Способы проверки полярности трансформаторов тока (миллиамперметр, РЕТОМ-21 и ВАФ)

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

На днях столкнулся с одним интересным явлением.

При проведении метрологами поверки трансформаторов тока, на одном из фидеров (присоединении) был забракован трансформатор тока на фазе В.

Остальные трансформаторы тока на этом фидере поверку успешно прошли.

Решено было заменить трансформатор тока только на фазе В, а остальные оставить существующие.

Кстати, тип трансформатора тока Вам скорее всего известен — это распространенный для своего времени трансформатор тока Т-0,66 с коэффициентом трансформации 200/5.

После снятия трансформатора тока обозначение его выводов поставило меня в тупик.

С обозначением вторичных выводов И1 и И2 все было понятно: И1 — начало вторичной обмотки, И2 — конец вторичной обмотки.

А вот с первичной обмоткой явно была загадка!

Как видите, обозначение первичной обмотки отчетливо видно на корпусе самого трансформатора тока: Л1 — начало первичной обмотки, Л2 — конец первичной обмотки.

Но не тут то было! Если хорошо приглядеться, то на задней крепежной планке тоже имеется обозначение первичных выводов, но при этом оно в корне противоречит обозначению на корпусе трансформатора тока.

Со стороны начала первичной обмотки Л1 на крепежной планке имеется маркировка Л2, а со стороны конца первичной обмотки Л2 на крепежной планке имеется маркировка Л1.

Вот такое вот несоответствие!

В итоге получилось так, что у нового трансформатора тока ТОП-0,66, установленного взамен снятого Т-0,66, за начало первичной обмотки Л1 приняли не правильную сторону и после ввода в эксплуатацию векторная диаграмма имела следующий вид.

Как видите, зеленый вектор тока развернут на 180°, т.е. ток в фазе В имеет обратное направление. Естественно, что это несоответствие мы быстро устранили, установив трансформатор тока соответствующим образом. Ну а если быть точнее, то просто напросто поменяли местами подключаемые провода с выводов И1 и И2 на вторичной обмотке трансформатора тока фазы В.

Таким образом, векторная диаграмма стала иметь нормальный и правильный вид.

У снятого трансформатора тока я решил определить полярность и в данной статье я Вам подробно расскажу какими способами я это буду осуществлять. Приведу в пример 3 способа, правда пользуюсь я только одним из них, и чуть дальше по тексту расскажу каким именно.

Первый способ, это наверное, один из самых распространенных и доступных способов определения полярности трансформаторов тока. Второй и третий способы требуют специального и дорогостоящего оборудования.

Итак, поехали.

Определение полярности ТТ с помощью батарейки и миллиамперметра

Кстати, данный способ еще называют способом гальванометра. Вот, собственно, и схема подключения батарейки (источника постоянного тока) и гальванометра для определения полярности выводов трансформатора тока.

В качестве источника постоянного тока можно использовать элементы питания напряжением от 2 (В) до 6 (В). Например, вполне сгодится обычная «плоская» батарейка типа 3R12 напряжением 4,5 (В), к выводам которой необходимо припаять соединительные провода.

Если в качестве источника постоянного тока Вы планируете использовать аккумулятор, то в цепь следует включить ограничительное сопротивление (резистор). В моем же примере с батарейкой ограничительное сопротивление не требуется.

В качестве измерительного прибора можно применить, либо миллиамперметр, либо милливольтметр, магнитоэлектрической системы. Предел миллиамперметра может находиться в пределах от 10 до 100 (мА), а милливольтметра — не более 3 (В).

Желательно применять прибор с нулем посередине шкалы, так легче и нагляднее определять отклонение стрелки. Если Вы не найдете прибор с нулем по середине, то имейте ввиду то, что стрелка прибора при отклонении влево будет ударяться в упор и есть вероятность ее отскакивания в правую сторону, что может привести в заблуждение и ошибочному проведению измерений.

В своем примере я буду использовать миллиамперметр типа М2001 с пределом 100 (мА) с нулем посередине шкалы. Прибора с меньшим пределом у меня нет в наличии, поэтому если будет проблематично определить сторону отклонения стрелки, то можно увеличить напряжение источника постоянного тока. Но обычно предела 100 (мА) в паре с батарейкой на 4,5 (В) вполне хватает.

Полярность выводов миллиамперметра М2001 обозначена на корпусе прибора: слева — плюс, справа — минус.

А сейчас я соберу приведенную выше схему для проверки полярности трансформатора тока.

Нам необходимо определить, какое из обозначений первичной обмотки ТТ является верным, то, которое указано на корпусе трансформатора тока или, которое указано на его крепежной планке.

Сначала примем за правильное обозначение первичной обмотки обозначение, указанное на корпусе, т.е. вывод Л1 находится справа, а Л2 — слева.

Подключим положительный полюс «+» батарейки к началу первичной обмотки Л1, а отрицательный полюс «-» — к концу первичной обмотки Л2.

Теперь кратковременно замкнем первичную цепь через батарейку.

Как видите на фотографии выше, стрелка миллиамперметра кратковременно отклонилась влево.

Кстати, при размыкании первичной цепи, стрелка миллиамперметра отклоняется в противоположную сторону, но на это не обращайте внимания, главное — это зафиксировать отклонение стрелки именно в момент замыкания первичной цепи.

Отклонение стрелки миллиамперметра влево говорит о том, что указанная полярность на корпусе трансформатора тока является неверной. А значит, правильная маркировка указана все таки на крепежной планке.

Для меня это кажется немного странным! Я все таки надеялся, что правильная маркировка указана именно на корпусе трансформатора тока.

Тем не менее убедимся в своих убеждениях. Аналогично, подключим положительный полюс «+» источника постоянного тока к началу первичной обмотки Л1, а отрицательный полюс «-» — к концу первичной обмотки Л2. Только сейчас выводы Л1 и Л2 примем наоборот, т.е. Л1 находится слева, а Л2 — справа.

Как видите, при таком подключении стрелка миллиамперметра кратковременно отклонилась вправо, что говорит о том, что полярность трансформатора тока, указанная на крепежной планке является верной!

Суть первого способа определения полярности ТТ сводится к следующему. Необходимо подобрать такое включение трансформатора тока, чтобы при замыкании первичной цепи стрелка миллиамперметра отклонялась вправо. В таком случае выводы первичной и вторичной обмоток, присоединенные к «+» батарейки и «+» миллиамперметра будут однополярными, т.е. при протекании тока по первичной цепи от Л1 к Л2, ток во вторичной цепи будет протекать от И1 к И2.

Да, совсем забыл сказать, что в основе данного способа лежит явление электромагнитной индукции. Об этом Вы можете прочитать я любом учебнике по физике.

 

Определение полярности ТТ с помощью РЕТОМ-21

Перейдем ко второму способу.

Как я и говорил, то второй способ требует специального оборудования. Для этого в парке приборов нашей электролаборатории (ЭТЛ) имеется многофункциональное испытательное устройство РЕТОМ-21. Я уже Вас подробно знакомил с ним в своих публикациях про прогрузку автоматических выключателей:

• методика проверки расцепителей автомата ВА57-31
• испытание автоматического выключателя А3712 (заводской брак)
• неисправность и ремонт автомата А3144
• настройка и проверка полупроводникового расцепителя автомата ВА53-41
• автоматы какого производителя выбрать?! IEK против Schneider Electric
• испытания автомата АП50 (подделка?!)

Если честно, то первым способом я уже давненько не пользуюсь, а в подобных сомнительных ситуациях при определении полярности трансформаторов тока применяю именно РЕТОМ-21.

Собираем следующую схему.

Выход источника первичного тока I5 со звездочкой соединяем с началом первичной обмотки Л1 трансформатора тока, а без звездочки — с концом первичной обмотки Л2.

В принципе, я уже определился, что правильная маркировка первичной обмотки ТТ обозначена на крепежной планке, поэтому сейчас я преднамеренно подключил эти вывода наоборот, чтобы показать Вам как РЕТОМ-21 определит и отобразит данное несоответствие.

Начало вторичной обмотки И1 трансформатора тока соединяем с аналоговым входом ~РА, обозначенным красным цветом (со звездочкой), а конец вторичной обмотки И2 — с белым входом (без звездочки).

В меню РЕТОМ-21 выбираем источник первичного тока I5, а для измерения вторичного тока выбираем встроенный прибор РА. В соответствующем поле дисплея выбираем фазу (Φ) для измерения угла между первичным I5 и вторичным РА токами.

Теперь осталось навести ток в первичной цепи не менее 10% от номинального тока трансформатора тока. Я наведу 50 (А), что будет вполне достаточно.

Как видите, на дисплее отображается величина первичного тока 50 (А), вторичного тока 1,3 (А), а также угол 180,6° между токами первичной и вторичной обмоток.

Это говорит о том, что выбрана не правильная полярность ТТ, т.е. выводы Л1 и И1 не однополярны.

Поменял местами выводы первичного тока РЕТОМ-21 и снова произвел измерение.

Как видите, угол между токами первичной и вторичной обмоток теперь составил 0,6°.

Вот теперь можно с уверенностью сказать, что трансформатор тока подключен совершенно верно, что и требовалось доказать.

Таким образом, с помощью РЕТОМ-21 определить полярность трансформаторов тока вообще не составляет никаких сложностей, все легко, быстро и просто!

 

Определение полярности ТТ с помощью ВАФ

Помимо вышеприведенных способов можно применить еще более простой способ, правда для этого необходим прибор вольтамперфазометр, или сокращенно ВАФ. В парке приборов нашей ЭТЛ имеется «Парма ВАФ-А(М)», правда на последней поверке его забраковали по входам постоянного и переменного тока, но это уже другая история.

В первую очередь, трансформатор тока должен быть подключен к источнику первичного тока.

Для измерения угла сдвига между первичным и вторичным токами, т.е. определения полярности первичных и вторичных выводов, необходимо использовать опорные и измерительные клещи.

Опорные клещи необходимо подключить к опорному каналу ВАФа, а затем обхватить проводник первичной цепи (Л1-Л2) трансформатора тока. Измерительные клещи необходимо подключить к измерительному каналу ВАФа, а затем обхватить проводник, накоротко-замкнутой, вторичной цепи (И1-И2). Естественно, что при этом нужно соблюдать полярность самих клещей - на клещах имеется маркировка в виде звездочки или точки, которую и нужно обратить в сторону вхождения тока в обхват клещей.

Но в моем комплекте опорные клещи отсутствуют, а имеются только измерительные клещи ИПТ 10 и ИПТ 300.

Поэтому проверить полярность трансформатора тока (угол сдвига между первичным и вторичным токами) у меня нет возможности, хотя если дополнительно приобрести опорные клещи, то с помощью ВАФа можно смело определять полярность трансформатора тока.

После произведенных манипуляций ВАФ на своем дисплее отобразит величину тока измерительного канала, т.е. вторичного тока, а также угол сдвига между опорным и измерительным каналами, т.е. между первичным и вторичным токами. По этим данным и можно определить полярность ТТ.

Для наглядности приложил видео по материалам данной статьи:

Помимо рассмотренных примеров, зачастую необходимо определить полярность трансформаторов тока, встраиваемых в вводы выключателей или силовых трансформаторов, причем с разными схемами подключения (звезда с нулем, звезда, треугольник). В рамках данной статьи я об этом рассказывать не буду, если есть вопросы, то пишите в комментариях под данной статьей.

P.S. На этом, пожалуй, и все. Всем спасибо за внимание. А на Вашей практике встречались случаи, когда полярность обмоток трансформаторов тока не соответствовала указанным обозначениям?!