Проверка измерительных трансформаторов тока

Проверка измерительных трансформаторов тока (ТТ)

Введение
Измерительные трансформаторы тока (ТТ) являются критически важными компонентами любой электроустановки среднего и высокого напряжения. Их основная функция – преобразование больших значений первичного тока в пропорционально меньшие, безопасные для измерения стандартными приборами, и подача сигналов на устройства защиты и управления. От точности и надежности ТТ напрямую зависит корректность коммерческого учета электроэнергии, правильность срабатывания релейной защиты и безопасность эксплуатации электрооборудования. Поэтому периодическая и квалифицированная проверка ТТ – обязательное мероприятие, регламентированное нормативной документацией.

1. Объекты испытаний
Проверке подвергаются все вновь устанавливаемые ТТ перед вводом в эксплуатацию, а также находящиеся в эксплуатации ТТ в соответствии с графиком планово-предупредительных ремонтов (ППР) и после выполнения ремонтных работ. Основными объектами проверки являются:

• Первичная обмотка: Проверяется целостность и состояние изоляции относительно земли (корпуса) и других частей трансформатора.
• Вторичная обмотка (обмотки): Проверяется целостность, сопротивление изоляции между витками, между обмотками и относительно земли. Контролируется состояние выводов и маркировка.
• Магнитопровод: Оценивается состояние (отсутствие замыканий листов), надежность заземления магнитопровода (если предусмотрено конструкцией).
• Корпус и изолятор: Проверяется целостность, отсутствие трещин, загрязнений, следов перекрытий. Оценивается состояние уплотнений (для маслонаполненных ТТ).
• Маркировка: Контролируется соответствие маркировки выводов (полярности) и паспортных данных (коэффициент трансформации, класс точности, номинальная нагрузка) проектным и эксплуатационным требованиям.
• Электрические характеристики: Основной объект проверки – определение действительных метрологических параметров: погрешности тока (токовой и угловой) при различных нагрузках, предела точности и т.д.

2. Область испытаний
Проверка ТТ охватывает широкий спектр характеристик и параметров, обеспечивающих их безопасную и точную работу:

• Электрическая прочность изоляции: Испытание повышенным напряжением промышленной частоты (50 Гц) изоляции первичной и вторичных обмоток, а также между обмотками.
• Сопротивление изоляции: Измерение мегаомметром сопротивления изоляции всех обмоток относительно земли (корпуса) и между собой.
• Проверка полярности: Определение соответствия фактической полярности выводов вторичной обмотки указанной на маркировке (начало И1, конец И2).
• Проверка коэффициента трансформации (Ктр): Определение действительного коэффициента трансформации и его соответствия номинальному значению.
• Определение погрешностей ТТ:
  • Токовая погрешность (fi): Относительная разность между действительным вторичным током (приведенным к первичной стороне) и номинальным первичным током.
  • Угловая погрешность (δi): Фазовый сдвиг между векторами первичного и вторичного токов.
• Построение кривых намагничивания: Определение характеристик намагничивания для оценки поведения ТТ в режимах насыщения (важно для защиты от токов КЗ).
• Определение предела точности (ALF - Accuracy Limit Factor): Для ТТ защиты – проверка, при каком кратном токе погрешность достигает 10% (или другого значения, указанного в классе точности, например, 5P10, где 10 - это ALF).
• Проверка вторичной нагрузки (Zнагр): Определение полного сопротивления цепи, подключенной к вторичной обмотке ТТ, и его соответствие номинальной нагрузке (в В·А) для данного класса точности.
• Сопротивление обмоток постоянному току (Rпост): Измерение активного сопротивления первичной и вторичных обмоток (помогает выявить дефекты витков, контактов).
• Визуальный и механический осмотр: Оценка общего состояния, отсутствия повреждений, коррозии, надежности креплений, состояния контактных поверхностей.

3. Методы испытаний
Для проведения проверок применяются различные методики:

• Испытание повышенным напряжением: Проводится на специализированном стенде с высоковольтным испытательным трансформатором и контрольными приборами. Напряжение плавно поднимается до нормированного значения, выдерживается определенное время (обычно 1 мин), контролируется отсутствие пробоя или перекрытия.
• Измерение сопротивления изоляции: Выполняется мегаомметром на напряжение, как правило, 1000 В или 2500 В (в соответствии с НД), в течение 1 минуты. Регистрируется установившееся значение Rиз.
• Проверка полярности:
  • Метод "постоянного тока" (батарейка + милливольтметр): Кратковременная подача постоянного тока в первичную обмотку и наблюдение за отклонением стрелки милливольтметра, подключенного ко вторичной обмотке.
  • Метод сравнения фаз: При подаче переменного тока в первичную обмотку измеряется угол между первичным и вторичным токами с помощью фазометра или векторного анализатора.
• Определение Ктр, токовых и угловых погрешностей:
  • Метод сличения (образцовый трансформатор тока): Проверяемый ТТ сравнивается с эталонным ТТ более высокого класса точности при помощи трансформаторного моста или специализированного компаратора. Это основной метод для метрологической поверки.
  • Метод параметров схемы замещения: Косвенный метод. Измеряются параметры схемы замещения ТТ (Rпост обмоток, характеристика намагничивания, индуктивности рассеяния) и погрешности рассчитываются аналитически для заданных нагрузок. Часто используется для ТТ защиты для построения кривых намагничивания и определения ALF.
  • Метод двух приборов (реже): Прямое измерение первичного и вторичного токов образцовыми амперметрами. Требует точного знания коэффициентов трансформации образцовых приборов и применяется при малых номинальных первичных токах.
• Построение кривой намагничивания: Подача переменного напряжения на вторичную обмотку при разомкнутой первичной обмотке. Измеряется напряжение и ток намагничивания, строится зависимость U=f(Iнам).
• Измерение вторичной нагрузки: Измерение тока и напряжения во вторичной цепи под нагрузкой с последующим расчетом Zнагр или прямое измерение полного сопротивления специализированными приборами.
• Измерение Rпост: Выполняется микроомметром или мостом постоянного тока.

4. Испытательное оборудование
Для проведения комплекса проверок ТТ требуется специализированное оборудование:

Заключение
Комплексная проверка измерительных трансформаторов тока – это неотъемлемая часть обеспечения надежности, безопасности и точности работы электроэнергетических систем. Использование современных методов испытаний и высокоточного оборудования позволяет достоверно оценить состояние ТТ, выявить скрытые дефекты и гарантировать их соответствие требованиям нормативной документации и конкретным условиям эксплуатации. Результаты проверок оформляются протоколами установленной формы и служат основанием для принятия решения о вводе ТТ в эксплуатацию или его дальнейшем использовании. Регулярное и качественное проведение этих работ является залогом безаварийной работы электроустановок и точного учета электроэнергии.