Процессы в трансформаторе тока , Не понятен один момент

Может быть Вам вот эта "выжимка" поможет?
"Трансформаторы тока (ТТ) предназначены для преобразования тока первичной сети во вторичный, имеющий стандартный уровень 1 или 5 А, используемый в качестве сигнала в системах измерения, учета и релейной защиты.
Первичная обмотка включается в контролируемую сеть последовательно, поэтому она должна иметь малое сопротивление, чтобы падение напряжения на ней практически отсутствовало. Вторичная обмотка замыкается на измерительные или другие приборы с малым сопротивлением, поэтому режим работы ТТ считается близким к режиму короткого замыкания.
В обиходе ТТ не характеризуют только величиной I1 или I2, их принято характеризовать коэффициентом трансформации:
kтт – имеет стандартные значения, например 100/5, 200/5, 300/5, 600/5 и т. д.
Класс точности ТТ говорит о допустимой погрешности по току в процентах при номинальной вторичной нагрузке. Стандартный ряд классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10.
После цифровых значений класса точности можно встретить литеры: Р и S.
Р - это русская буква, обозначающая, что данный ТТ или обмотка ТТ используется в устройствах релейной защиты. Как правило, это трансформаторы с классом точности 5Р и 10Р. Буква S указывает, что ТТ имеет расширенный диапазон измерений по первичному току от 1% до 120%, тогда как трансформаторы не промаркированные S, работают с заданной погрешностью в диапазоне нагрузок 5%-120%.
ТТ с классом точности 0,2S и 0,5S используют в схемах коммерческого учета, если маркировка класса точности включает только цифровые значения, такие приборы используют для измерений."

Спасибо за ответ, на формулах стало более понятно, на птичках окончательно. Нет разницы потенциалов, в первичной обмотке возникают доли вольтов. Да, вы правы, я не часто сталкиваюсь с ТТ, которые вы описали. Сталкиваюсь с ТТ более высоких напряжений (35 кВ и выше), которые залиты трансформаторным маслом и имеют фарфоровый корпус. Если Вам представится случай их разобрать, то увидете (а может и видели), что там есть 2 бублика из первичной и вторичной обмотки. Первичная включается в рассечку провода, вторичная с выводами закреплена на металлическом основании. Сами обмотки дербанить не приходилось. Они тщательно в изоляционную бумагу завернуты, что и сбило с толку. Не было наглядности. Ошибочно принял конструкцию высоковольтного ТТ за однофазный трансформатор) Теперь все стало на свои места. Верхний бублик - просто многожильная шина без магнитопровода, на которой возникают доли вольта. Немного стыдно, но это мои проблемы)))))Всем большое спасибо за ответы, всем добра, а также поздравляю всех с Днем Энергетика и желаю здоровья, безаварийной работы, смелости искать ответы на любые вопросы, пусть даже если будет за них неудобно. Лучше стыдно знать, чем гордо заблуждаться)))))С Праздником, ура!!


Спасибо за подсказку, предыдущий ответ прояснил ситуацию. Я заблуждался. С Днем энергетика Вас!!


Спасибо за ответ!!!Заблуждался, исправился. С Праздником Вас!!!

Думаю, мы не зря тут все прояснили. Уверен, данный вопрос будет интересен кому-нибудь еще)

Кстати, о птичках, которые не любят садиться провода среднего и высокого напряжения.
ТТ может работать, и как повышающий. Если во вторичную (измерительную) обмотку подать некий ток, на первичной получим ток, в К раз больший. У меня в учебном стенде по работе со счетчиками для создания тока 5А в токовой обмотке счетчика требуется нагрузка от 100W ЛН.
Для ТТ мощность=I*I*R, то есть чем больше сопротивление нагрузки, тем больше мощность. Короче, напряжение не определяющая величина. Трансформатор шиворот навыворот, где ток и напряжение поменялись местами.

Он и есть повышающий по сути.
А тема хорошая, помогла расставить некоторые вещи по своим местам.

Старая тема, но понятных ответов не так много нашёл. Всё правильно говорит автор, ТТ это повышающий трасформатор. Объясняется это очено просто - первичная обмотка один виток (кабель), а вторичная много витков (сам ТТ). Причина того что обчно напряжение будет очень маленьким, это потому что ТТ замкнуты накоротко (очень маленькое сопротивление реле). Открытый (не подключеный) ТТ выдаст очень большое напряжение.

Вот и всё.

Сообщение отредактировал Olegich71 - 23.1.2019, 23:44

ТТ может повышать ТОК, как я писал выше.

Не все. Этого условия мало, для возникновения большого напряжения. При обычных условиях оно не такое большое.

здесь есть результаты моих опытов с ТТ-10 кВ, и теоретические обсуждения процесса
http://rzia.ru/topic9852-napryazhenie-na-z...ykh-tsepei.html

Конечно может. И применяется повышающий ТТ, как известно, в сварочных аппаратах. Которые мастера-умельцы наматывают на кольцах ТТ, "выдранных" из старых выключателей С-35, а лучше из МКП-110.


Чтобы напряжение на разомкнутой вторичной обмотке ТТ стало "неприлично" большим, необходимо, чтобы магнитопровод ТТ вошел в режим нвсыщения. Находится магнитопровод на линейном участке вольт-амперной характеристики (ВАХ), или уже на нелинейном (т.е. в области насыщения), зависит от величины тока намагничивания. А при разомкнутой вторичке весь первичный ток является током намагничивания.
...
Тут я пропущу (лениво рисовать) пару рисунков ВАХ, и формы напряжения на вторичной разомкнутой обмотке при величине тока намагничивания (т.е.тока нагрузки присоединения), соответствющем линейному и нелинейному участку ВАХ
...
Вобщем, пока ток нагрузки мал, напряжение растет небыстро, и прямо пропорционально крутизне линейного участка ВАХ. Форма напряжения - синусоида.
Как только ток нагрузки присоединения (равен току намагничивания ТТ, мы же договорились ) достиг величины "точки перегиба" на ВАХ, то напряжение становится несинусоидальным, появляется выраженная вторая гармоника (чем больше ток, тем глубже насыщение, тем больше содержание второй "гармошки"). В форме напряжения появляются высокие "пички", величина напряжения в этих пичках может достигнуть величины нескольких кВ, и даже десятков кВ!
Это напряжение будет выше, чем больше Ктт, чем больше крутизна ВАХ (чем круче ВАХ, тем "качественней" ТТ т.е. тем точнее соблюдается коэффициент трансформации ТТ), чем больше мощность ТТ ("толще железо").
Т.е. чем ТТ мощнее, и больше Ктт, тем выше будет опасное напряжение на разомкнутой вторичке! Чем круче ВАХ, а следовательно выше класс точности и допустимая мощность обмотки, тем при меньшем токе нагрузки ТТ войдет в режим насыщения.
Поэтому ТТ на напряжения 0,4 кВ, 6...10 кВ могут годами стоять раскороченные, а с ТТ выше 35 кВ лучше не экспериментировать (на хороших, современных ТТ достаточно 20...30 % тока нагрузки, чтобы начали "шкварчать" а потом и выгорать раскороченные клеммники в шкафах ТТ).

Почитал бегло диалог, пришел к выводу, что большинство специалистом не понимают природу появления высокого напряжения на раскороченной обмотке ТТ. Сам таким был. Но не так давно, в этой ветке, был жаркий спор по этому поводу который помог мне прояснить некоторые моменты.



Ну да. с высоковольтными ТТ не имел дела. Но тот который мучил, уходил в насыщение при 2% от номинального тока


Да чем толще железо и больше Ктт тем выше будет напряжение на вторичной обмотке. Но в большей степени, играет напряжение сети, хотя я этому не придавал значения, так как считал, что первичная обмотка ТТ это шина с очень маленьким сопротивлением и весь процесс зависит только от проходящего тока. Но как выяснилось это совсем не так. Поэтому не возможно получить высокого напряжения, на выходе ТТ, на испытательном стенде, используя низковольтный нагрузочный трансформатор, хоть даже перегрузив ТТ в 100 раз. Я пробовал в 10 раз.

Сообщение отредактировал rosck - 25.1.2019, 10:01

Ну, собственно, ТТ рассчитанные на работу в сети 110 кВ (условно "высоковольтные") от ТТ используемых в сетях более низкого напряжения отличаются только уровнем изоляции между магнитопроводом и первичной обмоткой. Т.е. тор ТТ ТВТ-110 можно одеть на фазу кабеля 6 кВ, и этот ТТ отлично будет работать с записанным в его паспорте Ктт, и классом точности.
А вот наоборот, т.е. ТТ ТШЛ-10 надеть на шину 110 кВ не получится. Т.е. надеть-то наденем, но под напряжением произойдет пробой первичной обмотки на вторичную с выходом из строя ТТ (именно уровень изоляции не позволяет). Использовать ТШЛ-10 на кабелях сшитого полиэтилена 110 кВ тоже не получится. Там токоведущие жилы каждой фазы экранированы, ТШЛ-10 жить будет, а вот показывать ничего не будет.
А применение ТТ 0,66 кВ для КЛ 6 кВ даже обсуждалось где-то здесь на Форуме. Сошлись на том, что технически вполне возможно, хоть и не разрешено нормативными документами.


Да нет же! Напряжение (какой сети? Той, в которой работает ТТ?) по большому счету для любого трансформатора не важно! Важен материал магнитопровода (максимальная индукция - характеристика самого железа), и величина магнитного потока. А магнитный поток зависит от тока, протекающего по первичной обмотке трансформтора. А вот ток, тот, таки да, появляется только если к обмотке приложить напряжение. Так что напряжение вообще не трансформируется, трансформируется ток посредством магнитного потока. Вспомним формулу для ЭДС вторичной обмотки ("трансформированной ЭДС"):

e₂ = 4.44*f*W₂*Ф_м, где
e₂ - ЭДС вторичной обмотки
W₂ - количество витков вторичной обмотки
f - частота сети
Ф_м - амплитудное значение магнитной индукции в магнитопроводе
И где в этой формуле напряжение? Магнитный поток, а следовательно и Ток намагничивание - это наше все !
Да, конечно, для обычного (силового трансформатора) ток намагничивания мы можем "регулировать" величиной поданного напряжения, и полным сопротивление первичной обмотки тр-ра.
Рассмотрим ТТ с разомкнутой вторичкой, как "обычный" тр-р в режиме холостого хода. Первичная обмотка "обычного" трансформатора расчитывается таким образом, чтобы рабочая точка на кривой намагничивания (B=f(H)) была близка к точке перегиба с линейной области на область насыщения. Это понятно, здесь в любом режиме (кроме аварийного повышения первичного напряжения) ток намагничивания не изменится - можно назвать эту точку рабочей точкой трансформатора. А вот в ТТ весь первичный ток является током намагничивания. И рабочая точка "гуляет" от окрестностей нуля индукции (малая нагрузка сети) то глубокого насыщения (короткие замыкания сети).
Вобщем, повторили еще раз в других терминах. Бывает, что помогает разобраться.
И еще. В принципе замерять высокое напряжение на разомкнутой вторичке обычными приборами (скажем, электромагнитной системы, и, тем более обычным цифровым "китайцем") довольно сложно невозможно. Там получаются короткие импульсы большой амплитуды. Лучше всего подключать осциллограф (через делитель, конечно.)
И контрольный вопрос: почему у силового трансформатора предпочтительный режим работы - холостой ход, а у ТТ - к.з.? Хотите поговорим об этом?

Конечно. Только в основном послушать.
Напрашивается аналогия с источниками напряжения и тока.

Согласен отличие в том, что изоляция лучше и сердечник больше.


Мы на правильном пути. В обсуждении появилась формула определения ЭДС, хотя эта формула трансформаторной ЭДС и справедлива для синусоидального тока, а у нас несколько другой случай, тем не менее она поможет разобраться. Сам собирался ее применить, но ВЫ опередили. Теперь разберемся откуда возникает высокое напряжение на вторичной обмотке. Если мы возьмем реальный трансформатор тока, возьмем более мне известный низковольтный ТТ 0,66 кв. Ну скажем 200/5. По справочнику найдем максимальную магнитную индукцию для этого железа. Посчитаем размер окна сердечника и рассчитаем максимально возможный магнитный поток. Поставив все это в формулу вряд ли удастся получить результат превышающий пару десятков вольт. Более чем уверен результат будет где то на уровне 3 - 10 вольт. Тогда откуда может появится высокое напряжение на выходе. А оно может появится всего от двух условий. У меня был опыт именно с таким трансформатором. Его перекрыло при пуске двигателя. Считаю напряжение на выходе вторички было не один десяток кВ. Но в этой формуле есть величина, изменив которую, мы получим высокое напряжение и эта переменная будет зависеть от напряжения. Это не магнитный поток. Магнитный поток имеет свое предельное значение, это значение наступает при насыщении, для данного ТТ это всего 2% от номинального тока. И при дальнейшем увеличении тока он растет совсем незначительно. На увеличение напряжения влияет частота. Но об этом позже к сожалению ограничен временем.

Сообщение отредактировал rosck - 26.1.2019, 4:08

Продолжим.
Величина магнитного потока ограничена насыщением железа и не может повлиять на рост напряжения. Кроме того при дальнейшем увеличении тока магнитный поток находится в максимальном значении большую часть времени за полупериод и в этом месте практически не изменяется. Этим объясняется несинусоидальная форма ЭДС при синусоидальном токе. Изменения происходят только тогда когда ток спадает и меняет свое направление переходя через нулевое значение . В этот момент происходит резкое изменение магнитного потока с максимального значения одного знака до максимального значения противоположного. Чем больше ток тем быстрее происходит это изменение. Чем выше скорость изменения магнитного потока, тем больше будет ЭДС наводимая в обмотках. Величина напряжения на вторичных обмотках будет определять толщина сердечника, его свойства, коэф-ент трансформации и скорость нарастания тока в первичной обмотке ТТ. Последняя величина будет влиять на изменение напряжения наиболее сильно. А вот скорость нарастания тока в первичной обмотки зависит от напряжения которое используется для питания электро приемника подключенного через ТТ.


Осциллограф как раз и помог разобраться. Если пытаться измерять среднее значение напряжения, после точки насыщения, оно изменяется не сильно, у меня оно даже падало с увеличением тока. Если грузить ТТ 066 кВ низковольтным нагрузочным трансом, то родного предела измерения осциллографа в 20 вольт на клетку вполне достаточно для измерения без делителя.

Потому, что потери в трансформаторе ТН растут в квадратичной зависимости от тока в обмотках.
На холостом ходу он почти не нагревается.
В режиме КЗ, токи в обоих обмотках, могут много кратно превышать расчетные. Это вызывает очень быстрый перегрев и повреждение.
Большие токи КЗ вызывают очень большие механические нагрузки на обмотки. Обмотку можно запросто повредить.
ТТ с замкнутой вторичной обмоткой работает практически в холостом режиме. Магнитный поток находится далеко от точки насыщения и только при достижении придельного значения ( обычно 10 крат) входит в насыщении.
При разомкнутой вторичке ТТ уходит в насыщение и может возникнуть напряжение достаточное для пробития изоляции вторичной обмотки. Хотя низковольтные и высоковольтные одинаковы по принципу работы и коэф- ент трансформации одинаков, но как сказали выше у них вероятность аварии намного выше. Чем больше напряжение, тем больше вероятность. Опасность заключается в том, что пробить может на первичную обмотку находящуюся под напряжением с развитием полноценного трехфазного КЗ. И если не спасет защита, то возможно полное выгорание щита или установки.

Сообщение отредактировал rosck - 26.1.2019, 4:31

+100
причем слово "специалист" надо обязательно брать в кавычки
имхо: прямо какой-то шабаш невежд, ну и тролли свою долю вносят.. как же без них...

Есть кое-какие возражения, но нет времени. Завтра сутра попробую...

Не читал все ответы, возможно Вам уже ответ был, но напишу и я.
Вы пишите что в повышающем трансформаторе 35кВ, а во вторичке небольшие вольты. Но Вы не написали какое напряжение на первичной обмотке трансформатора тока. 35 кВ это напряжение между какими точками? У трансформатора тока первичкой является один виток шины в корпусе. Так какое напряжение будет на первичке ТТ если измерить его между входом и выходом этого витка? Ответ. Ноль целых хрен десятых

В том то и дело, что напряжение на первичной обмотке есть. Магнитный поток в сердечнике наводит ЭДС в обоих обмотках. И при замкнутой вторичке это напряжение на первичной обмотке очень маленькое. На первичной будет наводится напряжение такое же как на вторичке разделенное на коэффициент трансформации. Если на вторичке будут киловольты то на первичке будущем десятки, а то и сотни вольт. В этом то и все дело. Если мы берём нагрузочный трансформатор с выходным напряжением 5 вольт, даём кило амперы на первичную обмотку ТТ и ждём, что на вторичке появится высокое напряжение. А его там как небыло так и не будет. Сколько не увеличивай ток. Причина простая, ЭДС первичной обмотки становится соизмеримой с напряжением источником питания. Эта ЭДС просто немного притормаживает скорость нарастания тока в цепи и магнитного потока. Этого становится дастаточно, для ограничения роста напряжения на вторичной обмотке. То есть, если умножить напряжение источника, на коэффициент трансформации ТТ, то получим значение выше которого в принципе не может вырости напряжение на вторичке. Для ТТ 200/5 это значение будет 5 х 40 = 200 вольт. Но скорость нарастания тока начинает ограничивается при более низком показателе, раза в три четыре. Реально получить более 70 вольт трудно. Но все изменится если если увеличить напряжение источника. Чем выше, тем порог ограничения роста скорости тока будет происходить при более высоких значениях.

Сообщение отредактировал rosck - 27.1.2019, 5:11

Просто мне кажется автор вопроса ошибся в напряжении первички ТТ. Он наверное считал что если ТТ стоит в цепи 35кВ, то это и есть напряжение первички ТТ, а это не так

Лет десять назад, когда мне было не лень, я расписал работу трансформатора тока вот здесь
http://www.electrik.org/forum/index.php?showtopic=16515

Да, так оно и есть. "Обычный" (силовой или напряжения) трансформатор - это реальный (в смысле неидеальный) источник напряжения. Отличается от тех источников напряжения (которые, наверное, многие изучали на ТОЭ) тем, что выходное (последовательное) сопротивление у него не равно нулю. А равно некоторой величине, которая в паспорте трансформатора называется напряжением короткого замыкания Uk%.
Ну, а трансформатор тока – это источник тока, естественно, не бесконечной мощности. Предел работы этого источника тока указан в паспорте обычно в ВА вторичной нагрузки, иногда в Ом-ах вторичной нагрузки, отнесенных к номинальному вторичному току ТТ.
Основное отличие ТНа (трансформатора напряжения, или силового трансформатора) от ТТ - в величине тока намагничивания в различных режимах.
Из теории известно, что ток намагничивания у ТНа во всех режимах его работы (х.х., нагрузка и КЗ) практически одинаков и по величине и по форме (наличие 3-й гармоники, амплитудное значение Iнам заходит в область насыщения хар-ки B = f(H) для получения синусоидальной формы магнитного потока
Ф = S*dB/dt, где

Ф – мгновенное значение магнитного потока,
S – площадь сечения магнитопровода,
dB/dt – скорость измения магнитной индукции по времени.

Режим короткого замыкания, в принципе, отличается от нагрузочного режима ТН только величиной тока, который да – нагревает, создает динамические усилия на обмотках. Можно увеличить сечение проводов обмоток или конструкцию обмоток, и то, что вчера было режимом КЗ сегодня стало рабочим режимом.
Ну нет, конечно. Это я шучу . Страшный зверь по имени Переходный Процесс при внезапном КЗ разнесет вдребезги пополам наши толстые провода и прочные обмотки. Да, силовые трансы работают в режиме КЗ (например в электрометаллургии), но там к режиму КЗ транс «подводят» постепенно, через зажигание дуги. Специалисты-электрометаллурги меня поправят.
В ТТ при режиме нагрузки ток намагничивания мал, а при увеличении вторичной нагрузки вплоть до размыкания вторичной обмотки, возрастает аж до величины первичного тока. Но остается даже в этом крайнем режиме синусоидальным (т.к. определяется не параметрами магнитной системы ТТ, а током нагрузки присоединения). При большом синусоидальном токе намагничивания магнитный поток будет иметь резко несинусоидальную форму («приплюснутая» сверху синусоида, при больших кратностях тока близка к прямоугольной). Следовательно ЭДС вторичной обмотки в месте перехода потока через ноль (там где скорость изменения будет наибольшей) будет иметь вид короткого остроконечного всплеска.
Продолжу завтра, с вашего позволения...