Трансформаторы тока. 
Методика поверки

Трансформатором тока называется такой трансформатор, в котором при нормальных условиях работы выходной сигнал является током, практически пропорциональном первичному току и при правильном включении сдвинутым относительно него по фазе на угол, близкий к нулю.

Трансформаторы тока, с одной стороны, осуществляют преобразование токов в силовых цепях и гальваническую развязку сетей высокого и низкого напряжений с целью безопасного подключения приборов контроля электроэнергии и устройств защиты. С другой стороны, трансформаторы тока являются составляющей частью измерительной системы и вносят свой вклад в суммарную погрешность измерения тока, а значит и в общий учет электроэнергии [8].

Токовой погрешностью трансформатора тока называется погрешность, которую вносит трансформатор при измерении тока, возникающая вследствие того, что действительный коэффициент трансформации не равен номинальному. Токовая погрешность обусловлена потерями в стали ТТ, намагничиванием сердечника при трансформации первичного тока во вторичную цепь и величиной вторичной нагрузки. Отрицательная токовая погрешность наблюдается при малых первичных токах ТТ, когда ток, расходуемый на намагничивание и потери в стали, превышает часть увеличения вторичного тока, вызванную отмоткой витков вторичной обмотки [9].

Угловой погрешностью трансформатора тока называется фазовый сдвиг между векторами первичного и вторичного токов при таком выборе их направлений, чтобы для идеального трансформатора тока этот угол равнялся нулю, т. е. это угол между вектором первичного тока и повернутым на 180° вектором вторичного тока. Угловая погрешность выражается в минутах или сантирадианах и считается положительной, когда вектор вторичного тока, повернутый на 180°, опережает вектор первичного тока [8].

Если погрешности работы измерительных ТТ и ТН носят систематический характер, то для повышения точности учета электроэнергии их следует знать и учитывать в алгоритмах расчета и учета АСКУЭ, корректируя значения измеренных токов и напряжений. Это снизит недоучет отпускаемой электроэнергии и метрологические потери энергосистем.

В соответствии с ГОСТ 8.217−2003 «Трансформаторы тока. Методика поверки"[10] при проведении всех видов поверки выполняются следующие операции:

• 1. внешний осмотр;
• 2. проверка сопротивления изоляции;
• 3. размагничивание;
• 4. проверка правильности обозначения контактных зажимов;
• 5. определение погрешностей.

При внешнем осмотре определяют исправность выводов первичной и вторичной обмоток или контактных зажимов, а так же их маркировку. Проверяют, нет ли каких либо внешних дефектов и прочно ли закреплены отдельные части корпуса трансформатора. Паспортные данные должны быть четко указаны на табличке трансформатора. Если все условия выполняются, то переходят к проверке сопротивления.

Сопротивление изоляции производится с помощью мегомметра на 1000 В для вторичных обмоток и мегомметром на 2500 В — для первичных. Значения должны не должно быть меньше допустимых.

Размагничивание трансформаторов проводят на переменном токе при частоте 50 Гц, если номинальная частота трансформатора превышает 50 Гц, то допускается проводить размагничивание при номинальной частоте.

При проведении поверки соблюдают следующие условия:

• — температура окружающей среды — от 15 °C до 35 °C;
• — атмосферное давление — от 85 до 105 кПа;
• — относительная влажность воздуха — от 30% до 80%;
• — параметры сети электропитания — по ГОСТ 13 109;
• — отклонение частоты источника питающего напряжения при поверке трансформаторов тока номинальной частотой свыше 50 Гц или номинальным током более 10 кА — по технической документации на трансформаторы конкретных типов, но не более ±5% от номинальной частоты.

Поверяемый трансформатор тока и рабочий эталон включают в соответствии с маркировкой контактных зажимов по схеме поверки представленной на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема поверки с использованием рабочего эталона и прибора сравнения (компаратора вторичных токов) Обозначения:

~ — сеть (генератор);

Tр — регулирующее устройство (автотранформатор);

Tп — понижающий силовой трансформатор;

То — рабочий эталон;

Tх — поверяемый трансформатор тока;

Л1, Л2 — контактные зажимы первичной обмотки;

И1, И2 — контактные зажимы вторичной обмотки;

Z — нагрузка;

ПС — прибор сравнения.

Токовые и угловые погрешности трансформаторов тока определяют дифференциальным (нулевым) методом в соответствии с [10]. Соединение приборов для измерительной схемы осуществляют в соответствии с требованиями руководства по эксплуатации применяемого прибора сравнения токов. Номинальное значение нагрузки устанавливают до начала измерений. Последовательность выполнения измерений — от минимального значения тока с последующим его увеличением до максимального.

В соответствии с [10] и выбранной схемой поверки определяется требуемое оборудование для поверки ТТ. Т.к. поверка будет проводится на местах эксплуатации трансформаторов, то к требованиям прописанным в [10] добавятся требования возможности переноски этого оборудования.