Трансформаторы тока, как и все другие трансформаторы, имеют магнитную систему, первичную и вторичную обмотки. Они преобразуют ток большого значения в ток, который удобно измерять обычным амперметром. Как правило, их изготовляют с таким коэффициентом трансформации, чтобы номинальное значение силы тока вторичной обмотки (сторона прибора) соответствовало стандарту.
Первичная обмотка трансформатора тока включается в сеть последовательно, поэтому для уменьшения потерь энергии и напряжения сечение проводов первичной обмотки выбирают большим, а число витков — один или несколько. Число витков вторичной обмотки всегда больше числа витков первичной. Сечение обмоточных проводов вторичной обмотки сравнительно небольшое. Ее концы непосредственно подключают к амперметру или токовым цепям других приборов. Зная вторичный ток и коэффициент трансформации трансформатора тока, определяют первичный ток. На рис. 140 показана схема включения в сеть трансформатора тока ТТ с подключением к нему амперметра.
Рис. 140. Схема включения в сеть трансформатора тока ТТ
Трансформаторы тока по конструктивным признакам разделяют на звеньевые (или восьмерочные), в которых первичная обмотка имеет форму кольца, продетого через окно магнитной системы; шинные (или стержневые) — первичной обмоткой служит стержень (или шина); петлевые — первичная обмотка имеет форму вытянутой петли; катушечные — первичная обмотка изготовлена в виде катушки.
Первичные обмотки трансформаторов тока могут быть одно- или многовитковыми. При одновитковой обмотке витком служат провод, стержень или шина, проходящая через окно магнитной системы; таким образом создается контур, замкнутый через цепь нагрузки. Примерами такого устройства могут служить встроенные трансформаторы тока, применяемые в силовых трансформаторах и масляных выключателях.
Вторичные обмотки трансформаторов тока охватывают магнитную систему и образуют контур через цепи вторичной нагрузки (приборы электрических измерений, релейной защиты, сигнализации и т. д.). Вторичные обмотки часто изготовляют с ответвлениями; начала, концы и ответвления обмотки подключены к зажимам щитка. Первичные обмотки имеют зажимы для включения витков параллельно или последовательно. Такое устройство обмоток позволяет использовать трансформатор тока на разные номинальные вторичные токи.
Трансформаторы тока изготовляют на стандартные номинальные токи 1; 5 и 10 А, различные классы напряжения и точности. Они имеют весьма разнообразное конструктивное исполнение в зависимости от назначения, рода установки, вида изоляции, номинальных напряжений, тока.
По виду изоляции трансформаторы тока делятся на сухие и бумажно-масляные. В обозначения типов трансформаторов тока введены буквы и цифры: Т — трансформатор тока; II — проходной; О — одновитковый или опорный; Ш — шинный; К — катушечный; Ф — фарфоровый корпус; Н — наружной установки; В — воздушной изоляции; М — модернизированный; цифры указывают номинальное напряжение. Концы обмоток обозначаются так: Л (линия) —вводы первичной обмотки, И (измерение) — зажимы вторичной обмотки. Начала и концы указывают цифровыми индексами: 1 — начало, 2 — конец.
Рис. 141. Трансформатор тока ТФН35М на 15—1000 А (звеньевой)
Начала первичной и вторичной обмоток обозначают соответственно Л1 и И1 их концы — Л2 и И2. Например, тип ТФН35М на номинальные токи 15— 1000 А расшифровывается так: трансформатор тока; в фарфоровом корпусе; наружной установки; номинальное напряжение 35 кВ; модернизированный. В этом обозначении нет буквы В, это указывает на то, что трансформатор тока имеет бумажно-масляную, изоляцию. Устройство такого трансформатора тока показано на рис. 141.
Фарфоровый корпус 4, прикрепленный на уплотняющей резиновой прокладке к металлическому цоколю 7, заполнен трансформаторным маслом и закрыт сверху крышкой 2 с клапаном и пробкой 1 для сообщения с атмосферой.
Трансформатор тока полностью не заполняется маслом; верхняя его часть выполняет функции расширителя. Начало и конец первичной обмотки 5 подсоединены к зажимам выводов 3 и 11, соответственно начало 9 и конец 10 вторичной обмотки 6 подключены к вводам 8.
Трансформатор тока снабжен указателем уровня масла, болтом для заземления, рымами для подъема, вентилем для слива масла (на рис. 141 они не показаны). Первичная и вторичная обмотки кроме витковой имеют бумажно-масляную изоляцию из лент кабельной бумаги. Первичная охватывает магнитную систему с расположенной на ней вторичной обмоткой.
Рис. 142. Встроенный трансформатор тока: а— схема, б — конструкция
Магнитная система имеет форму кольца, плотно намотанного лентой из электротехнической стали; она изолирована электрокартоном. Для обмоток трансформаторов тока применяют прямоугольные и круглые провода ПБ, ПЭЛ и др.
Механическая прочность обмоток создается монолитностью самой конструкции. Для защиты от влаги и дополнительной механической прочности обмотки бандажируют тафтяной лентой, пропитывают лаком ГФ-95 или МЛ-92 и запекают. Внутри фарфорового изолятора (корпуса) магнитная система вместе с вторичной обмоткой опирается на металлическую подставку, установленную на плите цоколя. Первичная обмотка крепится к стальной подвеске.
На рис. 142 показаны трансформаторы тока 3 и 4, встроенные в переходный фланец 1 ввода напряжением 110 кВ, установленного на крышке 8 силового трансформатора. Начала и концы вторичных обмоток подключены к зажимам вводов 7, расположенных на щитке фланца. Первичной обмоткой служит отвод 5, проходящий внутри маслонаполненного ввода 9, защищенного от металлических частей бумажно-бакелитовым цилиндром 10.
Вторичные обмотки трансформатора тока друг от друга и от заземленного фланца изолированы электрокартоном 6. Механическая прочность вторичных обмоток достигается расклиновкой их планками 2 из бука.
Трансформаторы тока более высоких напряжений, как и трансформаторы напряжения, имеют каскадную (ступенчатую) конструкцию, состоящую из нескольких трансформаторов, заключенных в фарфоровый корпус и соединенных в каскадную схему. В обозначение типов таких трансформаторов входит буква К. Трансформаторы тока изготовляют с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3, указывающими предельно допустимую погрешность в процентах.
