Класс точности трансформатора тока: какие бывают, как определить и проверить
Профессиональный подбор трансформаторного оборудования от компании «Арктика»
Почему выбирают нас:
- Индивидуальный подход к каждому проекту
- Экспертный анализ
- Гарантия качества
Трансформаторы в наличии на складе!
Доверьте подбор промышленного оборудования профессионалам!
Для получения консультации или оформления заказа обращайтесь:
- по телефону 8 800 301 79 59
- на электронную почту transformator1@ruteh.ru
Содержание
- Что такое класс точности трансформатора тока
- Какие бывают классы точности трансформаторов тока
- Чем отличается класс точности 0,5 от 0,5S
- Чем защитная обмотка отличается от измерительной
- Как маркируется класс точности на шильдике
- Вторичная нагрузка и точность
- Как определить класс точности трансформатора тока
- Как проверить класс точности трансформатора тока
- Какой класс точности нужен: учёт и защита
- Пример: выбираем класс для ячейки КРУ 10 кВ
- Типовые ошибки при выборе класса точности
- Часто задаваемые вопросы
- Заключение
Что такое класс точности трансформатора тока
Класс точности трансформатора тока показывает, на сколько процентов реальный вторичный ток вправе отличаться от расчётного. Чем меньше число в обозначении, тем выше точность. Счётчик, подключённый через такой прибор, видит не настоящий ток сети, а его уменьшенную копию. Насколько эта копия честная, как раз и говорит класс.
Погрешность у любого трансформатора есть всегда. Часть тока уходит на намагничивание сердечника, часть теряется в обмотках. Поэтому производитель не обещает идеал, а гарантирует предел: ошибка не выйдет за границы, которые задаёт ГОСТ 7746-2015.
Нормируют два вида ошибки:
- токовая погрешность — отличие вторичного тока от расчётного, в процентах;
- угловая погрешность — сдвиг фаз между первичным и вторичным током, в минутах;
- полная погрешность — для защитных обмоток при больших токах короткого замыкания.
Класс объединяет эти параметры в одну цифру. Он работает только при выполнении двух условий: вторичная нагрузка лежит в заданных пределах, а ток находится в рабочем диапазоне. Выйдете за них — гарантия пропадает.
Какие бывают классы точности трансформаторов тока
Все классы делятся на две большие группы. Первая — измерительные, они нужны для учёта и приборов. Вторая — защитные, они работают с релейной защитой. Какие классы существуют на практике, видно из списка:
- измерительные: 0,1; 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S; 1; 3; 5;
- защитные: 5P и 10P;
- специальные защитные: PX, PR и их разновидности для сложных схем.
Лабораторные образцы встречаются редко. Для коммерческого учёта чаще берут 0,5S и 0,2S. Классы 3 и 5 годятся для грубых показывающих приборов, где достаточно прикинуть значение на глаз.
Числовые пределы для измерительных обмоток собраны в таблице. Токовая погрешность дана в процентах, угловая — в минутах, значения приведены для номинальной нагрузки.
| Класс | Ток, % от номинального | Токовая погрешность, ±% | Угловая погрешность, ±мин |
|---|---|---|---|
| 0,2 | 5 / 20 / 100–120 | 0,75 / 0,35 / 0,2 | 30 / 15 / 10 |
| 0,2S | 1 / 5 / 20 / 100–120 | 0,75 / 0,35 / 0,2 / 0,2 | 30 / 15 / 10 / 10 |
| 0,5 | 5 / 20 / 100–120 | 1,5 / 0,75 / 0,5 | 90 / 45 / 30 |
| 0,5S | 1 / 5 / 20 / 100–120 | 1,5 / 0,75 / 0,5 / 0,5 | 90 / 45 / 30 / 30 |
| 1 | 5 / 20 / 100–120 | 3 / 1,5 / 1 | 180 / 90 / 60 |
Для классов 3 и 5 нормируют только токовую погрешность — в пределах 3 и 5 процентов при токе от 50 до 120 процентов номинала. Угол там не учитывают. Перед проектом сверьте цифры с действующей редакцией стандарта и паспортом конкретной модели.
Чем отличается класс точности 0,5 от 0,5S
Разница скрыта в букве S. Она означает расширенный диапазон: обмотку проверяют начиная с 1 процента номинального тока, а не с 5. Так трансформатор остаётся точным на лёгкой нагрузке.
Почему это важно? Ночью и в выходные предприятие потребляет мало, ток во вторичной цепи падает. Обычный класс 0,5 в этой зоне не нормируется, и счётчик может недоучитывать энергию. Класс 0,5S держит заявленную ошибку даже там.
| Параметр | Класс 0,5 | Класс 0,5S |
|---|---|---|
| Нижняя граница нормирования | 5 % номинального тока | 1 % номинального тока |
| Точек проверки | 4: 5, 20, 100, 120 % | 5: 1, 5, 20, 100, 120 % |
| Ошибка при токе 5 % | до ±1,5 % | до ±0,75 % |
| Основное применение | технический учёт, приборы | коммерческий учёт |
Сам по себе трансформатор класса 0,5S не «лучше» в полном токе: при номинале обе обмотки дают ошибку до 0,5 процента. Выигрыш виден именно на малых токах. Для расчётов между поставщиком и потребителем он ощутим в деньгах.
Чем защитная обмотка отличается от измерительной
Измерительная обмотка должна быть точной около номинального тока и насыщаться при аварии. Это защищает счётчик от перегрузки. Защитная обмотка устроена наоборот: ей нужно честно передать реле большой ток короткого замыкания.
Буква P в обозначении происходит от слова protection, то есть защита. Число перед ней — предел полной погрешности в процентах при предельной кратности. Для 5P это 5 процентов, для 10P — 10 процентов.
- 5P: токовая погрешность при номинале до ±1 %, угловая до ±60 минут;
- 10P: токовая погрешность при номинале до ±3 %, угол не нормируют;
- предельная кратность — число, во сколько раз ток может превысить номинал без выхода за класс.
Если счётчик по ошибке подключить к защитной обмотке, он будет учитывать неточно: у неё слишком большая погрешность в рабочем диапазоне. А если реле подключить к измерительной, при коротком замыкании сердечник насытится, и защита не сработает вовремя.
Как маркируется класс точности на шильдике
Обозначение читается слева направо. Возьмём типичную запись: «0,5S/10P10, 10/15 ВА». Две части через косую черту относятся к двум обмоткам. Первая обслуживает учёт, вторая — защиту.
| Фрагмент | Расшифровка |
|---|---|
| 0,5S | измерительная обмотка, расширенный диапазон от 1 % |
| 10P10 | защитная обмотка, полная погрешность 10 %, предельная кратность 10 |
| 10 ВА | номинальная вторичная нагрузка измерительной обмотки |
| 15 ВА | номинальная вторичная нагрузка защитной обмотки |
| 600/5 | номинальные первичный и вторичный токи, в амперах |
Обратите внимание на букву: в документах её нередко пишут русской «Р», хотя по смыслу это латинская P. Для вас разницы нет, обозначение 10Р читается одинаково. Но при поиске в каталогах стоит пробовать оба написания.
Вторичная нагрузка и точность
Класс гарантирован лишь при определённой вторичной нагрузке. Нагрузка — это полное сопротивление всего, что подключено ко вторичной обмотке: приборов, проводов и контактов. Её выражают в омах или в вольт-амперах.
Связь простая: Z = S / I², где S — мощность в ВА, а I — вторичный ток. Для 10 ВА при токе 5 А выходит 0,4 Ом. При токе 1 А та же мощность даёт уже 10 Ом.
- для классов от 0,1 до 1 нагрузка должна лежать между 25 и 100 % номинальной;
- для классов 3 и 5 — между 50 и 100 %;
- выше номинала сердечник насыщается, ошибка растёт;
- слишком малая нагрузка тоже искажает результат.
Многие забывают про провода. Длинный кабель тонкого сечения «съедает» несколько ВА. Поэтому счётчик, который сам потребляет доли ватта, может оказаться в нарушении: класс при такой нагрузке уже не обещан.
Как определить класс точности трансформатора тока
Определить класс проще всего по документам и маркировке. Сложного прибора не потребуется. Идите по шагам:
- Найдите шильдик на корпусе. Там указаны коэффициент трансформации, класс и нагрузка.
- Откройте паспорт. В нём класс записан для каждой вторичной обмотки отдельно.
- Проверьте свидетельство о поверке. В нём указан диапазон и класс, по которому проводили испытания.
- Сравните данные с проектом. Класс не должен быть ниже требуемого.
Если шильдик стёрт, а бумаг нет, по внешнему виду класс не определить. Тип прибора даёт только ориентир. В такой ситуации нужна поверка: лаборатория измерит погрешности и подтвердит или опровергнет заявленное.
У многовитковых и нескольких обмоток класс стоит смотреть для каждой отдельно. Одна обмотка может быть 0,5S, другая — 10P, а третья вообще не имеет класса и годится только для сигнализации.
Как проверить класс точности трансформатора тока
Проверка класса — это измерение погрешностей и сравнение их с пределами ГОСТ. Делают её двумя способами. Первый — поверка в аккредитованной лаборатории. Второй — проверка на месте с передвижным комплектом.
Принцип такой. К эталонному и испытуемому трансформаторам подают один и тот же ток. Прибор-компаратор сравнивает вторичные токи и показывает разность по величине и по фазе. Измерения повторяют при 1, 5, 20, 100 и 120 процентах номинала, в зависимости от класса.
- Подготовка: отключите установку, снимите напряжение, оформите допуск.
- Подключение: соберите схему по методике поверки, заземлите вторичную цепь.
- Нагрузка: задайте номинальную и 25 % от неё.
- Результат: сопоставьте погрешности с таблицей класса.
Поверку проводят по методике ГОСТ 8.217-2003. Межповерочный интервал указан в описании типа, чаще всего он составляет 8 лет. Результат попадает в протокол и в сведения о средствах измерений, и покупатель легко их проверит.
Ключевое правило безопасности: вторичную обмотку работающего трансформатора нельзя размыкать. Без нагрузки на ней возникает опасное напряжение, а сердечник перегревается. Перед отключением счётчика замкните обмотку на клеммной колодке.
Какой класс точности нужен: учёт и защита
Выбор определяют назначение цепи и требования документов. ПУЭ и правила рынков электроэнергии задают минимум для расчётного учёта, а проект и условия сетевой организации могут его повысить. Уточняйте формулировки в действующей редакции.
| Назначение | Рекомендуемый класс | Комментарий |
|---|---|---|
| Коммерческий учёт на предприятии | 0,5S или 0,2S | точен на малых токах |
| Технический учёт | 0,5 или 1 | достаточно для контроля цехов |
| Амперметры и щитовые приборы | 1, 3 или 5 | важна наглядность, не точность |
| Релейная защита общего вида | 10P | самый распространённый вариант |
| Защита с жёсткими требованиями | 5P | для чувствительных реле и дифзащит |
Для линий с большой мощностью лучше брать класс повыше: цена ошибки в рублях там выше. А вот для небольшой подстанции переплата за 0,2S редко оправдана, хватит 0,5S.
Пример: выбираем класс для ячейки КРУ 10 кВ
Допустим, на вводе ячейки КРУ стоит коммерческий счётчик и амперметр, а ещё есть реле максимальной токовой защиты. Токи не превышают 250 А, выбираем трансформатор 300/5. Получается две обмотки: одна для учёта, другая для защиты.
Считаем нагрузку измерительной обмотки. Счётчик потребляет около 1 ВА, амперметр — 0,5 ВА. Контрольный кабель медный, сечением 2,5 мм², длиной 10 метров в один конец, значит, петля составляет 20 метров. Сопротивление петли равно 0,0175 × 20 / 2,5 = 0,14 Ом.
| Составляющая | Расчёт | Нагрузка, ВА |
|---|---|---|
| Счётчик | по паспорту | 1,0 |
| Амперметр | по паспорту | 0,5 |
| Провода | 25 А² × 0,14 Ом | 3,5 |
| Контакты | 25 А² × 0,05 Ом | 1,25 |
| Итого | 6,25 |
Берём обмотку 0,5S с номинальной нагрузкой 10 ВА. Фактические 6,25 ВА составляют около 62 процентов — это внутри допустимых 25–100. Для реле выбираем 10P10 на 15 ВА: ток короткого замыкания в десять раз превышает номинал не всегда, но запас по кратности у защиты должен быть. Итоговая запись: 300/5, 0,5S/10P10.
Типовые ошибки при выборе класса точности
Ошибки повторяются от проекта к проекту. Вот самые частые:
- выбрали 0,5 вместо 0,5S для объекта с большой разницей между дневной и ночной нагрузкой;
- не учли сопротивление проводов и контактов;
- взяли завышенный номинальный ток, и счётчик работает на 5 % нагрузки;
- подключили счётчик к защитной обмотке;
- не проверили срок поверки и дату выпуска;
- выбрали слишком большую номинальную нагрузку — при малой реальной ошибка выходит за пределы.
Последняя ошибка встречается чаще всего. Кажется, что трансформатор на 30 ВА «надёжнее», чем на 10 ВА. На деле, если подключено 1 ВА, нагрузка не дотягивает до 25 процентов, и класс не гарантирован. Подбирайте мощность так, чтобы реальная нагрузка лежала в середине допустимого интервала.
Часто задаваемые вопросы
- Можно ли питать счётчик от защитной обмотки?
Нет. У защитной обмотки большая погрешность в рабочем диапазоне, поэтому учёт будет неточным. Для счётчика используйте измерительную обмотку класса 0,5S или 0,2S.
- Какой класс точности нужен для счётчика?
Для коммерческого учёта чаще всего выбирают 0,5S, для крупных потребителей — 0,2S. Для технического учёта подойдёт 0,5 или 1. Точное требование зависит от мощности объекта и документов сетевой компании.
- Бывает ли один трансформатор с разными классами обмоток?
Да. Типичная схема — две и более вторичных обмоток на одном корпусе. Например, 0,5S для счётчика и 10P для реле. Каждая обмотка имеет свою нагрузку и свой класс.
- Как определить требуемую вторичную нагрузку?
Сложите потребление всех приборов, потери в проводах и в контактах. Результат сравните с номинальной нагрузкой: он должен лежать в пределах от 25 до 100 процентов. Если выходит за границы, измените сечение кабеля или номинал нагрузки.
- Чем отличается класс точности 0,5 от 0,5S?
Класс 0,5S нормируется начиная с 1 процента номинального тока, а обычный 0,5 — с 5 процентов. Поэтому S-вариант точнее на малых токах и лучше подходит для расчётного учёта.
Заключение
Класс точности трансформатора тока — это обещание производителя: ошибка не выйдет за известные пределы при заданной нагрузке. Для учёта берите измерительные обмотки с буквой S, для защиты — 5P или 10P. Посчитайте вторичную нагрузку до закупки, сверьте шильдик с паспортом и поверкой. Тогда счётчик покажет реальный расход, а реле сработает вовремя.
