Проверка измерительного трансформатора тока

Проверка Измерительного Трансформатора Тока: Обеспечение Точности и Безопасности

Измерительные трансформаторы тока (ТТ) являются критически важными компонентами любой электроэнергетической системы. Они выполняют ключевую функцию по преобразованию больших значений первичного тока в пропорционально меньшие, безопасные для измерения стандартными приборами (счетчиками, амперметрами, ваттметрами) и защиты (реле). От их точности и надежности напрямую зависит корректность учета электроэнергии, правильность работы систем релейной защиты и автоматики (РЗиА), а также безопасность персонала. Регулярная и грамотная проверка ТТ – неотъемлемая часть технического обслуживания электроустановок.

Объекты Испытаний

Объектами проверки являются непосредственно измерительные трансформаторы тока различных типов и конструкций:

1. По способу установки:
   • Встроенные (интегрированные в силовое оборудование: выключатели, силовые трансформаторы).
   • Проходные (устанавливаются в проходах стен, металлических конструкций).
   • Опорные (устанавливаются на опорных конструкциях, плоскостях).
   • Шинные (первичной обмоткой служит сама токоведущая шина).
   • Разъемные (состоят из двух половин, позволяют установку без разрыва цепи).
2. По типу изоляции: Маслонаполненные, газонаполненные (элегазовые), с литой изоляцией (Epoxy Resin), фарфоровые, воздушно-бумажные.
3. По классу точности: ТТ для измерений (классы 0.1, 0.2, 0.2S, 0.5, 0.5S, 1, 3) и ТТ для защиты (классы 5P, 10P, TPX, TPY, TPZ и др.).
4. По номинальным параметрам: Все ТТ с различными номинальными первичными и вторичными токами, номинальным напряжением, коэффициентом трансформации.

Проверке подлежат новые ТТ перед вводом в эксплуатацию, ТТ после ремонта или модификации, а также находящиеся в эксплуатации – в плановом порядке согласно нормам ПТЭЭП, ПУЭ и внутренним регламентам, или внепланово – при подозрении на неисправность, после аварийных ситуаций, при резком увеличении погрешности приборов учета.

Область Испытаний (Основные Проверяемые Параметры)

Комплексная проверка ТТ охватывает следующие ключевые аспекты:

1. Электрическая прочность изоляции:
   • Испытание повышенным напряжением промышленной частоты основной изоляции (между первичными и вторичными обмотками, между первичной обмоткой и землей, между различными ступенями первичной обмотки).
   • Испытание вторичных цепей повышенным напряжением (между обмотками и корпусом, между отдельными цепями).
   • Проверка сопротивления изоляции мегаомметром (между обмотками и на "землю").
2. Проверка коэффициента трансформации: Соответствие фактического коэффициента трансформации паспортному (номинальному) значению.
3. Определение погрешности (Поверка): Проверка токовой погрешности (fi) и угловой погрешности (δi) в различных точках рабочего диапазона первичных токов (от 1% до 120% номинального первичного тока, в зависимости от класса точности и назначения ТТ) и при различных вторичных нагрузках (в пределах номинальной и от 25% до 100% номинальной вторичной нагрузки). Проверка выполнения требований заявленного класса точности.
4. Проверка полярности: Определение правильности маркировки выводов первичной (Л1, Л2) и вторичных (И1, И2, И3...) обмоток. Правильная полярность абсолютно критична для корректной работы счетчиков (особенно многотарифных и трехфазных) и схем РЗиА (дифференциальных, направленных защит).
5. Измерение сопротивления постоянному току обмоток: Контроль целостности обмоток, выявление межвитковых замыканий (косвенно), получение данных для расчета потерь.
6. Проверка характеристики намагничивания (Вольт-амперной характеристики - ВАХ) вторичной обмотки: Особенно важна для ТТ защиты (классов P, TPS, TPX/Y/Z) для оценки поведения в переходных режимах и при токах насыщения.
7. Визуальный и механический осмотр: Состояние корпуса, изоляторов, клеммных соединений, маркировки, уровня масла (для маслонаполненных), давления газа (для элегазовых), отсутствие видимых повреждений и загрязнений.
8. Проверка вторичной нагрузки: Измерение реальной нагрузки (в Омах или Вольт-Амперах), подключенной ко вторичной обмотке ТТ, для подтверждения, что она не превышает номинальной вторичной нагрузки ТТ (Zн).

Методы Испытаний

1. Метод сличения (Поверка): Основной метод определения погрешности. Испытуемый ТТ сравнивается с образцовым трансформатором тока гораздо более высокого класса точности при помощи специализированного поверочного комплекса. Комплекс формирует первичный ток, измеряет вторичные токи обоих ТТ и автоматически вычисляет погрешность испытуемого ТТ по току и по углу во всем требуемом диапазоне токов и нагрузок.
2. Метод измерения падения напряжения на низковольтной стороне: Используется для проверки полярности (с использованием источника постоянного напряжения и стрелочного вольтметра или гальванометра) и для косвенной оценки исправности обмоток.
3. Измерение сопротивления изоляции мегаомметром: Стандартный метод оценки состояния изоляции при испытательном напряжении 500 В, 1000 В или 2500 В (в зависимости от номинального напряжения ТТ и испытываемой изоляции).
4. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты: Изоляцию испытывают установкой высокого напряжения (АИД), подавая напряжение заданной величины и длительности (обычно 1 минута для вновь вводимых и после ремонта) между выбранными электродами (обмотка-земля, обмотка-обмотка). Ток утечки контролируется.
5. Измерение сопротивления обмоток постоянному току: Выполняется омметром или микроомметром (мостом сопротивления) на постоянном токе.
6. Снятие Вольт-амперной характеристики (ВАХ): К вторичной обмотке ТТ (предварительно отсоединенной от цепи!) подается переменное напряжение низкого уровня, измеряется ток намагничивания. Построение графика U=f(I) позволяет оценить точку начала насыщения магнитопровода.
7. Измерение вторичной нагрузки: Выполняется специализированным прибором, который имитирует рабочую нагрузку цепи или измеряет импеданс реальной подключенной цепи переменному току.

Испытательное Оборудование

Для проведения полного комплекса проверок ТТ требуется специализированное оборудование:

1. Установка для поверки трансформаторов тока (Поверочный комплекс): Комплексная система, включающая:
   • Источник испытательного тока (регулируемый от долей до тысяч ампер).
   • Образцовый трансформатор тока (высокого класса точности - 0.01, 0.02, 0.05).
   • Эталонный преобразователь тока.
   • Вторичная нагрузка (набор магазинов сопротивлений и индуктивностей или активная электронная нагрузка).
   • Измеритель коэффициента трансформации и погрешности (компаратор), часто интегрированный с системой управления.
   • Система управления и обработки данных (ПК со специализированным ПО).
2. Установка высокого напряжения (АИД): Для испытания электрической прочности изоляции промышленной частотой 50 Гц.
3. Мегаомметр: Для измерения сопротивления изоляции (на 500В, 1000В, 2500В, 5000В).
4. Микроомметр / Мост сопротивления: Для точного измерения сопротивления обмоток постоянному току.
5. Прибор для проверки полярности: Источник постоянного напряжения (батарея) и чувствительный стрелочный прибор (вольтметр, гальванометр) или специализированный цифровой прибор.
6. Прибор для снятия ВАХ (Вольт-амперной характеристики): Специализированный тестер, подающий переменное напряжение на вторичную обмотку и измеряющий ток намагничивания.
7. Измеритель вторичной нагрузки: Прибор, измеряющий полное сопротивление (Z) вторичной цепи ТТ переменному току.
8. Контрольно-измерительные приборы общего назначения: Мультиметры, клещи токоизмерительные (в том числе гибкие для измерения в стесненных условиях).
9. Комплект эталонных измерительных шунтов и преобразователей: Для калибровки и контроля оборудования.

Заключение

Проверка измерительных трансформаторов тока – комплексный и ответственный процесс, требующий глубоких знаний, строгого соблюдения методик и техники безопасности, а также применения специализированного высокоточного оборудования. Регулярное проведение полного комплекса испытаний гарантирует, что ТТ будут точно и надежно выполнять свои функции по преобразованию тока, обеспечивая достоверный учет электроэнергии, безотказную работу устройств релейной защиты и, что самое главное, безопасность обслуживающего персонала и электроустановки в целом. Пренебрежение проверками ТТ может привести к финансовым потерям, ложным срабатываниям или, что гораздо хуже, к отказам защиты и тяжелым авариям.