Барлық ток трансформаторлары келесі негізгі белгілер бойынша жіктеледі:
- Қондырғы түрі бойынша: ашық ауадағы жұмыс үшін, жабық ғимараттардағы жұмыс үшін, электржабдықтарының ішкі қуыстарына орнатуға арналған, арнайы қондырғыларға арналған ток трнасформаторлары;
- Қондыру әдісі бойынша: қабырға тесіктеріне, төбелерде немесе металл сындарларда қондырылатын және енгізу ретінде пайдалану үшін тағайындалған өткелді ток трансформаторлары, тіректік жазығына қондыру үшін тағайындалған тіректік ток трансформаторлары, электр жабдықтарының ішкі қуыстарына қондыру үшін тағайындалған орналастырмалы ток трансформаторлары;
- Трансформация коэффициеттері саны бойынша: бірінші реттік немесе екінші реттік ораманың орам сандарын өзгертумен, немесе екі ораманы да, немесе нақты көрсетілген екінші реттік токтың әр түрлі мәндеріне орайласатын әр түрлі орам санды бірнеше екінші реттік ораманы қолданумен алынған бірнеше трансформация коэффицентімен, бір трансформация коэфициентімен;
- Транформация сатылары саны бойынша: бірсатылы, каскадты (көпсатылы), былайша айтқанда токтың трансформациясының бірнеше сатыларымен;
- Бірінші реттік ораманың орындалуы бойынша: бірорамды, көпорамды.
2.1.3 Ток трансформаторының векторлық диаграммасы және әрекет ету қағидасы
Бір сатылы ток трансформаторының принциптік сұлбесі 2.1 суретте көрсетілген. Сұлбадан көріп отырғанымыздай ток трансформаторының токты түрлендіруде қатынасатын негізгі элементтері болып бір магниттік-өткізгішке оратылған бірінші реттік және екінші реттік орама болып табылады. Бірінші реттік және екінші реттік орамалар бір-бірінен толық жұмыс кернеуіне оңашаланған. Бұл өлшеуіш аспаптар немесе релелік қорғау мен автоматиканы екінші реттік орамаға тікелей байланыстыруды іске асыруға жағдай жасайды және бірінші реттік орамаға қосылған жоғары кернеудің тексеруші қызметшілерге әрекетін жоққа шығарады. Екі орама да бір магниттік-өткізгішке оралғандықтан олар магниттік- байланысқан болып табылады.
Бірінші реттік ток бірінші реттік орама арқылы өту кезінде магниттік өткізгіште ауыспалы магниттік ағынды  тудырады, олар екінші реттік ораманың орамдарын қиысу арқылы онда ЭҚК индуктивтайды. Егер екінші реттік орамаға жүктеме қосылған болса, онда екінші реттік орама мен екінші реттік тізбекте  бағытына қарама-қарсы бағытталған екінші реттік ток ағады. Екінші реттік ток  ағынына қарсы бағытталған  магнит ағынын тудырады. Нәтижесінде магниттік өткізгіштегі және магнит ағындарының қосу ағынының бірнеше пайызын құрайтын қорытқы магнит ағыны  орнатылады.
Шын ток трансформаторының жұмысы туралы көрнекі ұсынысты оның векторлық диаграммасы береді, оны құру оның орнын басу сүлбесіне сәйкес атқарылады (2.2 сурет).
2.2 сурет – Ток трансформаторының орнын басу сұлбесі
Ток трансформаторларының векторлық диаграммасын құру үшін бірінші реттік орама көрсеткіштерін екінші реттік орамаға келтіреміз, және  токтарын ток трансформаторының трансформациялау коэффициентіне бөлеміз. Сонда аламыз:
 ;  . (2.1)
Осындай келтіру жолы арқылы ток трансформаторы трансформациялау коэффициенті бірге тең балама ток трансформаторымен айырбасталады. Векторлық диаграмманы құрауды, 2.3 сурет, көлемдегідей жүргіземіз. Координаттар басынан, О нүктесі, оңға екінші реттік ток векторын  және онымен фаза бойынша дәл келетін екінші реттік ораманың магниттік қозғаушы күшінің F2=I2W2, векторын саламыз.
 2.3 сурет – Ток трансформаторының векторлық диаграммасы
Екінші реттік ток ТА екінші реттік тізбегі бойынша өтіп жүктемеде және екінші реттік ораманың кедергісінде  кернеудің түсуін туғызады. Кернеулер түсуінің жиынтығы Uн жәнеU2 ЭҚК-не Е2 тең. ЭҚК мен ток І2 арасындағы ығысу бұрышы тең:
 . (2.2)
ЭҚК Е2 туғызатын магниттік ағын Ф0 оны 900 озады. Магниттік ағынды Ф0 туғызу үшін. МҚК Fop=I’opW1 қажет, активті магниттік кедергіні жеңетін, және МҚК формула реактивті магниттік кедергіні жеңетін. Fop МҚК Ф0 ағыны 900 озады. Ф0 ағынын туғызуға қажетті нәтижелейтін МҚК тең:
 . (2.3)
және Ф0 векторы  бұрышына озады. Шығын бұрышы деп аталатын бұл бұрыш МҚК-нің активті құраушысы магниттелуінің реактивті құраушысына қатынасын сипаттайды,  .
МҚК F1 векторын анықтаймыз [2].
2.2 Ток трансформаторының қателіктері және оларды кеміту тәсілдері
2.2.1 Ток трансформаторының токтық және бұрыштық қателіктері
Ақиқат және өлшеу нәтижесінде алынған бірінші реттік ток мәнімен арасындағы алшақтық өлшеу нәтижесінде ток трансформаторымен кіргізілетін қателікті сипаттайды.
Қателіктің екі түрін айырады: токтық және бұрыштық. Токтық қателік деп екі токтың арифметикалық айырмашылығын түсінеді – ТА көмегімен орындалған, өлшеу нәтижесін құрайтын ток және ақиқат токтың шамасына апарылған, шын өлшенетін ток,
 (2.4)
Бұрыштық қателік деп  бұрышы түсініледі, 2.3 сурет, ол бірінші реттік ток векторы және 1800-қа бұрылған екінші реттік ток векторы арасында, бұрыштық градустар мен минуттарда өрнектелген.
Орныққан режимде ТА толық қателік пайызбен өрнектеледі және келесі формула мен анықталады.
 (2.5)
мұнда  біріншу және екінші реттік токтардың лездік мәндері;
 бірінші реттік токтың әрекеттік мәні;
 ток периоды, с.
 толық қателігі магниттелудің салыстырмалы МҚК озімен бірге ұсынады, ол пайызбен өрнектелген, яғни
 (2.6)
2.3 суретте ұсынылған векторлық диаграмманы пайдаланып ТА бұрыштық және токтық қателіктері үшін өрнекті шығарамыз. Токтық қателікті сипаттайтын F1 және F2 векторларының арифметикалық айырмашылығы ВД кесіндісіне тең, өйткені ОА=ОД. Абсцисса өсіне А нүктесінен перпендикуляр түсіреміз және олардың қиылысқан жерін С нүктесімен белгілейміз. бұрышы бар жоғы бірнеше минутты құрайды. Сондықтан, ДС кесіндісі соншама аз, және оны елемеуге болады [3]. Сонда F1-F2 арифметикалық айырмашылығын ВС кесіндісіне тең қабылдауға болады. АВС үшбұрышынан  . Осындай ұйғарымда (2.4) өрнегімен сәйкес токтық қателік келесі түрде ұсынылуы мүмкін:
 (2.7)
ТА бұрыштық қателігі 1.3 суреттегі ОАС тікбұрышты үшбұрышынан анықталуы мүмкін. бұрышының аздығынан оны синусқа тең қабылдауға болады,  ,
сонда:
 . (2.8)
Егер біз бұрыштық қателікті минутпен өрнектегіміз келсе, онда (2.8) өрнегіне радианды минутқа аудару коэффициентін енгізу шарт:
 (2.9)
2.2.2 Ток трансформаторы қателігінің бірінші реттік токтан байланысы
Электрлік қондырғы жұмысы кезеңіне бірінші реттік ток өте кең шектерде өзгереді. 0,1 қысқа тұйықталу тогына дейін.
ТА нақты көрсетілген токтар аумағындағы жұмысын қарастырамыз. (2.5) өрнегінде  қабылдап, былай жазуға болады:
 (2.10)
өйткені  .
(2.8) өрнегіне магниттелу тогының орнына толық ток заңынан анықталған оның мәнін қоямыз,
 (2.11)
ал І2 тогының орнына оның мынаған тең мәнін
 (2.12)
мұнда  - магниттік өрістің кернеулігі, А/м;
 - магнит индукциясының орташа ұзындығы, м;
 - магниттік индукция, Т;
 - кіндік темір көлденең қимасының ауданы, м2;
 .
қойылымдардан кейін:
 (2.13)
Сондықтан  , онда
 (2.14)
мұнда  - материалдық магниттік өтімділігі.
(2.14) өрнегінен бірінші реттік токты өзгерткен кезде барлық көрсеткіштер тұрақты болып қалатыны көрініп тұр,  абсолюттік магниттік өтімділікті есептемегенде. Осылайша ең кіші қателіктер бірінші реттік ток кезінде орын алады, барынша көп магниттік өтімділікке сәйкес келетін.
Сондықтан, нақты көрсетілген бірінші реттік токқа сәйкес келетін индукция, магниттік өтімділіктің барынша көп мәніне сәйкес келетін индукциядан анағұрлым аз, онда ең кіші қателіктер нақты токтан бірнеше есе артылған бірінші реттік ток кезінде орын алады. Ток және бұрыштың қателіктер қисықтары U-тәрізді формада, 2.4 сурет.
а- ток бойынша қателік; б- бұрыштық қателік
2.4 сурет – жүктеме және бірінші реттік токтан ТА қателіктерінің байланысы
2.2.3 Ток трансформаторы қателіктерінің жүктемемен байланысы
ТА ең кіші қателігі екінші реттік орама қысқа тұйықталған кезде болады. Жүктемені қосқан кезде ЭҚК өседі, ол магниттелу тогының артуына әкеп соғады. Осылайша, жүктемені арттыру қателіктердің өсуіне соқтырады, ол 2.4 суретте көрсетілген. Ағытылған екінші реттік орама кезінде нәтижелейтін МҚК  бірінші орамадағы МҚК  тең болады, ол шапшаң артады, ал ол магниттік индукцияның шапшаң өсуіне әкеп соқтырады. Индукция қисығы кіндік темір болатының қанығуы соңында трапеция түрлі сипаталады, 2.5 сурет, ал екінші реттік орама қысқыштарындағы кернеу қисығы үшкіршыңды болады. Кернеу шыңдары бірнеше мың вольтқа жете алады, ол трансформатордың оқшаулағышы үшін және адамдар үшін қауіп төндіреді Сондықтан ТА екінші реттік орамасы ағытылған жұмысы жіберілмейді.
Екінші реттік орамадағы кернеу мен ток арасындағы ығысу бұрышының  артуы ( бұрышына таяу  бұрышы) токтық қателіктің артуына және бұрыштық қателіктің кемуіне әкеп соғады.
2.5 сурет – ағытылған екінші реттік орама кезіндегі ТА ЭҚК және магниттік индукция осцилограммалары
2.2.4 Орамдық түзету
Бұрыштық қателік өтімінің қарапайым әдісі болып екінші реттік орама орамдарын орау болып табылады. Егер  болса, онда ток бойынша қателік теріс таңбалы болады және (2.10) өрнегінен анықталады. Егер екінші ораманың орамдар саны  қарағанда аз болса, онда бұл тогының өсуіне әкеп соғады. Екінші реттік токтың өсуіне теріс токтық қателіктің кемуіне немесе тіпті оның таңбасының өзгеруіне әкеледі [2].
Егер екінші реттік ораманың орамдар санын кейін  арқылы белгілесек; онда орамдар саны  мынаған тең болады  . Осы кезде ақиқат токтық қателік  өрнек бойынша анықталады:
 (2.15)
Бұл өрнектен орамдық түзету ток бойынша қателіктің қисығын өз-өзіне қатар жылжытады, оның қисықтығы өзгермейді, сондықтан ток бойынша ақиқат қателік оң болуы да, сондай-ақ теріс болуы да мүмкін екендігі шығады, бұл (2.15) өрнек мүшелерінің қайсысы үлкен болатынына байланысты.
Ең көп өтемді бірінші реттік токтардың аз аумағында жасау қажет. Бірақ осы кезде аз жүктемеленген кездегі нақты көрсетілген токтар аумағында класс шегінен шығатын оң қателік пайда болады. Сондықтан орамдық түзету әрқашан күтілетін нәтиже бермейді, бұл осы әдістің кемшілігі болып табылады.
Бұрыштық қателікке екінші реттік орамдардың орауына әсер етпейді.
Бұрыштық қателікті азайту үшін қысқа тұйықталған орамды қолдануға болады, егер токтық қателік бойынша қор болмаса. Мұндай орамды енгізу активті шығындардың артуын шақырады, шығын бұрышының артуына 2.3 сурет, бұрыштық қателіктің кемуіне және ток бойынша қателіктің артуына әкеп соқтырады.
2.2.5 Энергияның бөтен көздерінен қосалқы магниттеу қателіктерін өтеу
Бөтен көзден қосалқы магниттеулі ТА бірдей екі магниттік өткізгіштен тұрады 1 және 2, 2.6 сурет. Әр магниттік өткізгішке  орам санды екінші реттік орамамен қоса  орам санды қосымша орама оралған, бұл магниттік өткізгіштің қосымша магниттелуін тудырады. Екінші реттік орамалар үйлесіп және қатар жалғанған, ал қосымша магниттелу орамалары қарама-қарсы қосылған.
Қосымша орамдар 1 және 2 магниттік өткізгіштерде бірдей магниттік ағындар туғызады, олар екінші реттік орамаларда бірдей, бірақ қарама-қарсы бағытталған ЭҚК бағыттайды. Ақырғысы өзара өтемделеді, сондықтан қосымша орамалар трансформатордың екінші реттік тогына әсер етпейді.
Магниттік өткізгіштің магниттелуінің магниттік қозғаушы күші энергияның бөтен көзінен қосалқы магниттелуі кезінде мынаған тең:
  (2.16)
және 2.6,б суретте ОБ векторымен ұсынылған.
Магниттік өткізгіштегі 2 F2 және F3 МҚК бір жаққа қарай бағытталған. F2 МҚК энергияның ОД кесіндісіне сәйкес, ал F3 МҚК ДЕ кесіндіге.
а - ТТ сұлбесі; б - векторлық диаграмма
2.6 сурет – Бөтен көзден қосалқы магниттелетін ТА
 және  МҚК бірдей бағытталғандықтан екінші реттік ораманың МҚК ОЕ кесіндісіне дәл, ал  МҚК ГЕ кесіндісіне дәл келеді. Осы магниттік өткізгіштің магниттелуінің МҚК ОГ кесіндісіне дәл келеді. 2.6,б суретінде көрініп тұр. 1 және 2 магниттік өткізгіштердің магниттелуінің МҚК артуы магниттік өтімділігі мен индукцияның артуына әкеліп соғады.
 және  арасындағы фазалық ығысу 1800 тақау. Сондықтан әр магниттік өткізгіште әрекет ететін  магниттелуінің жалпы МҚК көп емес болып шығады.
Берілген өтеу әдісінің кемшілігіне ТА конструкциясының күрделілігі мен энергияның ерекше көзі қажеттілігін жатқызуға болады. Отандық тәжірибеде бөтен көзден қосымша магниттеуді тек қана генераторларды корпусқа тұйықталудан қорғау үшін арналған нөлдік дәйектілік ТА үшін қолданады.
2.2.6 Қателіктерді сейілу өрістерімен қосымша магниттеумен өтеу
ТА қателіктерін өтеудің берілген әдісі магниттік шунт әдісі деп аталады және кернеуі 10 кВ дейінгі көп орамды ТА қолданылады. Осы ТА тікбұрышты магниттік өткізгіші 1 магниттік шунтпен 2 қамтамасыз етілген, оны бірнеше болат табақтардан құралған П-тәрізді қапсырма түрінде орындайды, 2.7 сурет.
2.7 сурет – магниттік шунт тәсілімен қателіктерді өтейтін көп орамды ТА сұлбесі
ТА екінші реттік орамасы орам саны  және  тең бірдей екі бөлікке бөлінген, олар сәйкесінше І және ІІ шыбықтарда орналасқан. Екінші реттік ораманың бір бөлігі үйлес қосылған. Екінші реттік ораманың екі шыбық бойынша таратылуы сейілу ағынын арттырады.
Магниттік шунттың қондырғысы осы ағындардың едәуір өсуіне жағдай жасайды. ІІ шыбықта тогымен  тең МҚК тудырылады. Бұл МҚК магниттік шунт 2 арқылы тұйықталатын  сейілу ағынын тудырады. 1 шыбықта  тең. МҚК әрекет жасайды, ол магниттік шунт 2 арқылы өтетін  сейілу ағынын тудырады. Осылайша шунттың магниттік кедергісін таңдап алып, тіпті аз бірінші реттік токтарда жұмысшы нүктені жоғары  аумағына көшіруге болады және магнитік өткізгіштің магниттік кедергісін кемітуге болады. Нәтижесінде ағынын өткізуге қажетті МҚК шапшаң төмендейді, ал ол ТА токтық та, бұрыштық қателіктерінің де кемуіне әкеледі. Нақты көрсетілген токқа тақау және одан жоғары токтарда магниттік шунттың қанығуы болып жатады және өтеу әрекетін тоқтатады.
2.3 Ішкі қондырғы ток трансформаторы конструкциялары
2.3.1 Жалпы мәліметтер
Ішкі қондырғыға арналған ТА деп қоршаған ортаның анықталған сипаттамалары кезіндегі жылытылатын және жылытылмайтын ғимараттарда жұмыс істеу үшін арналған ТА атайды.
Қоршаған ортаның сипаттамалары ТА климаттың орындалуы мен категориясынан, ТА жұмысының ерекшелік жағдайларынан (электр жылулық қондырғылардың тарату құрылғыларында, генераторлық ток өткізгіштерде және т. б.) және басқа ықпалдарға байланысты қатты айырып танылуы мүмкін. Ішкі қондырғы ТА топтары конструкциялық орындалуы бойынша да тым әр түрлі. Бұл тарату құрылғыларының әр алуан компановкаларымен, олардың көлемдерімен, ТА бекіту әдістерімен және басқа да жағдайлармен түсіндірілген. Бұдан басқа, белгілі шамада ТА конструктивті орындалуына ТА нақты көрсетілген көрсеткіштері әсер етеді (нақты көрсетілген кернеу, нақты көрсетілген ток, ток жиілігі, екінші реттік орама сандары және т. б.).
Ішкі қондырғы ТА негізгі оқшаулауы үшін фарфор немесе эпоксидтік компаунд пайдаланылады. Ақырғы жылдарда эпоксидті компаунд оқшаулауы фарфор оқшаулауын ығыстырып кең таралымға ие болады.
Ішкі қондырғы ТА шарты белгіленуі екі бөліктен тұрады: әріптік және сандық. Әріптік бөлік бірнеше әріптерден тұрады: олар келесі мәнді береді: Т-ток трансформаторы, П-өткерме, О-бір орамды оқтамалы, Ш-бір орамды шиналық, В-ауамен оқшаулау, орнатылған немесе магниттік өткізгішті сумен салқындату, Г-генераторлық ток өткізгіштері үшін, К-орауыштық, Л-құйылған (литой) оқшаулаумен, М-жетілдірілген немесе аз көлемді, Ч-жоғары жиілік үшін, С-арнайы.
Әріптер мен ТА түрі белгілеуі белгілі тізбекпен орналасады. Әріптік бөліктен кейін тұрған шартты белгілеудің сандық бөлігі ТА нақты көрсетілген кернеуіне сәйкес келеді, кВ.
ТА түрінің шартты белгіленуінің мысалы: ток трансформаторы өткермелі бір орамды құйылған оқшаулаумен нақты көрсетілген кернеуі 10кВ ТӨОҚ-10 (ТПОЛ-10).
Достарыңызбен бөлісу: | 
