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:


50 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.

  46. Саша:

    Я Электрик стаж 10 лет ,моё мнение такое — представьте что общий вводный автомат не 250,а 50 ампер . Что тогда?-Малейшее короткое замыкание у потребителя и обесточивается вся линия целиком.Постоянно надо ходить в щит чтобы включить слабенький 50Амперный автомат ??? Здесь целая цепочка одно цепляется за другое .Виноваты видимо трое — электросеть выделившая недостаточные мощности,установщики щита и потребитель нарушивший договор.

  47. Владимир:

    Руслан.
    Я не Админ, но для более точного ответа необходимо знать, для чего предназначены Ваши ТТ (трансформаторы тока).
    1. Для построения защит.
    2. Для построения технического учета потребления эл. энергии.
    3. Для построения коммерческого учета потребления эл. энергии.
    4. Для совместного построения защит и учета.

  48. Владимир:

    Саша. пост от 25.02.2017.
    Простите, у Вас стаж 10 лет!!!. Вы что-нибудь слышали про такое как СЕЛЕКТИВНОСТЬ ЗАЩИТ?

  49. Кирилл:

    У Вас на данном присоединении стоит автомат с уставкой 250 А, а ТТ- 50/5, Вы понимаете что такого не должно было быть? Номинал ТТ должен быть больше чем уставка автомата. Не надо винить потребителя — тут сами налажали. Вы ещё проверте защитит ли этот автомат Ваш кабель от перегруза и при дальнем КЗ.

  50. Сергей:

    Четвертая жила кабеля поключена на корпус?(на фото)заземление?

Оставить комментарий