Как выбрать трансформаторы тока для трехфазного счетчика?

[Михаил_Д]

Павел, требования к трансформаторам в цепях учёта изложены в ПУЭ.

1.5.17. Допускается применение трансформаторов тока с завышенным коэффициентом трансформации (по условиям электродинамической и термической стойкости или защиты шин), если при максимальной нагрузке присоединения ток во вторичной обмотке трансформатора тока будет составлять не менее 40% номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке - не менее 5%.

1.5.19. Нагрузка вторичных обмоток измерительных трансформаторов, к которым присоединяются счетчики, не должна превышать номинальных значений.

Сечение и длина проводов и кабелей в цепях напряжения расчетных счетчиков должны выбираться такими, чтобы потери напряжения в этих цепях составляли не более 0,25% номинального напряжения при питании от трансформаторов напряжения класса точности 0,5 и не более 0,5% при питании от трансформаторов напряжения класса точности 1,0. Для обеспечения этого требования допускается применение отдельных кабелей от трансформаторов напряжения до счетчиков.

Потери напряжения от трансформаторов напряжения до счетчиков технического учета должны составлять не более 1,5% номинального напряжения.

По этим критериям и рассчитывают трансформаторы, которые требуется установить.

Для правильного расчёта требуется знать минимальную нагрузку. Если расчётный ток 121,07 А, то каков будет минимальный? Допустим для примера, что он составит 30% от расчётного, т.е. 36,3 А.

Номинальный первичный ток трансформатора должен быть больше, чем расчётный ток. Значит, выбираем ближайший из стандартного ряда - 150.
Номинальный вторичный ток - 5 А.
Коэффициент трансформации - 150/5 = 30

Проверяем:

121 < 150, первое условие выполняется.

Проверяем по условиям п. 1.5.17:

Ток вторичной обмотки при номинальном токе: 121,07/30 = 4,04А
Минимальный ток вторичной обмотки (40%): 5 х 0,4 = 2А

Проверяем: 4,04 > 2, условие выполняется.

Ток вторичной обмотки при минимальном токе (36,3А): 36,3/30 = 1,21А
Минимальный ток вторичной обмотки при минимальном токе (5%): 5 х 0,05 = 0,25А

Проверяем: 1,21 > 0,25, условие выполняется.

Следовательно, трансформатор 150/5 соответствует условиям. Класс точности трансформатора должен соответствовать классу точности прибора учёта.

Далее, необходимо проверить выбранный трансформатор по условиям п. 1.5.19. Это требуется сделать, чтобы соблюсти метрологические требования, а также для того, чтобы правильно выбрать сечение проводников, которыми будут подключаться трансформаторы.

Для расчёта надо знать вот эти величины:

I2 Номинальный вторичный ток,А 5
S2 Номинальная вторичная нагрузка, ВА 5
Sнп Нижний предел вторичных нагрузок ГОСТ 7746,п.6.4.2, ВА 3,75
Zсч Сопротивление счетчика электроэнергии, Ом 0,004 (зависит от модели счётчика, в примере условное значение)
Rк Сопротивление контактов, Ом 0,1
ρ Уд. электрическое сопротивление меди, Ом∙мм²/м 0,01762
Lпр Длина проводника, м 10 (условная длина для примера)
Ксх Коэффициент схемы (для полной звезды=1) 1
Рсч Потребляемая мощность счетчика электроэнергии, ВА 0,1 (указывает производитель счётчика Меркурий 230 AR 5(7,5), класс точности 0,5S)
Uном Номинальное фазное напряжение, В 230

Считаем:

1. Номинальное сопротивление вторичной обмотки ТТ будет равно:
Zном=S2/(I²2 )
Zном=5/5/5=0,2 Ом

2. Максимально допустимое сопротивление проводника будет равно:
Zдоп.пров.=Zном-Zсч-Rк
Zдоп.пров=0,2-0,004-0,1=0,096 Ом

3. Минимально допустимое сечение жилы кабеля будет равно:
Sпр.min.=ρ∙ (Lпр.∙Ксх)/Zдоп.пров.
Sпр.min=0,01762 ∙(10 ∙ 1)/0,096=1,84 мм2

4. Сечение проводника с учетом требования п. 3.4.4 (1, по механической прочности) и табл. 1.3.4 ПУЭ
Sпр.выбр.=2,5 мм2
Длительно допустимый ток выбранного проводника 30 А

5. Сопротивление проводника, выбранной длины (в примере 10 метров)
Rпр.=(Lпр.∙ρ)/Sпр.выбр.
Rпр.=(10 ∙ 0,01762)/2,5=0,08 Ом

6. Расчетная мощность нагрузки будет равна:
Sрас.=I²2∙(Rпр.+Rcч.+Rк )
где Rcч.=Zсч
Sрас.=5 ∙ 5 ∙ (0,08+0,004+0,1)=4,6 ВА

7. Проверка требования ГОСТ 7746-2001 п.6.4.2
Sрас.>Sнп
4,6>3,75, соответствует требованиям.

8. Падение напряжения в измерительных цепях счетчика будет равно:
∆U1=Lпр∙ρ∙Pсч/(Uном∙Sпр.выбр.)
∆U1=10 ∙ 0,01762 ∙ 0,1/(230/2,5)=0,001 В
∆U1(%)=0,001 %

9. Проверка требования ПУЭ п.1.5.19
∆U1(%)<0,25%
0,001% < 0,25%, соответствует требованиям.

Вот таким образом это делается. Подарите расчёт проектировщику и пусть упражняется.