Последствия при перегрузке трансформаторов тока (реальный пример)

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В сегодняшней статье я хотел бы поделиться с Вами информацией по перегрузке трансформаторов тока и последствиями, возникающими при этом явлении.

В качестве примера я сошлюсь на реальный случай, который произошел буквально на днях на одной из распределительных подстанций.

В общем, дело было так. Низковольтная распределительная подстанция, щит 220 (В).

Прошу обратить внимание на то, что трехфазные сети с изолированной нейтралью и линейным напряжением 220 (В) и 500 (В) все еще используются у нас на производстве, поэтому особо не удивляйтесь.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_1

На одном из фидеров ведется коммерческий учет электроэнергии с помощью счетчика ПСЧ-4ТМ.05МК.16, который подключен через два трансформатора тока ТОП-0,66 с коэффициентом трансформации 50/5. Сейчас про схему подключения я говорить не буду — на эту тему читайте отдельную статью: схемы подключения счетчиков электрической энергии через трансформаторы тока.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_2

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_5

Для контроля тока нагрузки в фазе А подключен щитовой амперметр типа Э30, откалиброванный на коэффициент трансформации 50/5.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_3

Вот принципиальная однолинейная схема этого присоединения.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_6

Вот графики нагрузок за последние 2 месяца: сентябрь и октябрь. Эти данные я выгрузил из 30-минутных профилей мощности данного электросчетчика.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_7

Средняя нагрузка за сентябрь составила 8,04 (А), максимальная нагрузка — 43,2 (А).

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_8

Средняя нагрузка за октябрь составила 11,7 (А), максимальная нагрузка — 103,05 (А).

Ничего не предвещало беды, пока потребитель однажды резко не увеличил потребляемую мощность. Как видите, с середины октября нагрузка стала частенько превышать 50 (А). Дело в том, что в это время потребитель приобрел и установил какой-то мощный станок. Соответственно, нагрузка на фидере резко возросла и порой превышала более 100% от номинального первичного тока наших ТТ.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_14

Но всем известно, что у трансформаторов тока имеется некоторая перегрузочная способность и он способен кратковременно выдерживать некоторое увеличение нагрузки.

Существует единственный и действующий ГОСТ 7746-2001, по которым изготавливают трансформаторы тока и в котором упоминается про их допустимую перегрузку. В п.6.6.2 этого ГОСТа говорится следующее:

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_9

А вот эта самая таблица 10 (для наглядности я ее разбил на несколько частей).

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_10

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_12

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_15

Как видите, наибольший рабочий первичный ток не у всех ТТ превышает номинальный.

Чуть ниже по тексту в этом ГОСТе имеется примечание о том, что допускается кратковременно увеличивать первичный ток трансформаторов тока на 20% по отношению к его наибольшему рабочему первичному току, но по согласованию с производителем и не более 2 часов в неделю.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_16

В нашем же случае потребитель ничего не согласовывал, а просто увеличил первичный ток ТТ даже не на 20%, а более, чем на 100%, что и привело к следующим последствиям.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_17

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_18

Повышенный ток вызвал значительный нагрев обмоток ТТ. По фотографиям оплавленных корпусов уже снятых трансформаторов тока видно, что в основном грелась вторичная обмотка. Это объясняется тем, что при превышении тока нагрузки магнитопровод мог уйти в насыщение, а следовательно, грелась не только вторичная обмотка, но и само «железо».

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_19

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_20

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_21

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_22

Если бы оперативный персонал при периодическом осмотре вовремя не заметил зашкалившую стрелку амперметра и не почувствовал запах гари и оплавленной изоляции, то последствия могли быть еще более серьезней, например, вплоть до короткого замыкания. Вот ссылочка, где на примерах из своей практики я рассказывал про последствия от коротких замыканий. Тогда бы точно пришлось менять не только трансформаторы тока.

Поэтому и было решено немедленно отключать данный фидер!

По этому инциденту пока еще ведется расследование, но в любом случае за нарушение эксплуатации электроустановки потребитель понесет наказание, согласно действующего законодательства (скорее всего штраф). Естественно, что ему же придется оплатить приобретение новых трансформаторов тока и услуги по их замене.

С учетом изменившейся нагрузки потребитель запросил увеличить выделяемую мощность, поэтому было решено установить трансформаторы тока ТТИ-А с коэффициентом трансформации 150/5, что мы успешно и сделали. Также нам пришлось заменить щитовой амперметр, откалиброванный на коэффициент 150/5 с пределом 150 (А).

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_23

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_24

Замену трансформаторов тока, как на высоковольтных, так и на низковольтных подстанциях, по тем или иным причинам мы производим с регулярной периодичностью.

Вот буквально около месяца назад на этой же подстанции мы производили замену стареньких трансформаторов тока КЛ-0,66 на ТТИ-А. У меня даже фотографии сохранились — до замены и после. Причина замены: не прошли очередную поверку.

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_25

peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока_26

Зачастую старые ТТ, в основном такие как, ТК-10 или ТК-20 выходят из строя по причине ухудшения изоляции первичной обмотки, но об этом я напишу как-нибудь в следующий раз.

В конце статьи посмотрите видеоролик, который я снял в момент перегрузки трансформаторов тока на данном фидере — очень впечатляет такой режим работы:

P.S. Будьте внимательны и не перегружайте трансформаторы тока свыше номинальных или допустимых значений. Спасибо за внимание.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


45 комментариев к записи “Последствия при перегрузке трансформаторов тока (реальный пример)”

  1. Александр:

    Как-то странно — безопасность зависит от человеческого фактора — насколько потребитель будет следить за соблюдением установленной для него мощности.
    Даже в квартирных щитках любая линия или устройство защищено автоматом соответствующего номинала, и если я вдруг включу в розетку устройство киловатт на 7 — то у меня не расплавится розетка, не загорится провод и не выгорит ничего в щитке, а сработает автомат B16.
    Почему здесь не так?

  2. Мотобайкер:

    А что потом с виновником стало? Имхо, наверняка его штрафанули на весьма кругленькую сумму (+ компенсация ущерба за оплавленный трансформатор).

  3. Админ:

    Александр, у потребителя в ВРУ установлен вводной автомат с номинальным током 40 (А), который и ограничивает его потребляемую мощность. Как он сумел потреблять больше, мне не известно. Доступа к его ВРУ у меня лично нет (не моя компетенция), поэтому могу только предполагать. Как вариант это, либо не исправен вводной автомат, либо он сделал шунтирующие перемычки. Скорее всего второе, т.к. автомат не опломбирован, а прибор учета установлен у нас на подстанции — вот и «качал» мощности больше, чем положено по ТУ.

    Мотобайкер, про штраф, расходы на приобретение новых ТТ и их установку я упоминал в статье.

  4. Данияр:

    Почему при номинальном токе отходящей линии автомата А3144 на 250А произвели установку ТТ на 50/5A? Почему нельзя было поставить 250/5A?

  5. Алех:

    интересно, на схеме присоединения указано,что автомат на 250А, а трансформаторы на 50?.. сэкономили на трансформаторах? ну тогда всё закономерно…

  6. ПАВ:

    Довольно странно- если нагрузкой вторички есть всего лишь измерительный прибор, точнее- вольтметр, почему не он? Откуда там может такой ток возникнуть, чтобы поплавило изоляцию? Ну зашкаливает прибор, и что с того? Это повод обмотке гореть, если прибор потребляет мизер?

  7. Мотобайкер:

    «если я вдруг включу в розетку устройство киловатт на 7 — то у меня не расплавится розетка, не загорится провод и не выгорит ничего в щитке, а сработает автомат B16″

    У автоматов есть такая нехорошая привычка — ломаться. Но в таком раскладе, быстрее сгорит автомат, либо магистральный стояк, либо предохранители во ВРУ, чем успеют оплавится трансформаторы на подстанции.

  8. Владимир:

    А что это за металлическая перемычка между фазами перед трансформаторами тока?

  9. Валерий Рюпин:

    Позвольте полюбопытствовать, почему после автомата на 250А стоит трансформатор тока на 50А? На каком основании? И очень странно после этого обвинять потребителя в том, что он сжёг ТТ =)))

  10. Админ:

    Данияр, Алех и Валерий Рюпин, прочитайте мой комментарий в самом начале обсуждения. Я уже объяснил, что у потребителя в ВРУ установлен вводной автомат с номинальным током 40 (А), который и ограничивает его потребляемую мощность. А сам прибор учета и трансформаторы тока установлены уже у нас на подстанции, т.е. на границе балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности.

    Естественно, что правильнее было — это установить на подстанции автомат 40 (А), но у нас не нашелся тепловой расцепитель на 40 (А) для старенького А3144, поэтому встал вопрос замены автомата на подстанции или установки в этой же линии автомата на 40 (А), но непосредственно у потребителя. Если смотреть с учетом расширения мощности, то логичнее второй вариант, т.к. потребитель уже «заикался» о расширении своего производства и просил на будущее увеличение мощности. Так и решили, сделав соответствующие изменения в проекте и ТУ. А вот как потребитель умудрился потреблять временами аж до 100 (А) при вводном автомате 40 (А)?! Либо автомат неисправен, либо делал шунтирующие перемычки…Других вариантов я не нахожу. P.S. Нужно добавить в статью схему всей линии.

    ПАВ, какой вольтметр? Речь в статье идет про токовые цепи. В качестве нагрузки у ТТ являются встроенные трансформаторы тока электронного счетчика и обмотка амперметра.

    Владимир, это не металлическая перемычка, а текстолитовая, для жесткости крепления шин, в особенности для фазы В.

  11. Валерий Рюпин:

    «Данияр, Алех и Валерий Рюпин, прочитайте мой комментарий в самом начале обсуждения. Я уже объяснил, что у потребителя в ВРУ установлен вводной автомат с номинальным током 40 (А), который и ограничивает его потребляемую мощность. А сам прибор учета и трансформаторы тока установлены уже у нас на подстанции, т.е. на границе балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности.» — а как это коррелирует с ПУЭ?

  12. Михаил:

    День добрый!
    Просто рекомендую устанавливать вместо ТТИ и ТТИ-А — ТОП-0,66 и ТШП-0,66…… а почему? Все просто, МПИ у данных ТТ 12 лет вместо 5 у ТТИ(А). Есть у IEK и сертификат на сайте.

  13. валера:

    тп можно большего номинала , неужели с подстанции всего один абонент или у каждого свой прибор учета ?

  14. Админ:

    Валерий Рюпин, требования ПУЭ в данном случае не нарушаются.

    Михаил, лично я не встречал трансформаторы тока с МПИ 12 лет. Раньше МПИ у всех выпускаемых ТТ был 3 года, затем увеличился до 5 лет и, по-моему, мне встречались с интервалом аж до 8 лет. Про 12 лет я даже и не слышал, но обязательно поищу. Если такие действительно уже есть на рынке, то спасибо за подсказку.

    Валера, на этом фидере именно так, одна линия — один абонент — один прибор учета.

  15. Марк:

    ответ ПАВ:дело в магнитной системе,которая перегревалась.Ее сечение уже не расчитано на такой магнитный поток.
    Кстати на соседних фидерах нормальные ТТ по автомату,а на этом в 5 раз ниже.

  16. ПАВ:

    Я бы не сказал, что нормальные- смотрите фото 9 с красным квадратом, пластик вокруг медной шины уже тоже слегка не того…

  17. Игорь:

    Такой вопрос, были у нас подрядчики, бурили землю под опоры. Только проект был 5ти летним, а проектировщики не актуализировали его на сегодняшний день. Хотя вся топосъемка была предоставлена. В общем повредили одну из трех жил высокой стороны, кабель типа АПвПг. Короткого не было, защита со стороны энергоснабжающей организации не сработала. Только трансформатор НТМИ-6 сгорел. Вот сидим и думаем, что могло случиться в данной ситуации?

  18. Админ:

    Игорь, скорее всего у Вас было однофазное замыкание фазы на землю. При этом на фидере должна была сработать защита от замыкания на землю (сигнал или отключение), а на трансформаторе напряжения должен был сработать сигнал «Контроль изоляции», реле которого подключается к дополнительной обмотке Ад-Хд НТМИ-6 (подробнее здесь). Видимо таких защит у Вас не предусмотрено, поэтому ТН и сгорел по причине феррорезонанса в сети, возникшего при длительном по времени замыкании на землю.

  19. Игорь:

    Трансформатор не наш, а супермаркета. Подрядчики облагораживали территорию после ремонта дороги и пробурили одну жилу в 5ти или 6ти местах. Прямиком по ней шли. По фото видно, что буром снята оболочка и поврежден экран. Токоведущая жила была целой, по фото. Сообщил нам, как генподрядчикам неделю спустя! Собственно виноваты подрядчики с буром, земляные работы, а никого не вызвали. Про отсутствие защиты сразу сказал руководству. Даже, если предположить, что защита по КЗ не сработала. Должна была сработать диф.защита на фидере эл.снабжающей организации. А сам трансформатор весь в масле, произошел выброс. Те кто ремонтировали говорили, что нет газовой защиты потому и взорвался. Походу те еще ремонтнички.

  20. Денис:

    А зачем нужны эти трансформаторы ? они стоят в линии на этот амперметр и до или после ?

    Не боитесь на ИЭК менять ? всё же 50А это прилично.

    и как вы там камерой снимаете да еще если под нагрузкой или там было отключено что-то ?
    вам за это по шапке не настучат ? ведь наверное тоже предпочитаете сор из избы не выносить , так ?

  21. ПАВ:

    Трансформаторы- для безопасного и удобного дистанционного измерения токов и напряжений и автоматики всякой. Значительно проще и безопаснее тянуть от ВВ линии/устройства низковольтные провода для измерительных приборов и автоматики, чем иметь дело с протекающими токами в тысячи ампер и напряжениями в тысячи вольт, правда?

  22. Денис:

    Теперь понятно.

  23. Сергей:

    Спасибо за статью

  24. Михаил:

    Как то у меня рядом с ухом бабахнул трасформатор тока, примерно такой же, как на предпоследней фотографии. Я и не думал, что умею так далеко прыгать в сторону :) Хорошо хоть дверца шкафчика была закрыта.

  25. Игорь:

    Был бы проект, ничего подобного не случилось бы…
    А какое сечение кабеля на этой линии?

  26. Тимур:

    Великолепный случай. Всегда хотел по факту, на практике увидеть что происходит, что будет с ТТ в таких случаях. Как оказалось в целом ничего такого особенного. Гудит злобно и плавится. И все.

    Пожалуйста, Дмитрий, найдите еще у себя на производстве ТТ с незатянутыми или еще лучше разомкнутыми вторичными контактами/цепям и что бы туда было подано как следует ампер :) и на камеру запишите :) Или если нету такого, то незаметно сами «диверсанта включите» во благо сайта :)
    Шучу.
    спасибо за видео. Каждый раз все сильнее и сильнее жду уведомлений на почту о появлении новых статей. Эта тема мне таак близка!

  27. Админ:

    Тимур, буквально вчера оборвался конец на щитовом амперметре. Амперметр установлен на дверце и от частых открываний со временем перетерся проводник, причем гибкий, т.е. токовая цепь была в обрыве, что недопустимо для ТТ. Несколько месяцев назад на другой подстанции в токовых цепях защиты при плохом контакте на клеммнике начал греться провод и в итоге отгорел. По каждому случаю есть фотографии — может как-нибудь напишу об этом отдельную статью.

  28. ПАВ:

    Почему, растолкуйте, должен греться и плавиться каркас ТТ при разомкнутой вторичной цепи???

  29. Сергей:

    Дмитрий,напишите пож-та статью про построение векторной диаграммы и ее правильный анализ.Будем очень благодарны

  30. Олег:

    Админ, «лично я не встречал трансформаторы тока с МПИ 12 лет.»
    Посмотрите на ТТ от ЗАО «Днеста» — межповерочный интервал для трансформаторов до 16-и лет (класс точности 0.5S). Только не знаю есть ли продукция этого завода в РФ и какой установлен термин поверки для них.

  31. Константин:

    Этим летом при профконтроле защит фидера 6 кВ наблюдал подобное.Когда дежурная пс вывела для нас этот фидер,питающий угледобывающую шахту,то вся нагрузка перешла на резервный фидер на другой секции 6 кВ.ТТ там стоят 300/5 стрелка была за шкалой.Померили ток пармой-было ок 6,5 А.В общем профконтроль выведенного был сделан в темпе вальса )

  32. Владимир:

    Извините за тупой вопрос, но обьясните пожалуйста почему если 3х220 то только 2 трансформатора тока стоят?

  33. Админ:

    Владимир, не всегда. Это зависит от конкретного проектного решения и устанавливаемого оборудования. В данном же случае это несколько экономнее получается, если установить на каждом фидере 2 трансформатора тока и двухэлементный прибор учета.

  34. Владимир:

    А нету статьи где поподробней можно прочитать где 2тт ставят, а где 3?

  35. Константин:

    А это нужно книгу Чернобровова по релейной защите почитать на досуге.Там этот вопрос освещается.

  36. Генерал Дрозд:

    Слушайте, Админ, а можно вообще ТТ оставлять надолго с разомкнутой вторичной? Ну, скажем, я с РПМ от новатека хожу по объектам, и чтобы каждый раз не переделывать, поставлю на каждом такой трансформатор. Но регистратор к нему подключаться будет по необходимости то есть процентов 5 времени максимум?

  37. Антон:

    По поводу МПИ ТТ в 12 лет. Тоже интересовался когда-то этим вопросом.
    8 лет для ТТ маловато для их применения с современными электросчетчиками (МПИ как минимум 10 лет).
    Здесь упоминали ТТ ЗАО «Днеста» Т-0,66-1-УЗ. Есть ТТ такого производителя в госреестре (номер СИ 23617-02), но свидетельство от 2007 года, что уже не актуально (срок действия составляет 5 лет).
    В госреестре СИ есть ТТ за номером СИ 60939-15 и имеет МПИ 12 лет.
    Может и другие производители с такими параметрами упоминаются — дальше не смотрел.

  38. Админ:

    Генерал Дрозд, размыкать вторичные обмотки ТТ запрещено, даже временно. Почитайте про последствия высокого напряжения, наводимого при разрыве вторичной обмотки ТТ, особенно под нагрузкой. А что Вам мешает держать ТТ закороченным. Закорачивать лучше на отдельном клеммнике для удобства дальнейшего подключения. Захотели подключить РПМ — подключились проводами на клеммник, а затем разорвали вторичную цепь ТТ, тем самым подключив его вторичные обмотки к РПМ.

    Встречно хотел бы спросить. Можно ли им измерить осциллограммы пусковых токов и как эффективно это получится? Какая дискретность входных сигналов? Если не трудно, то вышлите пример какой-нибудь снятой диаграммы или графика синусоиды. Хочется посмотреть развертку, наглядность и т.п. Спасибо.

    P.S. Как раз занимаюсь поисками регистратора, но про РПМ услышал впервые.

  39. Генерал Дрозд:

    Оставьте вашу почту, как только изделие (РПМ-416) придёт с ленинграда, а ТТ-шки с китая, то отработаю по паре мест и поделюсь данными.

  40. Админ:

    Генерал Дрозд, мои данные указаны на странице «Контакты».

  41. Kolambafunk:

    спасибо. очень хороший
    и полезный сайт.
    удачииуспехавам.

  42. Олег:

    Думаю потребитель тут не причём. Как тогда эксплуатация объяснит что у них стоит АВ на 250А а ТТ на 50А? Чем вы собрались защищать ТТ? Поэтому тут больше вопросов к эксплуатации, как это они принимали проект с таким оборудованием. А при плановых обслуживаниях не обращали на это внимание?

  43. Админ:

    Олег, в комментариях я подробно рассказывал о том, как получилась схема с такими номиналами.

  44. Сергей:

    По тех.особенностям нет возможности отключить напряжение.Нужно заменить эл.счетчик 3х-фазный.Если отключу нагрузку,могу ли я под напряжением поставить перемычки на ТТ?

  45. Руслан:

    Добрый день Админ. Не подскажите с кем надо согласовывать замену трансформаторов тока ( со сбытом или с сетевой компанией)? При условии что мы являемся собствениками высоковольтных ячеек в которых расположены трансформаторы тока.

Оставить комментарий