Процессы в трансформаторе тока , Не понятен один момент Опции

[gubavs]

Здравствуйте. Подскажите один момент. Известно, что трансформатор тока относится к типу повышающего трансформатора, однако на вторичной обмотке наводятся считанные вольты. В сети не нашел конкретного ответа на свой вопрос, а о причине происходящего могу только строить свои субъективные догадки. Интересны мнения по данному поводу, поделитесь, если не трудно, только без негатива и других моментов, не относящихся к вопросу. Заранее благодарю.

[Сунцов Денис]

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

[rosck]

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

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.

Чтобы напряжение на разомкнутой вторичной обмотке ТТ стало "неприлично" большим, необходимо, чтобы магнитопровод ТТ вошел в режим нвсыщения.

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

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).

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

[mic61]

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

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.

.... 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.

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?

[Tad]

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.

[mic61]

...
Напрашивается аналогия с источниками напряжения и тока.

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...