Типы измерительных трансформаторов тока. Трансформаторы тока и напряжения. Какие типы трансформаторов тока бывают

Дисциплина: Электрическое оборудование электроэнергетических систем и сетей зарубежных стран

Лекция № 4 Измерительные трансформаторы

4.2 Трансформаторы напряжения 1

4.3 Трансформаторы тока 11

где I1ном и I2ном - номинальные значения первичного и вторичного тока соответственно 12

Отечественная промышленность выпускает довольно большой ассортимент трансформаторов тока с литой изоляцией. На рисунке 12а, б, в, г. представлены трансформаторы тока с литой изоляцией на напряжение 10-35 кВ. 13

Рис. 12аТрансформатор тока измерительный опорный типа ТОЛ-10 14

Рис. 12в Трансформатор тока измерительный проходной типа ТШЛ-10 15

4.1 Введение

Измерительные трансформаторы используют, главным образом, для подключения релейных защит и электроизмерительных приборов к цепям переменного тока высокого напряжения. При этом все устройства РЗА и электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Кроме того, измерительные трансформаторы дают возможность расширять пределы измерения приборов, т.е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений. Измерительные трансформаторы служат для подключения к цепям высокого напряжения обмоток реле, обеспечивающих защиту электроустановок от аварийных режимов.Измерительные трансформаторы подразделяют на два типа - трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

4.2 Трансформаторы напряжения

Трансформаторы напряжения служат для подведение цепей напряжения к РЗА и включения вольтметров, а также других приборов, реагирующих на значение напряжения (например, катушек напряжения ваттметров, счётчиков, фазометров и т.д.). Измерительные трансформаторы напряжения изготовляют мощностью от пяти до нескольких сотен вольт-ампер. Они рассчитаны для совместной работы со стандартными приборами РЗА на 100, 100 и 33В. Наиболее распространёнными трансформаторами напряжения по конструкции являются: с литой изоляцией, маслонаполненные, масленые герметичные и с элегазовой изоляцией.

Трансформатор напряжения выполнен в виде двухобмоточного понижающего трансформатора (см. рисунок 1). Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют в одной точке. Условное обозначение трансформатора напряжения такое же, как двухобмоточного трансформатора. Так как сопротивления обмоток вольтметров и других измерительных приборов (V, W, KV), подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что

U 1 = U 2 * K,

где К - коэффициент трансформации.

Рис. 1 Схема включения трансформатора напряжения

1 - первичная обмотка; 2- магнитопровод; 3 - вторичная обмотка.

Сегодня трансформаторы с литой изоляцией прочно заняли свои позиции на электротехническом рынке. На первом этапе эпоксидные компаунды начали применяться для производства оборудования напряжением 6–10 кВ, а затем, благодаря ряду инновационных решений, распространились на трансформаторы 35 кВ. Литая изоляция лишена недостатков, присущих масляной изоляции, и обладает рядом достоинств. Например, немаловажное значение имеет то, что компаунд жёстко фиксирует и герметизирует активные части трансформаторов, исключая влияние на них механических, климатических и прочих внешних воздействий. Это значительно повышает надежность трансформаторов напряжения, позволяя применять их в большом диапазоне температур (см. рисунок 2).

Рис. 2 Однофазный литой трансформатор напряжения ЗНОЛ – 35III

На рисунке 3а,б,в представлены трансформаторы напряжения 6-10 кВ

Рис.3 Трансформаторы напряжения 6-10 кВ

а – типа НОЛП – 6-10 кВ; б – типа ЗНИОЛ -10-П; в - типа НОЛ-10

Трансформаторы напряжения могут выполняться с одним или двумя высоковольтными вводами первичной обмотки. У заземляемых трансформаторов один ввод первичной обмотки, имеющий неполную изоляцию, во время работы должен быть заземлён. Вводы первичной обмотки не заземляемых трансформаторов напряжения имеют полную изоляцию.

Маслонаполненные трансформаторы напряжением 35 кВ и выше (см. рисунок 4.) изготавливались на электротехнических заводах Российской Федерации. Основной недостаток их конструкции это непосредственный контакт трансформаторного масла с воздушной средой, который приводит к его увлажнению и снижению изоляционных параметров измерительного трансформатора. Применение резиновых прокладок для создания герметичности конструкции ТН не обеспечивает её плотности в течении всего периода эксплуатации. Техническое обслуживание этого типа трансформаторов напряжения требует значительных затрат.

Рис. 4 Маслонаполненный трансформатор напряжения 110 кВ

а - общий вид трансформатора напряжения; б - электрическая схема.

На рисунке 5 представлена фотография установки комплекта масляных герметичных трансформаторов напряженияEOF123, а на рисунке 6 представлен внешний видантирезонансного масляного герметичного трансформатора напряжения типа НАМИ-35.

Рис. 5 Установка герметичных трансформаторов напряжения серии EOF123

ТН типов EOF123, 145, 245 изготавливаются фирмойPFIFFNER(см. рисунок 5). Индуктивный измерительный трансформатор напряжения с бумажно-масляной изоляцией. Металлические части изготовлены из алюминия или нержавеющей стали, взрывозащищённый корпус. Соответствует как международным, так и национальным стандартам, не требует обслуживания,оснащён следующими системами контроля имониторинга.

Простая и надёжная система индикации уровня масла.

Нижняя часть корпуса прорывается при повышении давления без осколков. Нижняя часть корпуса оптимизирована для малого объёма масла.

Расположенный горизонтально сердечник занимает мало места. Низкая рабочая индуктивность, свойства материалов и оптимизированная конструкция сердечника обеспечивают наилучшую защиту от ферро-резонанса.

Простая и безопасная кабельная разводка во вторичной распаячной коробке. Неснимаемая крышка открывается в сторону. Заземляющий вывод первичной обмотки ведёт во вторичную распаячную коробку.

ТН трёхфазный антирезонансные масляный герметичный НАМИ-35 УХЛ1 (ТУ 3414-026-11703970-05).

Трёхфазный антирезонансный масляный герметичный трансформатор напряжения типа НАМИ-35 УХЛ1 предназначен для установки в электрических сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с изолированной или с компенсированной нейтралью с целью передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, устройствам автоматики, защиты, сигнализации и управления. Трансформатор имеет первичную обмотку и три вторичные обмотки: вторичная основная обмотка № 1 - предназначена для коммерческого учета электроэнергии, имеет отдельную опломбированную коробку, вторичная основная № 2 - для цепей измерения и защиты и вторичная дополнительная обмотка - для контроля изоляции сети. Трансформатор имеет компенсатор давления, обеспечивающий компенсацию температурных изменений объёма масла. На рисунке 6 представлен его внешний вид, а на рисунке 7 изображена электрическая схематрёхфазного антирезонансного масляного герметичного трансформатора напряжения типа НАМИ-35.

Рис. 6 Внешний вид трёхфазного антирезонансного масляного герметичного трансформатора напряжения типа НАМИ-35

Рис. 7 Электрическая схема трёхфазного антирезонансного масляного герметичного трансформатора напряжения типа НАМИ-35.

Явления феррорезонса в сетях с электромагнитными трнсформаторами напряжения характеризуются длительными перенапряжениями и токовыми перегрузками обмоток ТН. В основу антирезонансных ТН типа НАМИ 35 положен принцип увеличения активных потерь в резонансном контуре. Магнитопровод ТН частично выполняется из толстолистовой конструкционной стали. Это обеспечивает значительное увеличение активных потерь (за счёт вихревых токов) при больших индукциях в магнитопроводе, т.е. длительное воздействие тока в обмотке ВН феррорезонансные ТН выдерживают длительное время. Данные типы ТН не только сами не вступают в феррорезонанс с ёмкостью сети, но и выдерживают феррорезонансное повышение напряжения, вызванное намагничивающим током других ТН. Кроме того, трансформаторы напряжения выдерживают без ограничения времени все виды однофазных замыканий в сети на землю, в том числе и через перемежающуюся дугу. Выпускаются две разновидности масляных антирезонансных трансформаторов напряжения. Первая: НАМИ-35 кВ. Вторая: НАМИ (Т)-35 кВ. Вторая с приставкой (Т) предусматривает наличие в одном баке двух трансформаторов - трёхфазного и однофазного. Первичная обмотка однофазного трансформатора включена между нейтралью обмоток трёхфазного трансформатора и землёй. Отличаются они тем, что у НАМИ вторичная обмотка однофазного трансформатора напряжения всегда разомкнута, а у НАМИТ в нормальном режиме она короткозамкнута. Размыкается она только при феррорезонансе в сети. Механизм размыкания вторичной обмотки у НАМИТ довольно сложен – он состоит из реле обнаружения феррорезонанса и реле дешунтирования обмотки. Для питания обмоток реле требуется оперативный ток. В большинстве случаев набор реле отсутствует и вторичная обмотка постоянно замкнута. Короткозамкнутый однофазный трансформатор превращается, по существу, в разновидность балластного сопротивления нейтрали группы однофазных ТН. В этом кроется дополнительный источник повреждаемости ТН типа НАМИТ.

Элегазовые измерительные трансформаторы напряжения предназначены для применения на подстанциях открытого типа классов напряжения 35 - 220 кВ с изолированной и заземлённой нейтралью для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты, сигнализации, управления и автоматики. Внутренняя полость трансформатора заполняется элегазом, служащим изолирующей и теплоотводящей средой. Заполнение трансформатора напряжения элегазом производится через клапан, установленный на корпусе трансформатора. На корпусе трансформатора установлена предохранительная мембрана, срабатывающая при аварийном повышении внутреннего давления. Поток выхлопных газов направлен вниз, вдоль корпуса. Элегазовые трансформаторы напряжения могут комплектоваться термокомпенсированным сигнализатором плотности элегаза. Конструкции элегазовых измерительных трансформаторов напряжения практически одинаковы. На рисунке 8 представлено фото установки элегазового трансформатора напряжения ЗНОГ-110 кВ.

Рис. 8 Элегазовый трансформатор напряжения ЗНОГ-110 кВ

Активная часть трансформатора (ленточный разрезной магнитопровод из электротехнической стали с обмотками) – размещена в алюминиевом заземлённом корпусе, который находится в нижней части на основании трансформатора. На корпусе установлен изолятор, обеспечивающий внешнюю изоляцию аппарата. На верхнем торце изолятора размещён высоковольтный контактный вывод первичной обмотки. На корпусе расположены заземляемый вывод первичной обмотки и выводы вторичных обмоток, а также сигнализатор плотности для контроля давления элегаза, устройство для заполнения элегазом, табличка технических данных. Электрическая схема трансформатора ЗНОГ-110 и с хема электрических соединений сигнализатора плотности представлена на рисунке 9.

Рис. 9 Трансформатор ЗНОГ-110 и с хема электрических соединений сигнализатора плотности

Обмотки трансформатора напряжения расположены на магнитопроводе концентрически, внутри – дополнительная вторичная обмотка Д. Поверх неё намотана основная вторичная обмотка для измерения и защиты И, затем - основная вторичная обмотка, предназначенная для питания цепей учета электроэнергии У. Поверх вторичных обмоток расположена первичная высоковольтная обмотка. Для обеспечения максимальной электрической прочности изоляции, обмотки снабжены экранами. Выводы обмотки У имеют устройство, позволяющее их пломбирование. Сигнализатор плотности имеет специальные контакты, с помощью которых подаются сигналы при снижении давления элегаза. Мембрана, установленная на заземляемом корпусе, защищает трансформатор от повышения давления газа сверх допустимого уровня. Трансформатор комплектуется термокомпенсированным сигнализатором плотности элегаза типа «WIKA».

Во всех уплотняемых соединениях применены сдвоенные уплотнения из специального полимерного материала, который, в отличие от резины, нечувствителен к воздействию низких температур и практически не подвержен старению. Повышенная надежность узлов уплотнения выводов вторичных обмоток обеспечивается многоуровневым лабиринтным уплотне­нием. Многократные испытания в камерах холода и накопленный опыт эксплуатации изделий с аналогичными уплотнениями подтвердили их полную герметичность, в том числе и при экстремально низких температурах окружающего воздуха изготавливаются методом высококачественной сварки на специализированном предприятии с использованием самых современных методов контроля герметичности. Все это обеспечивает низкий уровень утечек изолирующего газа – не более 0,5% от общей массы в год. Высокий класс точности вторичной обмотки для учета - 0,2.

Элегазовые трансформаторы напряжения, как правило, изготавливаются с тремя вторичными обмотками: одна – для подключения цепей учета, вторая – для подсоединения цепей измерения, защиты и управления, третья – для цепей защиты от замыкания на землю.Возможность пломбирования выводов вторичной обмотки для учета электроэнергии позволяет предотвратить несанкционированный доступ к цепям учета.

Элегаз не поддерживает горения. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений 5000 мг/м 3 . Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе - 0,001 мг/м 3 .Значительная диэлектрическая прочность элегаза обеспечивает высокую степень изоляции при минимальных размерах и расстояниях, что позволяет уменьшить массу и габариты электротехнического оборудования. Применение элегаза позволяет при прочих равных условиях увеличить токовую нагрузку на 25 % и допустимую температуру медных контактов до 90°С (в воздушной среде 75°С) благодаря химической стойкости, негорючести, пожаробезопасности и большей охлаждающей способности элегаза. При увеличении давления электрическая прочность элегаза возрастает почти пропорционально давлению и может быть выше электрической прочности жидких и некоторых твёрдых диэлектриков. Однако это преимущество становится недостатком элегаза при низких температурах по причине перехода его в жидкое состояние и потере изоляционных свойств, что определяет дополнительные требования к температурному режиму элегазового оборудования в эксплуатации. Температура сжижения элегаза при избыточном давлении (давлении заполнения оборудования) 0,3 МПа составляет – 45 0 С, а при 0,5 МПа она повышается до – 30 °С. Таким образом, наибольшее рабочее давление и, следовательно, наибольший уровень электрической прочности элегаза в изоляционной конструкции ограничиваются возможностью сжижения элегаза при низких температурах.

4.3 Трансформаторы тока

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения. Трансформатор тока имеет замкнутый магнитопровод 2 (см. рисунок 10) и две обмотки - первичную 1 и вторичную 3. Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока I 1 , ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые током I 2 . На рисунках 10б и 10в соответственно представлены многовитковый трансформатор тока и многовитковый трансформатор тока с двумя сердечниками.

Рис. 10 Принципиальные схемы одновитковых и многовитковых трансформаторов тока

а – одновитковый трансформатор тока; б – многовитковый трансформатор тока; в - многовитковый трансформатор тока с двумя сердечниками; 1 - первичная обмотка; 2 - вторичная обмотка; 3 - сердечник; 4 - изоляция; 5 - обмотка прибора

Трансформатор тока характеризуется номинальным коэффициентом трансформации

где I 1 ном и I 2 ном - номинальные значения первичного и вторичного тока соответственно

Схема включения трансформатора тока представлена на рисунке 11.

Рис. 11 Принципиальная схема включения трансформатора тока

Значения номинального вторичного тока приняты равными 5 и 1 А. Коэффициент трансформации трансформаторов тока не является строго постоянной величиной и может отличаться от номинального значения вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания. Токовая погрешность определяется по выражению

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей; сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути, значения I 1 *W 1 . В зависимости от предъявляемых требований, выпускаются трансформаторы тока с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Указанные цифры представляют собой токовую погрешность в процентах номинального тока при нагрузке первичной обмотки током 100 - 120% для первых трех классов и 50-120% для двух последних. Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5 и 1 нормируется также угловая погрешность.

Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличение нагрузки и кратности тока приводит к увеличению погрешности. При первичных токах, значительно меньших номинального, погрешность трансформатора тока также возрастает. Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов, класса 0,5 - для присоединения счётчиков денежного расчёта, класса 1 - для всех технических измерительных приборов, классов 3 и 10 - для релейной защиты. Кроме рассмотренных классов выпускаются также трансформаторы тока со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит). Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастёт, так как он будет определяться только МДС первичной обмотки. В этом режиме магнитопровод может нагреться до недопустимой температуры, а на

вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт. Из-за указанных явлений не разрешается размыкать вторичную обмотку трансформатора тока при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная обмотка трансформатора тока (или шунтируется обмотка реле, прибора).

Отечественная промышленность выпускает довольно большой ассортимент трансформаторов тока с литой изоляцией. На рисунке 12а, б, в, г. представлены трансформаторы тока с литой изоляцией на напряжение 10-35 кВ.

Структура условного обозначения

Т – трансформатор тока

О - однофазные

Л – литая изоляция

10 – номинальное напряжение, кВ

Х

Х

У

Рис. 12аТрансформатор тока измерительный опорный типа ТОЛ-10

Т – трансформатор тока

П - проходные

О – однофазные

Л – литая изоляция

10 – номинальное напряжение, кВ

Х – номинальный ток первичной обмотки, А

Х - номинальный ток вторичной обмотки, А

У – климатическое исполнение по ГОСТ-15150

Рис. 12б Трансформатор тока измерительный проходной типа ТПОЛ-10

Т – трансформатор тока

Ш - шинные

Л – литая изоляция

10 – номинальное напряжение, кВ

Х – номинальный ток первичной обмотки, А

Х - номинальный ток вторичной обмотки, А

У – климатическое исполнение по ГОСТ-15150

Рис. 12в Трансформатор тока измерительный проходной типа ТШЛ-10

Т – трансформатор тока

О - однофазные

Л – литая изоляция

35 – номинальное напряжение, кВ

Х – номинальный ток первичной обмотки, А

Х - номинальный ток вторичной обмотки, А

У – климатическое исполнение по ГОСТ-15150

Рис. 12г Трансформатор тока измерительный опорный с литой изоляцией типа ТОЛ-35

Все измерительные маслонаполненные трансформаторы тока имеют такие же конструктивные недостатки, как и ТН. Это непосредственный контакт трансформаторного масла с воздушной средой, который приводит к его увлажнению и снижению изоляционных параметров измерительного трансформатора. Применение резиновых прокладок для создания герметичности конструкции ТТ не обеспечивает её плотности в течение всего периода эксплуатации. Техническое обслуживание этого типа трансформаторов напряжения требует значительных затрат. Конструкция маслонаполненного трансформатора тока со свободным дыханием представлена на рисунке 13.

Рис. 13 Конструкция трансформатора тока типа ТФН110на 750 - 2000 А.

1 - первичная и вторичная обмотки; 2 - фарфоровая покрышка; 3 - трансформаторное масло; 4 - цоколь; 5 - коробка вторичных выводов; 6 - масловыпускатель; 7 - щиток с техническими данны­ми; 8 - кабельная муфта; 9 - сухарь; 10 - маслорасширитель; 11 - кожух (экран); 12 - маслоуказатель; 13 - болт влаговыпускателя; 14 - вывод

Л 1 первичной обмотки; 15 - вывод Л 2 первичной обмотки; 16 - переключатель первичной обмотки; 17 - крышка; 18 - дыхательный клапан; 19 - роговой разрядник.

На рисунке 14 представлен установленный комплект маслонаполненных ТТ 110 кВ на подстанции

Рис. 14 Комплект маслонаполненных ТТ 110 кВ установленный на подстанции

Герметичный маслонаполненный трансформатор тока представляет собой систему, состоящую из трех узлов: верхний и нижний блоки, центральная токопроводящая изолированная часть, содержащая фарфор или композит в качестве внешней изолирующей системы (см. фото 15). Головная часть трансформатора содержит активную часть, расположенную во взрывобезопасном корпусе, заполненном высококачественным трансформаторным маслом, оптимизированным на минимальное содержание масла, а также герметизированный маслорасширитель с индикатором масла, обеспечивающим лёгкость и доступность определения уровня масла в трансформаторе. Маслорасширитель комплектуются расширительными мембранами из нержавеющей стали. Заполнение и отбор трансформаторного масла производится через клапан, установленный на корпусе трансформатора тока. Конструкция масляного герметичного трансформатора тока имеет взрывозащищённый корпус. Головная часть прорывается при повышении давления без осколков и исключается возможность возникновения пожара. Металлические части трансформатора выполнены из алюминия и нержавеющей стали. В трансформатор заливается масло фирмыNynasNytro3000. При необходимости, заполнение или отбор трансформаторного масла для анализа из трансформатора тока осуществляется с помощью специального клапана, расположенного в нижней части ТТ.

Рис. 15 Фото установки масляных герметичных трансформатор тока типа JOF123 фирмыPFIFFNERна подстанции

Срок службы герметичного маслонаполненного ТТ более 45 лет, первое техническое обслуживание через 25 лет. Очень низкие эксплуатационные затраты.

Конструкция отечественных и зарубежных герметичных газонаполненных трансформаторов тока практически одинаковы за исключением некоторых деталей. Элегазовый трансформатор тока серии ТРГ (завод изготовитель ЗАО «Энергомаш Екатеринбург» рисунок 16) представляет собой конструкцию, в верхней части которой расположен металлический корпус,

Трансформаторы тока и напряжения высокого напряжения внутренней и наружной установки предназначены для измерения тока и напряжения, питания схем релейной защиты, изолирования измерительных приборов, реле, обслуживающего персонала от высокого напряжения и применяются в ОРУ и ГРУ сетей переменного и постоянного тока, а также в устройствах защиты и регулирования, в токопроводах генераторных распределительных устройств.
Предназначенные для работы в ОРУ ТТ и ТН, отличаются от таковых для внутренней установки требованиями к характеристикам окружающей среды.
Трансформаторы внутренней установки предназначены для работы в отапливаемых или неотапливаемых помещениях при определенных характеристиках окружающей среды. Различное климатическое исполнение ТТ и ТН и категория их размещения установлены ГОСТ 15543-70.
Группы ТТ и ТН как внутренней, так и наружной установки весьма разнообразны и по конструктивному исполнению. Это обусловлено различной компоновкой РУ, их габаритами, способами крепления трансформаторов и т.п. Кроме того, на конструктивное исполнение ТТ и ТН в известной мере оказывают влияние номинальные параметры. Так, однофазные ТН могут иметь либо один, либо два ввода первичной обмотки, изоляция которых соответствует полному рабочему напряжению. В зависимости от этого ТН называются однополюсными или двухполюсными. Трехфазные ТН выполняются трехстержневыми и пятистержневыми.
В трансформаторах часто применяется литая изоляция. В таких конструкциях трансформатора полностью или частично (одни обмотки) залиты компаундной массой или эпоксидной смолой. Такие ТТ и ТН при внутренней установке имеют меньшую массу и габариты и не требуют ухода при эксплуатации; этим они выгодно отличаются от масляных трансформаторов, где для изоляции обмоток от заземленных частей и их предохранения от увлажнения применяют масляное заполнение.
Для КРУЭ применяют трансформаторы с элегазовым наполнением.
Вследствие сравнительной дешевизны получили широкое применение встроенные ТТ - это трансформаторы, в которых отсутствуют не только первичная обмотка, но и изоляция между элементами токоведущих частей (выполняющих роль первичной обмотки) и вторичной обмоткой. Встроенные ТТ устанавливаются на баковых масляных выключателях, на ряде проходных изоляторах в РУ на шинных опорах, а также на генераторных токопроводах. На одном аппарате возможна установка нескольких встроенных ТТ.
Основную часть стоимости обычного ТТ составляет стоимость первичной обмотки и ее изоляции относительно земли. Во встроенном ТТ этих элементов нет; кроме того, существенное снижение стоимости встроенных ТТ достигается за счет снижения затрат на ошиновку, отчуждение территории. Причем, чем выше номинальное напряжение аппарата тем выше эффективность от применения встроенного ТТ. Размеры встроенного ТТ определяются в основном размерами проходного изолятора или токопровода.
Для улучшения характеристик встроенных ТТ приходится увеличивать поперечное сечение магнитопровода и применять лучшие сорта электротехнической стали или методы компенсации токовой погрешности.
Последовательное соединение двух одинаковых встроенных ТТ равносильно удвоению поперечного сечения магнитопровода. Параллельное соединение приводит к удвоению номинального вторичного тока.. Изоляция магнитопровода и вторичной обмотки в процессе эксплуатации может увлажняться от воздействия сырого воздуха, подвергаться воздействию росы, трансформаторного масла и т.п. Поэтому изоляция должна быть влагостойкой, механически прочной и маслостойкой.
Встроенные ТТ для силовых ТТ и выключателей получили применение на номинальные напряжения 10 - 1500 кВ и могут иметь воздушное (естественное или принудительное) либо водяное (масляное) охлаждение.

Ввиду ограниченного объема главы рассмотрим в ней лишь некоторые конструкции ТТ и ТН.

Рис. 1. Трансформатор тока ТШЛО-20

1. Трансформаторы тока ТШЛО-2 0 предназначены для передачи сигнала измерительной информации на схемы поперечной дифференциальной защиты турбогенераторов (рис. 1). Нормальная работа ТТ обеспечивается при невзрывоопасной, не содержащей агрессивных газов, паров и пыли окружающей среды, при защищенности места установки ТТ от попадания брызг воды, масла, эмульсии и т. п., при воздействии механических факторов внешней среды в соответствии с ГОСТ 17516-72.
Трансформатор тока типа Т1Ш10-20 - шинный, с литой изоляцией, опорного типа, весьма компактен и надежен в эксплуатации. Номинальное напряжение 20 кВ, номинальный коэффициент трансформации 1500/5.
В конструктивном отношении ТТ представляет собой Т-образный литой блок с залитыми в нем магнитопроводом (сердечником), на который наложена вторичная обмотка, и первичной обмоткой. Первичная обмотка представляет собой трубу (см. рис. 1) с расплющенными концами в виде лопаток. В каждой лопатке имеется по одному отверстию диаметром 14 мм для присоединения медных шин.
Выводы вторичной обмотки и вывод ее экрана расположены на литой опоре трансформатора. Вывод экрана при помощи проводника соединен с основанием, имеющим болт заземления.

Рис. 2. Трансформатор тока ТПОЛ-20
В основании имеются четыре отверстия диаметром 14 мм для крепления ТТ.
2. Трансформаторы тока ТПОЛ-20 и ТПОЛ-35 предназначены для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в закрытых РУ на номинальные напряжения 20 и 35 кВ.
Номинальная работа ТТ обеспечивается при тех же условиях, что и трансформатора тока ТШЛО-20.
Трансформаторы ТПОЛ-20 и ТПОЛ-35 - проходные, одновитковые, с литой изоляцией.
Трансформатор тока (рис. 2) имеет две независимые вторичные обмотки, каждая из которых намотана на кольцевой ленточный магнитопровод. Вторичные обмотки вместе с первичной обмоткой, выполненной из медной трубы, проходящей через "окно" вторичных обмоток, залиты в эпоксидный компаунд и образуют изоляционный блок. В средней части блока залиты три специальные гайки для крепления фланца, с которыми электрически соединены экраны вторичных обмоток. На фланце имеются четыре отверстия диаметром 14 мм для крепления ТТ на месте установки, болт М8 для заземляющей шины (провода).
Выводы первичной обмотки имеют плоскую форму и снабжены болтами и гайками М12 для присоединения шин первичной цепи. Выводы вторичных обмоток расположены на приливе изоляционного блока в выемке фланца.

3. наружной установки применяется в ОРУ и предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и устройствам защиты и управления в сетях переменного тока частоты 50 и 60 Гц с заземленной нейтралью.
Трансформатор тока ТФНУ-66 для наружной установки выполнен в фарфоровой покрышке с усиленной изоляцией, на номинальное напряжение 66 кВ. Масса трансформатора с маслом 830 кг.
Трансформатор (рис. 3) опорного типа, состоит из первичной и вторичной обмоток, изолированных кабельной бумагой и помещенных в фарфоровую покрышку, заполненную трансформаторным маслом. Первичная обмотка представляет собой петлю и имеет две секции, соединяемые последовательно или параллельно, благодаря чему трансформатор можно включить на токи 200 и 400, 600 и 1200 А соответственно. Выводы первичной обмотки укреплены в стенке фарфоровой покрышки. Секции переключаются перестановкой контактных перемычек, расположенных снаружи покрышки.

Рис. 3. Трансформатор тока ТФНУ-66

Вторичная обмотка состоит из трех обмоток, изолированных одна от другой и заключенных в общую бумажную изоляцию. Две из них (P1 и Р2) предназначены для релейной защиты, одна (класса точности 0,5) - измерительная.
На крышке трансформатора имеется воздухоосушитель, предназначенный для очистки от влаги и пыли воздуха, поступающего в трансформатор.
Опорой трансформатора, на которой монтируются элементы его конструкции, является цоколь. Крепление фарфоровой покрышки к цоколю - механическое. Уплотнение соединений достигается за счет прокладок из маслостойкой резины.
Слив и отбор проб масла осуществляются через масловыпускной патрубок.
Коробка вторичных выводов расположена на одной из стенок цоколя. В нижней части коробки выводов находятся отверстия для установки двух кабельных муфт, имеющих отверстия для разделки и укрепления кабелей, подходящих к выводам вторичных обмоток. Коробка вторичных выводов закрыта крышкой.

4. Трансформаторы тока наружной установки типов ТРН 500 и ТРН 750 предназначены для питания цепей измерительных приборов и релейной защиты и применяются в сетях переменного тока напряжением 500 и 750 кВ, частотой 50 Гц с большим током замыкания на землю.
Нормальная работа трансформаторов обеспечивается на высоте не более 500 м над уровнем моря, при температуре окружающего воздуха от +40 до -40 °С. Трансформаторы ТРН выпускаются с рымовидными обмотками с номинальным первичным током 1000 - 2000 А при номинальном вторичном токе, равным 1 А.

Рис. 4. Трансформатор тока ТРН-500
Опорные маслонаполненные двухступенчатые каскадные ТТ (рис. 4) выполнены с рымовидными обмотками. Внутренняя бумажно-масляная изоляция с проводящими выравнивающими потенциал прокладками нанесена на вторичные обмотки с сердечниками равномерно. Роль внешней изоляции ступени выполняет опорная фарфоровая покрышка.
Каждая ступень трансформатора конструктивно представляет собой самостоятельный элемент.
Верхняя ступень устанавливается на верхнем корпусе нижней ступени и соединена с ней механически и электрически. Нижняя ступень смонтирована на сварном основании. Обе ступени связаны с основанием растяжками из изоляторов типа СП-110. Обе ступени заполнены трансформаторным маслом. Герметизация внутренней полости каждой ступени позволяет защищать масло от увлажнения и окисления, причем изменение его объема при температурных перепадах осуществляется за счет использования металлических сильфонов - компенсаторов.
На наружной части верхнего корпуса смонтирован переключатель, посредством которого две одинаковые секции первичной обмотки верхней ступени соединяются последовательно или параллельно, что обеспечивает два значения коэффициента трансформации, находящихся в отношении 1:2.
Блок вторичной обмотки верхней ступени и покрышка установлены на сварном металлическом цоколе, в котором размещены выводы обмотки и патрубок для отбора проб масла.
Блок вторичных обмоток нижней ступени и покрышка установлены на сварном металлическом цоколе, в котором размещены выводы всех четырех обмоток, зажим потенциальной обкладки, патрубок для отбора проб масла и гнездо для крепления кабельной муфты.
В верхнем корпусе верхней ступени установлена защитная арматура для предотвращения коронирования при рабочем напряжении.
Масса трансформатора тока типа ТРН-500 - 7 т, ТРН-750 - 9 т.

5. Трансформатор напряжения типа НДЕ-750 предназначен для питания измерительных приборов и защитных устройств в электрических системах переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 750 кВ с заземленной нейтралью (рис. 5).
Емкостный делитель трансформаторного напряжения включает в себя четыре конденсатора связи ДМРИ-188-3-0,012У1 и конденсатор отбора мощности ДМРИ-15-0.105У1.
Электромагнитное устройство состоит из реактора, однофазного трехобмоточного понижающего трансформатора и демпфера, размещенных в общем баке с масляным наполнением.

Рис. 5. Трансформатор напряжения НДЕ-750

Основные узлы высокочастотного заградителя - катушка индуктивности, разрядник, конденсатор и резистор - компонуются в фарфоровой покрышке, установленной на двух опорных изоляторах.
Кроме перечисленных устройств, в состав трансформатора НДЕ-750 входят вентильный разрядник РВС-20 и однополюсный разъединитель РНДЭ-35 с ручным приводом.

6. Трансформаторы тока для элегазовых КРУ . Трансформаторы тока, применяемые в КРУЭ, выполняются в виде отдельных блоков, которые соединяются с другими блоками КРУЭ. На рис. 6 изображен блок ТТ для отечественного КРУЭ на 110 кВ.
Первичной обмоткой является медный стержень 3, закрепленный в фасонной шайбе 2 из специального эпоксидного материала. Фасонная шайба крепится посредством прижимного кольца к алюминиевому корпусу 1.. Два магнитопровода 5 с намотанными на них вторичными обмотками с помощью латунных упорных шайб 12, цилиндра 10, стеклотекстолитового кольца 8 и упорных винтов 9 закреплены внутри корпуса 1. Между обоими магнитопроводами находится стеклотекстолитовое кольцо 11 с вырезом для выводов вторичных об моток. Выводные концы вторичных обмоток присоединены к проходному изолятору 6. От проходного изолятора сделаны выводы на клеммы 4, которые закрыты кожухом 7. Вторичные обмотки ТТ секционированы и имеют выводы на 600, 800 и 1200 А. Номинальный вторичный ток 1 А. Класс точности 0,5. При сборке КРУЭ концы первичной обмотки 3 входят в розеточные контакты соседних блоков КРУЭ (на рисунке эти контакты не показаны), а фланцы корпуса 1 соединяются с корпусами соседних блоков. По окончании сборки КРУЭ его внутреннее пространство заполняется элегазом. Элегаз является изолирующей средой между первичной и вторичными обмотками.

Рис. 6. Трансформатор тока для элегазового КРУ на 110 кВ