4.1.2 Проблема выбора моделей тт

На рынке средств измерения и учета электроэнергии обычно представлены десятки разных моделей ТТ, внесенных в Госреестр средств измерений, и предлагаемые различными изготовителями или их представителями. Все эти изделия, а они должны в первую очередь соответствовать межгосударственному стандарту ГОСТ 7746-2001 “Трансформаторы тока. Общие технические условия”, во многом близки по своим декларируемым техническим характеристикам, но фактически, как показывают испытания и опыт эксплуатации, не равноценны в долговременной перспективе для экономичного, достоверного и точного учета электроэнергии в энергосистемах и у потребителей. В рекламной и технической документации практически всех изготовителей отсутствуют многие сведения и характеристики ТТ, которые интересны квалифицированному пользователю и могли бы существенно повлиять на выбор ТТ при их закупке для нужд энергосистемы и потребителей.

Проведенные в республике Беларусь независимые испытания различных типов ТТ показали, что большинство моделей ТТ чувствительны к намагничиванию постоянным током. Устойчивость ТТ к намагничиванию постоянным током вытекает из свойств материала их сердечников – нанокристаллического сплава. Сердечники большинства представленных на испытания ТТ изготовлены из обычной магнитомягкой электротехнической кремнистой стали - сплава железа с кремнием (Si < 4,8%).

ТТ на сердечниках из нанокристаллических сплавов, хоть и по стоимости в 1,5-2 раза дороже, имеют перед ТТ на сердечниках из электротехнической стали следующие преимущества:

1) устойчивость метрологических характеристик к намагничиванию постоянным током,

2) уменьшенные в 4-10 раз потери на вихревые токи и перемагничивание сердечника,

3) повышенный (двойной) технологический запас по классу точности,

4) более длительный срок службы с сохранением метрологических характеристик (и, тем самым, потенциально больший межповерочный интервал),

5) меньшие затраты материала на сердечник и медь, меньшие габариты, вес сердечника и вес ТТ в целом.

Указанные преимущества ТТ с нанокристаллическими сердечниками делают их более устойчивыми к хищениям электроэнергии (при нагрузках потребителя менее 50% номинальной) и росту коммерческих потерь, снижают технологические потери электроэнергии и эксплуатационные затраты.

Поэтому следует закономерный вывод- для повышения точности учета необходимо применять ТТ с сердечниками из нанокристаллического сплава. Однако, погрешность таких трансформаторов тока возрастает при выполнении двух условий:

• максимальный первичный ток:

• повышение нагрузки во вторичной цепи (увеличение сопротивления нагрузки).

Поэтому на практике требуется жестко соблюдать требования к монтажу и эксплуатации вторичных цепей ТТ.

4.1.3 Требования к монтажу и эксплуатации вторичных цепей трансформаторов тока.

Следует так же отметить важность снижения вторичной нагрузки ТТ для обеспечения его штатных метрологических характеристик. Для многих моделей низковольтных ТТ номинальная вторичная нагрузка равна 5 ВА, или 0,2 Ом (при номинальном токе 5А). Это означает, во-первых, что во вторичную цепь можно включать только нагрузку (последовательные цепи счетчика, ваттметра, фазометра, амперметры), согласованную с нагрузкой ТТ (Z_2ИП < Z_2н), и, во-вторых, что соединительные провода от клемм вторичной цепи ТТ до клемм измерительных приборов должны иметь минимальное сопротивление (чем меньше, тем лучше), т.е. ограниченную длину l(м), большое сечение S (мм²), где S= d²/4 для круглого провода диаметром d, и выполняться не алюминиевыми, а медными проводами. Удельное сопротивление алюминиевого провода 0,027 Ом*мм²/м в 1,5 раза больше удельного сопротивления медного проводника такого же сечения ( 0,0175 Ом*мм²/м). Сопротивление проводов может быть просчитано по формуле R= 2l/S и должно быть указано в паспорте точки коммерческого учета.

Ниже в таблице 4.2 справочно приводятся значения сопротивлений пар медных проводов в зависимости от сечения провода S (мм²) и расстояния l (м) от ТТ до клемм токовых цепей счетчика. В случае использования вместо медных проводов алюминиевых аналогичного сечения приведенные в таблице величины следует увеличить в полтора раза. При номинальном вторичном токе I_2н=5А мощность потерь электроэнергии в проводах (P=I²_2н R) согласно таблице находится в диапазоне от 0,25ВА (при R=0,01 Ом) до 22 ВА (при 0,88 Ом).

Таблица 4.2.

Справочные данные сопротивлений линий связи от ТТ к счетчику

l/ S (d мм)	1 мм2 (1,13)	1,5мм2 (1,38)	2 мм2 1,6)	2,5 мм2 (1.78)	4 мм2 (2,26)	6 мм2 2,76)	10 мм2 (3,57)	16 мм2 (4,5)
5м	0,18	0,12	0,09	0,07	0,05	0,03	0,02	0,01
10 м	0,35	0,23	0,18	0,14	0,09	0,06	0,04	0,02
15 м	0,53	0,35	0,27	0,21	0,13	0,09	0,05	0,03
20 м	0,7	0,47	0,35	0,28	0,18	0,12	0,07	0,04
25 м	0,88	0,59	0,44	0,35	0,22	0,15	0,09	0,06

При использовании ТТ совместно с трехфазными индукционными электросчетчиками с номинальным вторичным током 5А (или 1А) потребляемая полная мощность в каждой токовой цепи при номинальных токе и частоте не должна превышать, согласно ГОСТ 6570-75 "Счетчики электрические активной и реактивной энергии индукционные. Общие технические условия" значений, приведенных в таблице 4.3 (в скобках указана номинальная нагрузка при I_2н=5А).

Таблица 4.3.

Потребляемая мощность токовой цепи индукционных счетчиков.

Вид счетчика	Потребляемая мощность, не более ВА, (в зависимости от класса точности)
	0,5	1,0	1,5	2,0
Активной энергии	4,0 (R=0,16 Ом)	1,2 (R=0,05 Ом)	-	0,6 (R=0,024 Ом)
Реактивной энергии	-	-	2,3 (R=0,09 Ом)	1,0 (R=0,04 Ом)

Для электронных счетчиков класса 0,2S и 0,5S (ГОСТ 30206-94) полная потребляемая мощность каждой цепью тока при номинальном токе не должна превышать 1 ВА, а для электронных счетчиков класса 1 и 2 (ГОСТ 30207-94) - соответственно 4 и 2,5 ВА. В действительности у современных электронных счетчиков полная потребляемая мощность цепью тока не превышает 0,1-0,5 ВА, т.е. в 4-10 раз меньше, чем у индукционных. Поэтому замена индукционных счетчиков электронными во всех случаях улучшает режим работы ТТ. Кроме того, следует иметь ввиду, что если ко вторичной цепи одного и того же ТТ при использовании индукционных счетчиков нередко подключаются последовательно несколько токовых обмоток, например, токовые обмотки счетчиков приема активной и реактивной энергии, то при использовании электронного счетчика, измеряющего одновременно активную и реактивную энергию к ТТ подключается только одна токовая цепь, что также снижает вторичную нагрузку на ТТ и улучшает его режим работы. Для повышения точности учета с применением ТТ следует правильно выбирать их номиналы по первичному току: номинальный ток должен соответствовать (70-80)% максимального рабочего тока I_1н (0,7-0,8) I_1max (такой выбор предупреждает увеличение погрешности на максимальных первичных токах в случае перегрузки вторичной цепи ТТ) .

С переходом в коммерческом учете на использование электронных счетчиков снижаются требования к номинальной нагрузке ТТ: ее можно ограничить величиной 5 ВА (у ТТ для учета с индукционными счетчиками она составляла 10-20 ВА и более), что в конечном итоге пропорционально снижает технические потери электроэнергии на приборный учет.

В том случае, если по условиям эксплуатации необходимо разместить счетчики вдалеке от ТТ (например, в 25 метрах или далее), необходимо либо использовать ТТ с повышенной мощностью номинальной нагрузки, либо при той же мощности с номинальным током 1А (при этом допустимое максимальное внешнее сопротивление вторичной цепи увеличивается в 25 раз). В последнем случае необходимо соответственно применять и счетчики на номинальный ток не 5А, а 1А.