Измерительные трансформаторы тока (TT) и напряжения (TH) являются необходимыми и ответственными элементами при эксплуатации релейной защиты и автоматики (РЗ и А).
Изменялась элементная база РЗ и А, но TT и TH, по-прежнему, оставались первичными датчиками. Это в полной мере относится и к современной микропроцессорной защите.
От исправности и точности работы TT и TH зависит не только правильный повседневный учет электроэнергии, отпускаемой потребителям, но и бесперебойность их электроснабжения, сохранность электрооборудования, особенно при коротких замыканиях (КЗ).
Точная работа TT и TH, используемых для РЗ и А, необходима для правильного их функционирования.
Электромагнитные TT и TH являются одной из разновидностей первичных преобразователей тока и напряжения. Разработаны и разрабатываются другие виды первичных измерительных преобразователей. Так, например, из токовых преобразователей наиболее перспективными считаются оптико-электронные преобразователи.
Требования к точности TT и TH различны в зависимости от вида нагрузки, их назначения и других условий. Так, например, для целей измерения требуется работа TH с классом точности не менее 0,5 при напряжениях от 0,8 до 1,2Uном.
При первичных напряжениях до 330 кВ используются электромагнитные TH. Трехфазные масляные TH типа НТМИ выпускаются на номинальные напряжения до 20 кВ. Они имеют пятистержневой магнитопровод, на трех стержнях которого расположены первичные и по две вторичные обмотки каждой фазы. Значительно меньшие массогабаритные параметры имеют TH с литой изоляцией. Заводы-изготовители обычно указывают у TH номинальную мощность, подразумевая под ней максимальную нагрузку, которую может питать TH в гарантированном классе точности.
Погрешности TT (токовая, угловая, полная) зависят от степени насыщения магнитопровода ТТ. Так, чем больше насыщение, тем меньший ток попадает в реле. При глубоком насыщении магнитопровода ТТ резко искажается форма кривой вторичных токов, что может привести к вибрации контактов электромеханических реле.
В ПУЭ к ТТ и ТН предъявляются особые требования, обеспечивающие их надежную работу в системах электроснабжения. Это связано со следующим.
Во-первых, ТТ и ТН являются первичными преобразователями сигналов всех поколений РЗ и А, в том числе и для цифровых (микропроцессорной) .
Во-вторых, ТТ и ТН входят в состав измерительных комплексов по учету электроэнергии вместе со счетчиками, в том числе и коммерческого учета.
В-третьих, ТТ и ТН должны выбираться с учетом требуемого класса точности. Так, для коммерческого учета электроэнергии применяются ТТ, ТН и счетчики класса точности не хуже 0,5.
В-четвертых, ТТ являются источниками оперативного тока для РЗ и А на переменном токе.
Применяемые ТН типа НТМИ-6-10, как показывает опыт их эксплуатации, часто выходят из строя при феррорезонансных явлениях в электрической сети, из-за которых через обмотки ВН трансформатора проходят токи, многократно превышающие номинальные.
Причинами возникновения феррорезонансных процессов являются:
- повышение напряжения любой из фаз источника питания, что ведет к развитию в сети самопроизвольно возникающих колебаний на основной и высших гармониках. При этом имеют место перенапряжения, в 3—4 раза повышающие фазные напряжения, и как следствие — нарушения изоляции, приводящие к однофазным замыканиям на землю и к многофазным КЗ;
- переходные процессы, вызванные коммутациями в схеме электроснабжения. При этом могут возникать феррорезонансные процессы на основной, на высших и даже на низших гармониках.
Особенно опасны для ТН длительные однофазные замыкания на землю через перемежающуюся дугу в сетях 6—10 кВ.
С 1995 г. на Раменском электротехническом заводе выпускаются антирезонансные ТН серии НАМИ 6-10-35 кВ и НАМИ-10/6-95, опыт эксплуатации которых показал, что они имеют завышенные погрешности.
