трансформаторы тока устанавливаются на двух фазах. Вторич-
ные обмотки сердечников для релейной защиты включаются на раз-
ность токов, а для измерительных приборов — по схеме неполной
звезды.
На электродвигателе устанавливаются токовая отсечка на реле
типа РТ-40 с током срабатывания 1 520 а при трехфазном режиме и
защита от перегрузки на реле РТ-82/1 с уставкой по току 305 а.
Измерительные приборы — амперметр и активный счетчик тех-
нического учета. Реле и приборы устанавливаются в ячейке выклю-
чателя.
Выбираются трансформаторы тока типа ТШ110-0,5/Р. Но номи-
нальному току двигателя (204 а) принимается ит =300/5. При этом
динамическая устойчивость тд = 175; для сердечника Р 10%ная
кратность /тг=15 при вторичной нагрузке 0,6 ом; г2=0,36 ом; для
сердечника класса 0,5 номинальная вторичная нагрузка 0,4 ом в клас-
се 1 она равна 0,8 ом.
Проверка динамической устойчивости трансформатора тока:
18 700
тд = 	---= -----—-------= 44,5.
]/~2"ZiH	/ 2 -300
Динамическая устойчивость обеспечена, так как 44,5<175.
Сердечник Р используемый для релейной защиты. Определяется
сопротивление вторичной нагрузки. Ток срабатывания реле отсечки
kcx
I ср = Zc-3— = 1 520 —- = 44а,
р пт	60
где kcx~V3 — коэффициент схемы, учитывающий увеличение то-
ка в реле вУТГраз (рис. 25, в).
Для отсечки устанавливается реле РТ-40/50 с параллельным
соединением катушек (на 25—50 а); потребляемая мощность при
25 а 5=1,8 ва
S 1,8
гр1=7Г= -^Г = 0,003 ом.
Для защиты от перегрузки ток срабатывания реле
&сх 1^" 3
/ср = /с-з — = 305 ——- = 8,8а,
пт	60
Принимается /ср=9 а; потребление реле 10 ва и
78
сопротивление обоих релё:
гр = гР1 4 ?ра = 0,003 4 0,125 = 0,128 ом.
Длина алюминиевых соединительных проводов 1=3 м, сечение
2,5 мм. Согласно (10)
3
'пр= 34,5-2,5 -°'035ол<-
Сопротивление вторичной нагрузки согласно табл. 22:
г„ = У~3 (2-0,035 + 0,128) ф0,05 = 0,39 ом.
Допустимая вторичная нагрузка определяется по условию
10%-ной погрешности. Расчетная кратность тока согласно (11): рас-
четный ток Лрасч =1,1 - 1 520= 1 670 а;
1,3-1 670	„
-—-—=9,05.
0,8-300
т =
Поскольку полученная кратность меньше допустимой для сердеч-
ника Р (т= 15) при вторичной нагрузке 0,6 ом, то допустимая на-
грузка будет более 0,6 ом. Но так как действительная zH меньше
то погрешность трансформатора тока будет ниже 10%-ной.
Проверка обеспечения надежной работы реле РТ-40 при больших
токах. Кратность тока в реле согласно (14):
0,6А	0,6-10400
-------irao-”4-13-
Так как п?р>4, проверяется допустимая кратность для транс
форматора тока.
Расчетная кратность тока согласно (19):
10 400
= 43,5.
m 0,8-300
Допустимая 10%-ная кратность согласно (18):
0,36 + 0,6
mi0%- 0,36 + 0,39 15 ~19-2'
Допустимая кратность при больших токах для реле РТ-40 со
гласно (17):
тд = 1,75-19,2 = 33,5.
Так как тя<т, надежная работа реле не обеспечивается.
Для повышения допустимой кратности производится снижение
вторичной нагрузки переключением реле РТ-82 на сердечник класс
0,5.
Тогда вторичная нагрузка сердечника Р составит:
гн = У 3 (2-0,035 4 0,003) + 0,05 = 0,176ол,
71
Допустимая 10%-ная кратность:
0,36 + 0,6
zn.no/ =----------- 15 = 26,7,
10% 0,36 + 0,176
Допустимая кратность для РТ-40:
тд= 1,75-26,7 = 48,5.
Теперь тц>т, что обеспечивает надежную работу реле РТ-40.
Сердечник класса 0,5. Определяется нагрузка сердечника. Реле
РТ-82 для защиты от перегрузки должно иметь уставку:
/ 1уст	305
ср —	— сп — 5,1а
пТ	60
Принимаем 5 а. Тогда
10
гРТ-80 — 5г — 0,4 0М'
Сопротивление каждой токовой обмотки счетчика 0,02 ом. Со-
противление амперметра 0,08 ом. Суммарное сопротивление прибо-
ров и реле для более нагруженной фазы:
гр = 0,4 + 0,02 = 0,42 ом.
Сопротивление проводов такое же, как для цепей защиты, т е.
0,035 ом. Вторичная нагрузка для схемы неполной звезды согласно
табл. 22:
гр = |/~~Г.0,035+ 0,42+ 0,05 = 0,53 ом.
Это больше номинальной нагрузки для класса точности 0,5, но
меньше, чем для класса 1. Следовательно, обеспечивается работа
трансформаторов тока в классе 1, чти допустимо для счетчика тех-
нического учета н для амперметра, имеющего класс точности 2,5.
Пример 2. Проверка точност [ работы трансформаторов тока
дифференциальной защиты шин 35 кв в связи с увеличением тока
короткого замыкания при вводе новой мощности в системе.
Трансформаторы тока ТФН35М-Д/0.5, дт = 1 000/5.
Сердечники Д используются для линейных защит, создающих
более высокую нагрузку. Защита шин включена на сердечники клас-
са 0,5. Характеристика 10%-ных кратностей приведена на рис. 8.
Трансформаторы тока установлены на двух фазах и включены
по схеме неполной звезды. Наибольшее сопротивление проводов вто-
ричной цепи — 0,33 ом (кабель 4 лыг2 с медными жилами, длина
75 м)у трансформаторов тока силе ого трансформатора (рис. 27, г).
Дифференциальное реле типа ЭТ-520/20. Полный ток трехфаз-
ного короткого замыкания на шинах =12 300 а. Определяется
сопротивление нагрузки. При внешнем коротком замыкании через
реле ток не проходит (током небаланса можно пренебречь) и со-
гласно табл 22:
гн = V 3 - 0,33 + 0 + 0,05 = 0,62 ом.
80
Кратность тока определяется согласно (9) при ka = 1,8
без БИТ):
(защита
1,8-12 300
0,8-1 000
= 27,8.
Согласно характеристике, приведенной на рис. 8, этому соответ-
ствует допустимая вторичная нагрузка гн=0,21 ом.
Так как допустимая нагрузка меньше действительной, погреш-
ность трансформаторов тока будет больше 10%-ной.
Для обеспечения точной работы трансформаторов тока необхо-
димо уменьшить сопротивление проводов до следующей величины:
г„ — гпер 0,21	0,05
гпр =----—	= ------—-----= 0,093 ом
V з К з
При этом сечение медных жил кабеля согласно (8) должно быть:
S =
75
57-0,093
14,2 мм2.
Ближайшее стандартное сечение s=16 мм2. Применение такого
сечения явно не рационально. Поэтому вместо его увеличения сле-
дует заменить реле ЭТ-520 на РНТ-567 (дифференциальное реле с
быстронасыщающимся трансформатором, выпускаемое для защиты
шин).
Тогда расчетная кратность тока будет.
1-12 300
т = ---------— 15,4.
0,8-1000
Согласно рис. 8 при этом допустимая нагрузка будет 0,92 ом,
т. е. больше действительной нагрузки.
Следовательно, прн замене реле будет обеспечена работа транс-
форматоров тока с погрешностью, не превышающей 10%-ную.
Определение тока небаланса согласно (20)
7нб = 0,1  12 ЗОЭ = 1 230 а.
Ток в реле будет:
J _____ Л1б
'р.нб —
"т
1 230
200
= 6,15а.
7. МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И ИХ ВТОРИЧНЫХ
ЦЕПЕЙ
Особенности монтажа. Перед началом монтажа каж-
дый трансформатор тока должен тщательно осматри-
ваться При этом особое внимание следует уделять со-
6 В. H. Вавин
81
стоянию изоляции, контактных поверхностей, наличию
гаек, шайб и целости всех креплений, исправности за-
щитного кожуха и наличию пломб.
Трансформаторы тока, имеющие неисправности, пре-
пятствующие их включению в работу (повреждения изо-
ляции, кожухов, поломки масломерных стекол, неустра-
нимую течь масла и т. п.), к монтажу не допускаются.
Мелкие неисправности могут устраняться на месте перед
началом монтажа. В случае отсутствия пломб транс-
форматор тока должен пройти контрольные испытания
с участием представителя Государственного комитета
стандартов мер и измерительных приборов. В эти конт-
рольные испытания включается проверка погрешностей и
проверка электрической прочности изоляции вторичной
обмотки, а для трансформаторов тока внутренней уста-
новки — и изоляции первичной обмотки. При этом изоля-
ция вторичной обмотки проверяется напряжением 2 кв
в течение 1 мин, а первичной — напряжением, равным
90% испытательного (см. табл. 21).
Вторичные обмотки шинных трансформаторов тока,
а также трансформаторов с /2НОМ =1 а перед началом
монтажа следует шунтировать во избежание поврежде-
ния их изоляции, а также для исключения опасности для
работающих во вторичных цепях при случайном протека-
нии тока по их первичным обмоткам в процессе ведения
монтажных работ (например, при подаче питания
на электросварку через ошиновку распределительного
устройства).
При монтаже трансформаторов тока следует уделять
особое внимание контактным соединениям первичной об-
мотки. Они должны выполняться так, чтобы при длитель-
ной работе не нагревались выше температуры целых
участков ошиновки и не ослабевали при механическом и
тепловом воздействии тока короткого замыкания. Поэто-
му контактные поверхности, которые должны быть тща-
тельно зачищены, не должны иметь раковин и т. п.
Трансформаторы тока должны устанавливаться та-
ким образом, чтобы обеспечивался свободный доступ
к выводам вторичной обмотки. У трансформаторов тока
ТФНК-400 и ТФНК-500 должен быть также всегда до-
ступен съемный стальной лист снизу цоколя, открываю-
щий доступ к проходным изоляторам выводов вторич-
ных обмоток к их зажимам в шкафах. Располагая транс-
32
форматоры тока на соответствующих опорных конструк-
циях, следует по возможности устанавливать их таким
образом, чтобы вывод Л\ первичной обмотки был обра •
щен в сторону шин.
Трансформаторы тока для внутренней установки при-
годны для использования как в отапливаемых, так и в не-
отапливаемых помещениях. Однако их нельзя устанав-
ливать на открытом воздухе, где они будут подвергаться
непосредственному воздействию атмосферных осадков и
большему, чем в помещении, запылению и загрязнению.
При монтаже шинных и врезаемых в жесткую оши
новку трансформаторов тока рекомендуется по возмож-
ности снижать механическое усилие от шины, обеспечи-
вая их разгрузку от динамических воздействий тока ко-
роткого замыкания установкой вблизи трансформатора
опорных изоляторов.
При монтаже шинных трансформаторов тока с воз-
душной изоляцией типа ТШВ-15 на ошиновке на 13,
8 кв и выше шина в окне сердечника должна быть заизо
лирована так, чтобы изоляция выступала с обеих сторон
трансформатора тока не менее чем на 50 мм. Изоляция
на шину должна накладываться в соответствии с указа-
ниями заводской инструкции.
При установке маслонаполненных трансформаторов
тока типа ТФН проверяется уровень масла. При темпе-
ратуре 15—20° С он должен соответствовать красной
черте на маслоуказателе, при других температурах —
соответствовать указаниям заводской инструкции. При
недостаточном уровне трансформатор тока доливается
сухим, очищенным, не бывшим в употреблении маслом,
предварительно прошедшим химический анализ и испы-
тания электрической прочности.
При наличии течи масла через уплотнения она долж-
на устраняться подтягиванием соответствующих болтов
или гаек, зажимающих прокладку в сочленении фарфо-
ра с цоколем или расширителем. Подтягивание нужно
производить с большой осторожностью, поворачивая
болты (или гайки) поочередно каждый раз не более чем
на */i2 оборота. При затягивании только какого-либо од-
ного болта может произойти поломка фарфорового кор
пуса.
Вскрытие маслонаполненного трансформатора тока
недопустимо, так как после даже кратковременного пре-
I 6*	83
бывания высоковольтной изоляции обмоток на воздухе,
трансформатор тока должен подвергаться специальной
изоляционной обработке по указанию завода-изготови-
теля. Поэтому сливать масло для сушки или замены не
разрешается. Сушку с помощью фильтропресса или
центрифуги можно производить прямо в трансформаторе
тока. Замена масла может производиться под вакуумом
при выполнении специальных указаний завода.
Переключение первичных обмоток на другой номи-
нальный ток у трансформаторов тока ТФН на ПО кв
и выше производится специальным переключателем, на-
ходящимся в расширителе или головке трансформатора.
Для этого необходимо снимать крышку. При этом долж-
ны приниматься меры предосторожности, предотвра-
щающие попадание в головку трансформатора посторон-
них предметов, пыли или влаги.
Корпус трансформатора тока должен заземляться.
Заземляющий круглый провод должен иметь диаметр не
менее 5 мм. Плоская заземляющая шинка в закрытом
распределительном устройстве должна иметь сечение не
менее 24 мм2 при толщине не менее 3 мм, а в открытых —
сечение 48 мм2 и толщину не менее 4 мм.
Присоединение вторичных цепей к маслонаполнен-
ным трансформаторам тока следует выполнять кабелем
с надежно герметизированной концевой разделкой и сне
подверженной разъеданию маслом изоляцией жил на вы-
ходе из разделки. Ввод кабеля производится через ка-
бельную муфту, встроенную в дно цоколя.
При использовании одной муфты у трансформаторов
тока ТФНК вторая заглушается и жилы кабеля из од-
ного шкафа в другой подаются через имеющуюся соеди-
нительную трубу, которая в этом случае должна быть
заизолирована (заводом изоляция внутри трубы не вы-
полняется) .
При монтаже встроенных трансформаторов тока не-
обходимо проследить за их правильной укладкой, в со-
ответствии с разметкой «верх» и «низ».
Трансформаторы тока должны располагаться на спе-
циальных подкладках, чтобы их тяжесть не повредила
изоляцию обмотки.
Между трансформаторами тока, располагаемыми
один на другом, с той же целью должны устанавливать-
ся распорные клинья. Клинья и подкладки должны раз-
84
мешаться там, где сердечник свободен от обмотки (по-
мечено надписью «клин»).
Провода ответвлений, выводящиеся на зажимы,
должны иметь влагостойкую маслоупорную изоляцию.
При их обрыве запрещается место спайки заматывать
изоляционной лентой. Следует применять полихлорви-
ниловую изоляцию или миткалевую ленту, покрытую
влагостойким изоляционным лаком. Присоединение от-
ветвлений к зажимам следует выполнять в соответствии
с их разметкой. При нарушении разметки она должна
быть восстановлена на основании электрической про-
I верки распределения отпаек вторичной обмотки. При
нарушении маркировки «верх» и «низ» она восстанав-
ливается на основании проверки полярностей обмотки.
Перед укладкой трансформаторов тока в соответст-
вующий аппарат следует проверить их вольт-амперные
характеристики, чтобы убедиться в исправности обмоток.
Вторичная цепь каждого трансформатора тока долж-
на заземляться в месте, предусмотренном схемой. Это
является основной мерой обеспечения безопасности пер-
сонала при повреждении трансформатора тока и попа-
дании высокого напряжения на вторичную цепь.
В большинстве случаев она заземляется непосредст-
венно у трансформаторов тока. Однако при объедине-
нии в схеме вторичных цепей разных комплектов транс-
форматоров тока (например, в дифференциальных за-
щитах) заземление для всех объединяемых трансформа-
торов тока устанавливается в одной точке (обычно на
панели защиты).
Для включения во вторичные цепи трансформаторов
тока при их работе переносных измерительных прибо-
ров на панелях защиты и управления, куда эти цепи под-
водятся, устанавливаются разъемные испытательные
зажимы или испытательные блоки, позволяющие произ-
водить включение и отключение приборов без разрыва
вторичной цепи, поскольку ее размыкание недопустимо.
В простых неразветвленных цепях (например, в комп-
лектных распределительных устройствах) установка ис-
пытательных зажимов и блоков не производится.
Контроль и обслуживание трансформаторов тока в
процессе эксплуатации. По окончании монтажа транс-
форматоров тока производится проверка их исправности,
правильности установки и схемы включения, а также со-
85
ответствия их электрических характеристик условиям
работы. По результатам этой проверки оценивается до-
пустимость их включения в работу и производится при-
емка в эксплуатацию.
При этом после тщательного осмотра трансформато-
ров тока и их вторичных цепей проверяется схема со-
единения вторичных обмоток и цепей; измеряется сопро-
тивление изоляции первичной цепи и вторичных цепей
вместе с обмотками; у трансформаторов тока на 35 кв
и выше и у всех трансформаторов с основной изоляцией
из бумаги, бакелита или битуминовых материалов изме-
ряется тангенс угла диэлектрических потерь; проверяет-
ся повышенным напряжением электрическая прочность
изоляции первичной и вторичной цепей; у маслонапол-
ненных трансформаторов тока производится проверка
электрической прочности и химический анализ масла;
снимаются вольт-амперные характеристики.
Проверка сопротивления изоляции первичной цепи
выполняется мегомметром на 2500 в, а полностью со-
бранных вторичных — мегомметром на 1000 в или на
2 500 в. Величина сопротивления изоляции первичной це-
пи не нормируется, а для вторичных должна быть не ни-
же 1 Мом. Для проверки электрической прочности
изоляции первичной цепи прикладывается напряжение,
равное 0,9 испытательного (см. табл. 21). Эта проверка
для трансформаторов тока на ПО кв и выше не обяза
тельна. Изоляция полностью собранных вторичных це
пей вместе с обмотками трансформаторов тока прове-
ряется напряжением 1 кв в течение 1 мин. На время
проверки изоляции заземление вторичных цепей отсо-
единяется.
В заключение проверяется правильность собранной
схемы вторичных цепей измерением вторичных токов
при прохождении по первичным обмоткам тока нагруз-
ки или тока от постороннего источника питания. При
этом у трансформаторов тока с переключением числа
витков первичной или вторичной обмотки (например
трансформаторы тока типа ТФН или встроенные) одно-
временно проверяется коэффициент трансформации.
Перед включением в работу производится расчетная
проверка точности работы трансформаторов тока. При
этом в случае необходимости сопротивление вторичной
нагрузки уточняется измерением (например, при отсутст-
86
вии данных о сопротивлении отдельных элементов вто-
ричных цепей).
В тех случаях, когда к точности измерительных транс-
форматоров тока предъявляются повышенные требова
ния (например, для включения счетчиков коммерческого
учета на генераторах), следует производить проверку
погрешностей трансформаторов тока с их действитель-
ной вторичной нагрузкой. Такая проверка выполняется
Рис. 28. Влияние коэффициента мощности вторичной цепи на
погрешности трансформатора тока.
а — на токовую; б — на угловую.
с помощью специальной аппаратуры АИТ, АТТ или
АТТД, выпускаемой заводом Точэлектроприбор. Все эти
аппараты работают на принципе сравнения погрешно-
стей проверяемого трансформатора тока с образцовым,
погрешности которого известны. Сравнение производит-
ся дифференциально-нулевым методом. Эта аппаратура
обеспечивает возможность проверки трансформаторов
тока классов точности от 0,2 до 3.
Следует иметь в виду, что на погрешности трансфор-
маторов тока влияет не только величина, но и cos q>2 вто-
ричной нагрузки. При отличии cos <ргот 0,8 (при cosq>2 =
= 0,8 нормируются допустимые погрешности для классов
точности) действительные кривые погрешностей сме-
щаются. При увеличении cos <р2 токовая погрешность
уменьшается, а угловая — увеличивается (рис. 28). По-
этому при проверке погрешностей можно их в некоторых
пределах регулировать, изменяя cos tp2 подгонкой актив-
ного сопротивления вторичной цепи, например включая
в нее разное количество жил кабеля.
87
Во время работы трансформаторов тока за ними, так
же как и за другим оборудованием, ведется периодиче-
ское наблюдение. При этом контролируется перегрузка
первичной цепи и нагрев контактных соединений, чисто
та и уровень масла (с доливкой при необходимости)
в маслонаполненных трансформаторах, чистота поверх-
ности основной изоляции, отсутствие разрядов и искре-
ния на поверхности изоляторов. Значительное потемне
ние масла с потерей его прозрачности свидетельствует
о наличии внутренних разрядов, постепенно разрушаю-
щих изоляцию.
При выявлении существенных дефектов, например
сильного загрязнения изоляции, течи масла, трещин на
изоляторах, перегрева контактов и т. п., трансформатор
тока должен быть выведен из работы для их устранения.
При капитальных ремонтах основного оборудования,
но не реже чем 1 раз в 3— 4 года, должна проводиться
полная проверка трансформаторов тока, включенных
в цепи этого оборудования. При полной проверке произ-
водится тщательный осмотр трансформатора тока и его
цепей с чисткой изоляции и проверкой контактных со-
единений. Проверяется изоляция вторичных цепей, при-
чем проверку повышенным напряжением допускается
производить мегомметром на 2,5 кв. Проверяются вольт-
амперные характеристики. Кроме того, в случаях раз-
борки вторичных цепей при ревизии производится про-
верка правильности соединений осмотром и прозвонкой,
а затем рабочим током или током от постороннего источ-
ника в полной схеме.
При капитальных ремонтах производится также про-
верка изоляции первичной цепи повышенным напряже-
нием, равным 0,75 испытательного (табл. 21). При но-
минальном напряжении ПО кв и выше эта проверка мо-
жет не производиться.
Проверка тангенса угла потерь и отбор проб масла
для проверки его электрической прочности и химическо-
го анализа производятся с периодичностью, устанавли-
ваемой на основе Правил технической эксплуатации, и,
по возможности, совмещаются с капитальным ремонтом
и текущими ревизиями.
В случаях замены или ремонта трансформаторов то-
ка они проверяются в полном объеме, как при новом
включении.
88
При изменении вторичной нагрузки трансформаторов
пока (например, замена или приключение новых прибо-
ров и реле) должна проверяться расчетом точность их
.работы. Такие расчеты должны также выполняться для
трансформаторов тока, используемых в схемах релейной
защиты, при увеличении токов короткого замыкания
вследствие роста системы или изменения схемы сети.
8. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Проверка вольт-амперных характеристик. Вольт-
амперная характеристика представляет собой зависи-
мость напряжения U2, подаваемого на вторичную об-
мотку, от тока намагничивания Го. Она отличается от
характеристики намагничивания за счет падения напря-
'жения в сопротивлении z2 (см. рис. 3), от тока Го и идет
выше, так как U2 подается на зажимы вторичной обмот-
ки и при снятии характеристики больше, чем Е2.
Вольт-амперные характеристики являются основны-
ми для оценки исправности обмоток трансформатора
тока. Наиболее вероятные витковые замыкания не выяв-
ляются другими простыми способами и сравнительно
легко обнаруживаются по изменению вольт-амперной
характеристики (рис. 29).
Рис. 29. Изменения вольт-амперных характеристик при витко-
вых замыканиях.
а — встроенный трансформатор тока ТНМ110 600/5; 1 — исправный транс-
форматор; 2 — замкнуты два витка; б — шинный грасформатор тока
ТШВ20, 10 000/5; I — исправный трансформатор тока; 2 — замкнут один
виток; 3 — замкнуты пять витков.
7 В. Н- Вавнв	89

Рис. 30. Вольт-амперные характеристики одного
и того же трансформатора тока, снятые разными
способами, и соответствующие им формы кривых
тока намагничивания и напряжения U2.
б)
а — характеристики; 1 — снятая при синусоидальном токе
намагничивания I® ; 2 — снятая прн синусоидальном
напряжении U2; б — кривые тока н напряжения при
применении реостатной схемы; в — кривые тока намаг-
ничивания и напряжения прн регулировании напряжения
а втотр а нсфор м атором.
Следует иметь в виду, что витковые замыкания пред-
ставляют большую опасность для трансформаторов то-
ка, поскольку через короткозамкнутые витки (или ви-
ток) протекает большой ток, вызывающий значительный
местный нагрев обмотки, который может привести к пе-
регоранию провода и обрыву вторичной цепи.
Вольт-амперные характеристики получаются различ-
ными в зависимости от применяемых схем регулирова-
ния тока и типов измерительных приборов. На рис. 30, а
показаны две вольт-амперные характеристики, получен-
ные для одного и того же трансформатора тока разными
способами: нижняя снята при регулировании напряже-
ния автотрансформатором типа ЛАТР (рис. 31,6), а
верхняя — при регулировании тока реостатом (рис. 31, а);
приборы в обоих случаях были электродинамические, из-
меряющие действующие (эффективные) значения тока
и напряжения. Значительное расхождение характеристик
объясняется разной формой кривой тока и напряжения
при их снятии. При регулировании напряжения ав-
тотрансформатором оно сохраняло синусоидальную фор-
му (как в питающей сети), и при насыщении сердеч-
90
намагничивания, поскольку
синусоидально. При этом,
Рис. 31. Схемы проверки вольт-
амперных характеристик.
а — с реостатом; б — с автотранс-
форматором; в—с двумя автотранс-
форматорами.
ника искажалась форма кривой тока намагничивания
(оис. 30,в). Возникновение такой кривой тока было ра-
нее объяснено ее построением на рис. 6. При регулиро-
вании тока реостатом, сопротивление которого значи-
гсльно больше сопротивления z'o, сохранялась синусои-
щльная форма кривой тока
напряжение питающей сети
когда наступало насыще-
ние сердечника из-за не-
линейности вольт-ампер-
ной характеристики иска-
Ькалась форма кривой на-
шряжения (рис. 30,6).
Рабочей характери-
стикой трансформатора
ггока при погрешности ни-
же	10 %-ной	является
нижняя, полученная при
синусоидальном напря-
жении. Поэтому следует
отдавать предпочтение
схемесЛАТР (рис. 31,6).
Однако при этом далеко
не всегда удается обеспе-
чить синусоидальное на-
пряжение вследствие
искажения его формы из-
за падения напряжения
в подводящих питание
проводах от несинусоидального тока намагничивания.
Чтобы это падение напряжения не сказывалось, нужно
подавать питание проводами очень большого сечения.
Из-за искажений формы кривой напряжения снятые
в разное время характеристики значительно отличаются
одна от другой и их изменение не характеризует состоя-
ния трансформатора тока.
Стабильность снимаемых вольт-амперных характери-
стик достигается при применении способа их проверки,
предложенного инж. В. 3. Никитским. Этот способ за-
Гключается в применении выпрямительного вольтметра
[для измерения напряжения и амплитудного амперметра
[для измерения тока намагничивания. Выпрямительный
I вольтметр представляет собой магнитоэлектрический
7*
91
2ср
Рис, 32. Среднее зна-
чение напряжения
прибор, включенный через выпрямитель. Он измеряет
среднее значение напряжения (У2ср , которое можно пред,
ставить как высоту прямоугольника с основанием, рав-
ным времени за полупериод, и имеющего площадь, рав-
ную площади ограниченной кривой
напряжения за тот же полупериод
(рис. 32).
Из теории электротехники изве-
стно, что среднее значение э. д. с.,
наведенной магнитным потоком, не-
зависимо от формы кривой всегда
пропорционально максимальному
значению (амплитуде) этого маг-
нитного потока. Этому же макси-
мальному значению потока соответ-
ствует и амплитуда создающего его
тока намагничивания. Поэтому измеряемые по рассмат-
риваемому способу среднее значение напряжения и
амплитудное значение / характеризуют магнитное со-
стояние сердечника в момент максимального значения
магнитного потока. Снятые этим способом вольт-ампер-
ные характеристики при любой схеме регулирования то-
ка всегда точно совпадают.
Выпрямительный вольтметр и амплитудный ампер-
метр градуируются при синусоидальной форме кривой
напряжения и тока и на их шкалах наносятся действую-
щие значения измеряемых величин. Поэтому при неси-
нусоидальных напряжении и токе каждый из них пока-
зывает величину, соответствующую как бы эквивалент-
ной синусоиде с такими же средним значением напряже-
ния и максимальным значением тока.
Вольт-амперная характеристика, снятая такими при-
борами, идет несколько ниже рабочей характеристики
(кривая 2 на рис. 30,а), так как действующее значение
тока эквивалентной синусоиды, отсчитанное по ампли-
тудному амперметру, несколько больше действующего
значения несинусоидального тока / '0 (рис. 30,в), соот-
ветствующего рабочей вольт-амперной характеристике
Однако для оценки исправности трансформатора тока
это не имеет значения.
Рекомендуемый метод дает существенные преиму-
щества, когда отличие характеристики поврежденного
92
трансформатора от исправного не очень значительно, что
(возможно при замыкании одного витка многовиткового
(рансформатора тока (рис. 29,6).
Применение этого метода может оказаться затруд-
нительным из-за отсутствия нужных приборов. Дело
в том, что болыпин-
|тво выпрямительных
вольтметров не пригод-
1о для измерения сред-
него значения напря-
жения из-за использо-
вания в них нелиней-
ной части характери-
стики выпрямителей, а
1мплитудные ампер-
метры промышленно-
стью не выпускаются.
На рис. 33 приведе-
1Ы схемы приборов,
изготовленных ЦЛЭМ
Мосэнерго для снятия
вольт-амперных харак-
теристик. В обоих при-
борах применены маг-
нитоэлектрические мик-
роамперметры типа
М24, в вольтметре — на
ЮОв 250в 500в 2000в
6)	А
Рис. 33. Схема приборов для провер-
ки вольт-амперных характеристик.
а — выпрямительный вольтметр; б—ампли-
тудный амперметр,
100 мка, а в амперметре—на
300 мка.
В вольтметре выпрямительный мост собран из диодов
Д2Е; сопротивление Ri—типа МЛТ-0,5 на 30 ком; доба-
вочные сопротивления : Д2— типа МЛТ-1 на 820 ком,
R3— типа МЛТ-1 на 1,2 Мом, R,,— типа МЛТ-0,5 на
2,1 Мом и Rs — типа МЛТ-0,5 на 12,5 Мому. Регулиро-
вочные сопротивления Re, R?, Rs и Rg подбираются при
подгонке шкалы.
В амперметре однополупериодное выпрямление осу-
ществляется на. диоде Д7Ж; сопортивление Ri— типа
МЛТ-1, 20 ком+6,2 ком; сглаживающий конденсатор
С — типа МГБП-1, 30 мкф, 160 в; сопротивление /?2, сни-
жающее потребление прибора, —типа ПЭВ, 5 ом1; сер-
дечник автотрансформатора АТ набран из уширенной
1 Величины всех сопротивлений — приближенные.
93
стали Ш-16, пакет 30 мм, обмотка AT = 45 проводом
ПЭЛ диаметром 0,78 мм, ьу2= 135 проводом ПЭЛ 0,78,
к>з=270 проводом ПЭЛ 0,51.
При использовании таких приборов проверка вольт-
амперных характеристик может выполняться по любой
из схем, приведенных на рис. 31, а или б. При снятии ха-
рактеристики желательно охватить хотя бы частично
область насыщения, для чего в ряде случаев необходимо
повышать напряжение, подаваемое на вторичную об-
мотку трансформатора тока (см. характеристику на
рис. 29,6). В большинстве случаев оказывается достаточ-
ным регулировать напряжение до 500 в, что обеспечивает
ся при применении схемы, приведенной на рис. 31, в, с дву
мя автотрансформаторами типа ЛАТР-2, получающими
питание от сети 220 в. Для некоторых типов трансформа-
торов тока приходится применять дополнительное повы
шение напряжения до 2—3 кв с помощью повысительного
трансформатора, выдерживающего кратковременно ток
2—3 а.
У каскадных трансформаторов тока (ТФНК-400,
ТФНК-500) при новом включении снимаются вольт-ам
первые характеристики отдельно для верхней ступени и
каждого сердечника нижней ступени. При полных про
верках достаточно снимать вольт-амперные характери-
стики только для сердечников нижней ступени, при этом
неисправность верхней ступени обнаруживается.
По вольт-амперным характеристикам, кроме исправ
ности трансформаторов тока, можно также оценивать их
соответствие 10%-ной кратности, указанной на щитке
с техническими данными. Такую оценку можно сделать
на основании сопоставления характеристики намагни-
чивания, построенной по снятой вольт-амперной характе-
ристике, с типовой. Типовые характеристики намагничи-
вания для некоторых распространенных типов транс-
форматоров тока приведены в [Л. 4]. Построение
характеристики намагничивания можно выполнить, вы-
читая в нескольких точках из U2 на вольт-амперной ха-
рактеристике падение напряжения l'Gz2.
Если типовая характеристика намагничивания пойдет
выше полученной из вольт-амперной, то, учитывая, что
ГОСТ на трансформаторы тока допускает снижение дей-
ствительной 10%-пой кратности против установленной на
20%, типовую характеристику нужно понизить на 20%

Это понижение следует выполнить, как указано на
рис. 34, уменьшая в нескольких точках на 20% и Го.
кЕсли эта пониженная характеристика тоже окажется
[выше построенной по вольт-амперной характеристике, то
[действительная 10% -ная кратность трансформатора тока
ниже паспортной.
Если действительная характеристика намагничивания
Рис. 34. Понижение на 20% типо-
вой характеристики намагничива-
ния.
совпадает с типовой (ил
•выше, то фактическая
10%-ная кратность со-
ответствует паспорт-
ной.
Сравнение с типо-
вой характеристикой
производят для транс-
форматора тока, имею-
щего самую низкую
действительную харак-
теристику из всех вхо-
дящих в комплект, пи-
тающий устройство за-
щиты. В большинстве
случаев действитель-
ная характеристика
оказывается не ниже
типовой непониженной
характеристики. При
этом расчетную проверку трансформаторов тока на 10% -
ную погрешность следует выполнять без применения по-
нижающего на 20% коэффициента, т. е. считать d=l.
Проверка правильности соединений трансформато-
ров тока и их вторичных цепей. Наиболее распростра-
нен способ проверки правильности собранной схемы вто-
ричных цепей простых максимальных защит отходящих
линий 6—10 кв током от нагрузочного трансформатора.
При его применении рекомендуется пропускать ток от
нагрузочного трансформатора через первичные обмотки
трансформаторов тока, установленных на проверяемом
присоединении таким образом, чтобы все провода вто-
ричной цепи обтекались током. На рис. 35 приведены
схемы проверки по этому принципу и показано токорас-
пределение во вторичных цепях, соответствующее пра-
вильно собранной схеме. Отличие действительного токо-
95
Рис. 35. Схемы проверки правильности сбор-
ки вторичных цепей током от нагрузочного
трансформатора.
а — при соединении трансформаторов тока в звез-
ду; б — при соединении трансформаторов тока
в неполную звезду; в — при включении трансфор-
маторов тока на разность токов; / — вольтам пер -
фазоннднкатор ВАФ-85.
распределения от показанного на рис. 35 указывает на
неисправность или ошибку в схеме вторичных цепей. Так,
в схеме звезды (рис. 35, а) при ошибочном перекрещи-
вании выводов вторичной обмотки одного из трансфор-
маторов тока в пулевом проводе вместо утроенного тока
96
пойдет ток фазы; при обрыве одной из фаз ток в этой
фазе будет равен нулю, а в нулевом проводе будет ра-
вен двойному фазному току; при закорачивании обмот-
ки одного из трансформаторов тока ток в этой фазе и ну-
левом проводе будет равен фазному. В схеме неполной
звезды (рис. 35, б) при перекрещивании выводов вто-
ричной обмотки одного трансформатора тока в обратном
проводе ток будет равен нулю (вместо двойного фазно-
го); при закорачивании одного из трансформаторов тока
ток в его цепи и в обратном проводе будет вместо двой-
ного равен половине фазного; при обрыве одной из фаз
ток в этой фазе будет равен нулю, а в обратном прово-
де— фазному. При перекрещивании выводов от одного
из трансформаторов тока, включенных на разность токов
(рис. 35,в), равен нулю ток в реле и т. д.
При этой проверке должны измеряться токи во всех
проводах вторичной цепи. Это измерение рекомендуется
выполнять поочередно и без разрыва цепей, для чего
следует пользоваться вольтамперфазоиндикатором типа
ВАФ-85 с токоизмерительными клещами, представляю-
щими собой трансформатор тока с разъемным сердечни-
ком, заделанным в клещи и охватывающим провод во
время измерений. Чувствительность этого прибора
позволяет вести проверку при малых вторичных токах
(порядка 0,2—0,5 а), что может быть обеспечено при
применении относительно маломощного нагрузочного
трансформатора. При отсутствии ВАФ-85 измерение вы-
полняется амперметрами, врезаемыми во вторичные це-
пи. При этом для проверки трансформаторов тока, вклю-
ченных в звезду, потребуется четыре амперметра, вклю-
ченных в неполную звезду или на разность токов, — три
амперметра.
Поскольку при этой проверке измеряется и первич-
ный ток (с помощью амперметра, включенного через пе-
реносный трансформатор тока), по результатам измере-
ний можно проверить коэффициент трансформации,
равный пл —
Правильность сборки вторичных цепей, как простых
токовых, так и сложных защит, установленных на пане-
лях защиты, где обеспечен удобный доступ к токовым
цепям и имеются разъемные испытательные зажимы
(например, защиты трансформаторов, защиты линий
97
35 кв и выше и т. д.), более рационально проверять ра-
бочим током присоединения, включенного под нагрузку.
Однако в ряде случаев при новом включении трансфор-
маторов и автотрансформаторов нагрузка отсутствует
или настолько мала, что рабочий ток оказывается
недостаточным для проверки (вторичный ток менее
0.1 /аном )• В этих случаях, если схема в целом не может
быть проверена с помощью нагрузочного трансформато-
ра (например, при наличии дифференциальной защиты
или при питании защиты от трансформаторов тока,
встроенных в силовой трансформатор или автотрансфор-
матор), вместо тока нагрузки подается трехфазный ток
от постороннего источника питания пониженного напря-
жения по сравнению с t/HQM обмотки трансформатора
(обычно 380 в и иногда 6 или 10 кв). При этом за транс-
форматором (Пне зоны дифференциальной защиты)
устанавливается трехфазная закоротка. При выполне-
нии такой проверки ток должен составлять (0,2 -г- 1) /ном
трансформатора (автотрансформатора), что обеспечива-
ется, если напряжение постороннего источника питания
будет в пределах 0,2—1 от напряжения короткого замы-
кания трансформатора UK, которое можно подсчитать
по формуле
(J _ ик% у
к 100 ном.
где ик — напряжение короткого замыкания в про-
центах между теми обмотками, по кото-
рым проходит ток;
£7НОЫ —- номинальное напряжение той обмотки, на
которую подается напряжение от посто-
роннего источника питания.
При питании от трехфазного постороннего источника
проверка производится так же, как при ее выполнении
рабочим током.
Проверка рабочим током вторичных цепей трансфор-
маторов тока максимальной защиты заключается в из-
мерении токов в каждой фазе и нулевом проводе (при
его наличии). Об исправности цепей и правильности их
схемы судят по измеренным величинам. При правильной
сборке вторичных цепей токи в фазах должны быть рав-
ны между собой, в нулевом проводе может протекать
98
только ток небаланса, обусловленный погрешностями
трансформаторов тока. Для того чтобы проверить це-
лость нулевого провода, необходимо убедиться в нали-
чии этого тока небаланса, т. е. нужно его измерить
Иногда он бывает настолько незначителен, что стрелкг
прибора не отклоняется. В таких случаях приходится toi
в нулевом проводе создавать искусственным путем. Наи
Рис. 36. Схемы проверки правильности
сборки вторичных цепей рабочим током
нагрузки.
а — проверка целости нулевого провода;
б — измерение линейных токов при соедине-
нии трансформаторов тока в треугольник.
более эффективным способом создания тока в нуле яв-
ляется временное повышение нагрузки трансформатора
тока одной из фаз, вызывающее за счет увеличения его
погрешностей несимметрию вторичных токов и появле-
ние тока в нулевом проводе. Для этого в одну из фаз
включается реостат (см. схему рис. 36, а) и его сопро-
тивление постепенно увеличивается от нуля до тех пор,
пока не появится ток небаланса.
При /2НОМ =5а реостат должен быть на 5—10 ом-
а при /гном =1 ° — на 25—50 ом. Ток небаланса следует
измерять миллиамперметром на 100—200 ма.
99
’ис. 37. Схема про-
ерки полярностей
>бмоток трансфор-
матора тока.
При соединении трансформаторов тока в треугольник
схема рис. 36,6) достаточно убедиться в симметрии
оков.
Проверка токовых цепей сложных защит, требующих
шециальных испытаний с имитацией аварийных режи-
мов, выполняется более подробно с дополнительным
снятием векторных диаграмм и проверкой их соответст-
вия действительному режиму работы.
Работы во вторичных токовых це-
пях ввиду опасности для жизни рабо-
тающего, возникающей при их размы-
кании, должны производиться специ-
ально обученным и допущенным персо-
налом. При включении и отключении
приборов в работающих токовых цепях
следует пользоваться инструментом с
изолированными ручками.
Проверка полярности обмоток. Эта
проверка выполняется по схеме, при-
веденной на рис. 37. При присоедине-
нии однополярных выводов первичной
и вторичной обмоток (Л1 и или Л2 и И2) к плюсу ба-
тареи и к плюсу гальванометра в момент замыкания
цепи стрелка гальванометра должна давать положитель-
ioe отклонение, а в момент размыкания — отрицательное.
Во избежание ошибки из-за отброса стрелки от упо-
ра рекомендуется применять гальванометр с нулем по-
средине шкалы. С той же целью в схеме предусмотрен
реостат, ограничивающий ток от батареи. Проверку не
следует вести кратковременными замыканиями цепей.
После замыкания следует подождать успокоения стрел-
ки на нуле и только после этого отключать рубильник.
При проверке трансформатора с неизвестной марки-
ровкой выводов об их однополярности судят по поведе-
нию гальванометра. Если он при замыкании цепи давал
отрицательное отклонение, то выводы вторичной (или
первичной) обмотки в схеме меняют местами, чтобы по-
лучить положительное отклонение.
При проверке встроенных трансформаторов тока за
начало вторичной обмотки считается вывод с обозначе-
нием Д. Однополярный с ним конец провода, продетого
через окно сердечника для проверки, будет Л\, и на сер-
дечнике с той стороны, где он выходит, следует сделать
100
надпись «верх». Мри отсутствии маркировки ответвле-
ний нужно сначала ее восстановить, а затем проверить
полярности выводов.
Проверка коэффициента трансформации. Для этой
проверки применяется схема с нагрузочным трддсфор-
матором (рис. 38, а).
б)
Рис. 38. Схемы проверки коэффициента
трансформации встроенного трансформато-
ра тока и определения его ответвлений.
а - проверка /гт; б — определение ответвлений.
Проверка п требуется для трансформаторов тока
с переключающимся числом витков первичной или вто
ричной обмоток. Эту проверку рекомендуется совмещать
с проверкой правильности сборки схемы вторичных це-
пей. Если проверка производится рабочим током, то пер-
вичный ток определяется по приборам, приключенным
к другим трансформаторам тока, находящимся в той же
электрической цепи.
Перед проверкой пт встроенного трансформатора то-
ка с отсутствующими обозначениями ответвлений необ-
ходимо восстановить их маркировку. Наиболее распро-
страненный способ проверки маркировки ответвлений —
это измерение распределения между ними напряжения.
Напряжение подается от лабораторного автотрансфор-
матора (ЛАТР) на два любых вывода (рис. 38,6) и
вольтметром определяются выводы, между которыми
10’
оно будет наибольшим. Зто будут крайние выводы (на-
пример, А и Д). Далее проверкой полярностей, ориенти-
руясь на надписи «верх» и «низ», определяют, который
из этих выводов А Затем на выводы А и Д снова пода-
ется напряжение от автотрансформатора и, замеряя
вольтметром напряжение между выводом А и ответвле-
ниями, определяют их расположение по обмотке, а сле-
довательно, и их маркировку.
ПРИЛОЖЕНИЕ
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ВЫБОРА ТРАНСФОРМАТОРОВ
ТОКА, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СХЕМАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
Проверка по 10 %-ной кратности, указанной на щитке трансфор-
маторов тока. Установленной для данного трансформатора тока
10%-ной кратности тт соответствует определенная точка на харак-
теристике намагничивания (например, точка N на рис. 9). При ра-
боте с установленной кратностью тТ э. д. с. вторичной обмотки
равна:
/?2Т “ Дт (г2 “К гт) >
где z2 — сопротивление вторичной обмотки;
zT — сопротивление вторичной нагрузки, соответствующее уста-
новленной кратности тг;
/2Т—вторичный ток, соответствующий кратности тТ, равный
/гт = ^т^2ном-
Величину Егт следует считать предельно допустимой и превы-
шать ее при работе с 10%-ной погрешностью не следует во избе-
жание перехода в область полного насыщения. Поэтому действитель-
ной кратности т, большей кратности щт, должна соответствовать
та же величина э. д. с. Еат, т. е.
Ex? = 1% (?а "Ф zH);
нз полученных уравнений
hr + zT) = 12 (z2 -* zH).
Разделив обе части этого выражения на /гном, получим:
щт (г2 -ф- ?т) = т (г2 + zH).
Отсюда нетрудно получить выражения (12) и (18).
102
Следует отметить, что выражение (12) непригодно для опреде
ления допустимой нагрузки гк, если действительная кратность т
меньше кратности тТ, так как в этом случае ток намагничивания,
соответствующий э. д. с. Е2т, может оказаться больше 0,1 Zj, т. е.
действительная погрешность может превысить 10%-ную
Проверка обеспечения надежной работы токовых реле при боль-
ших погрешностях трансформаторов тока. Определение кратности
тока в реле (шр). Ввиду сложности расчетного определения дейст-
вительной величины вторичного тока, соответствующей току /1расч,
за исходное принимается условие работы трансформатора тока с пре-
дельно допустимой токовой погрешностью, при которой еще обес-
печивается надежная работа реле (35% для реле ЭТ-520. и 40%
для реле РТ-40). Соответственно получаем для реле ЭТ-520 Д=
=0,65 /1расч и для реле РТ-40 /2=0,6/1расч- Эти величины и фигури-
руют в выражениях (13) н (14). Если действительная величина крат-
ности тока в реле окажется больше подсчитанной по формуле (13)
или (14), то надежная работа реле будет обеспечена, поскольку
в этом случае токовая погрешность трансформатора тока будет
меньше допустимой. При меньшей действительной величине кратно-
сти тока в реле по сравнению с подсчитанной (за счет работы транс-
форматора тока с токовой погрешностью, превышающей допусти-
мую) выражения (13) и (14) создают некоторый расчетный запас.
Определение допустимой кратности, соответствующей предельно
допустимой токовой погрешности трансформатора тока, обеспечиваю-
щей надежную работу реле. За исходный принимается режим работы
трансформатора тока с действительной вторичной нагрузкой при вы-
бранном виде короткого замыкания и с предельной допустимой э.д.с.
Е2т , соответствующей указанной на щитке 10%-ной кратности.
При этом
ЕВт = Z2,1O% ( г2 + гн) >
где /2,10%—вторичный ток при кратности т10%, подсчитанной по
выражению (18).
Отмечаем, что кратность п»ю% может соответствовать погреш-
ности, превышающей 10%-ную в случае, если гн>гт. Однако в дан-
ном случае это не играет роли, поскольку требуется лишь определить
ток /21 при э. д. с., равной Ё2Т-
При большой токовой погрешности трансформатор тока будет
работать в области полного насыщения. При этом э. д. с. вторичной
обмотки несколько увеличится по сравнению с величиной E2t  Одна-
ко если Еат соответствует началу насыщения (см. точку N на
рис. 9), то это увеличение будет незначительным.
На основании анализа ряда расчетов, выполнявшихся для транс-
форматоров тока разных типов, оно принимается равным 5%.
Для случая работы трансформатора тока с предельно допусти-
мой погрешностью, которой соответствует вторичный ток Дд , э. д. с.
будет равна:
1 ,05Е2т = /ад (га zH)»
где гн — то же сопротивление нагрузки, что и в первом уравнении
(при токе /2> 10%).
103
Разделив второе уравнение на первое, получим:
7^- == 1,05,
'2,10%
При работе трансформатора тока с э. д. с., равной Егт , вторич-
ный ток /21 ю%~Л. 10% •
При работе трансформатора тока с предельно допустимой токо-
вой погрешностью вторичный ток составит:
при реле ЭТ-520 72д = 0,6571д,
при реле РТ-40 /2д = 0,6/1д.
Подставляя эти величины в третье уравнение, полученное из двух
первых, соответственно можно записать:
,	1,05	,
для реле ЭТ-520 /1д = Q Zlil0%,
1,05	,
для реле РТ-40 /1д=-^- /liWo/o.
Подсчитав коэффициенты и разделив правую и легую части
обоих выражений на /гном . получим формулу (16) и (17).
ЛИТЕРАТУРА
1.	Бачурин Н. И., Трансформаторы тока, изд-во «Энергия»,
1964.
2.	Барзилович В. М, Высоковольтные трансформаторы то-
ка, Госэнергоиздат, 1962.
3.	Федосеев А. М., Основы релейной защиты, Госэнергоиз- 
дат, 1961.
4.	Справочник по релейной защите, под общ. ред. М. А. Беркови-
ча, Госэнергоиздат, 1963.
5.	К а э-а н с к и й В. Е., Трансформаторы тока в схемах релей-
ных защит, Госэнергоиздат, 1958.
6.	Н и к и т с к и й В. 3., Новый способ снятия вольт-амперных
характеристик трансформаторов тока, «Электрические станции»,
'96 № 10.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
1.	Основные сведения о трансформаторах тока............ 3
2.	Требования к точности работы трансформаторов тока ...	14
3.	Основные конструктивные особенности трансформаторов
тока .................................................. 21
4.	Классификация трансформаторов тока................. 29
5.	Примеры конструкций и технические данные некоторых
распространенных	типов	трансформаторов	тока......... 32
6.	Выбор трансформаторов	тока..................... 37
7.	Монтаж и эксплуатация трансформаторов тока и их вто-
ричных цепей........................................... 81
8.	Основные методы	проверки трансформаторов	тока ....	89
9.	Приложение ..................................... ICfc?
Литература ........................................ 104
9 коп.
им на
ttifPir fit^ет.пи»ос1м1