Трансформатор тока: схема подключения к амперметру и счётчику, выбор коэффициента, класс точности и нагрузка ВА — почему нельзя размыкать вторичку

Трансформатор тока (ТТ) уменьшает большой ток линии — сотни и тысячи ампер — до стандартного вторичного тока 5 А или 1 А, который безопасно подать на амперметр, счётчик, анализатор сети или реле защиты. Ниже — подключение и выбор ТТ по официальной документации Siemens: руководство анализатора SENTRON PAC3200, каталог измерительных приборов (раздел трансформаторов тока 4NC) и технические FAQ Siemens. Принципы общие для ТТ любых производителей.

Главное правило: вторичную цепь не размыкать

Siemens объясняет так: ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой ведёт себя как трансформатор с бесконечной нагрузкой — на вторичных выводах возникают импульсы напряжения порядка киловольт. Они пробивают изоляцию, а сердечник перегревается из-за роста потерь — трансформатор может выйти из строя. Отсюда три следствия:

• В токовые цепи не ставят предохранители (руководство PAC3200: «The circuits must NOT be protected with a fuse here!»).
• Прежде чем отключить или снять прибор, закоротите вторичные выводы ТТ — для этого в щитах ставят испытательные клеммы или переключатели.
• Работа на вторичной цепи под нагрузкой при разомкнутых выводах — опасность поражения током и дуги.

Выводы и направление тока

• Первичная обмотка — шина или кабель, проходящий через окно ТТ (у проходных ТТ 4NC так и устроено). На схемах в каталоге Siemens первичные выводы обозначены K (P1) и L (P2), вторичные — k и l.
• На входе прибора ток должен входить в клемму k и выходить из l — в руководстве PAC3200 полярность на схемах отмечена точкой у вывода k.
• Если ТТ развернуть или перепутать k и l, ток будет измерен с обратным знаком: мощность и энергия по этой фазе станут отрицательными. В PAC3200 это можно исправить параметром «Invert CT polarity», но правильнее сразу соблюдать направление.
• Заземление вторичной цепи на схемах руководства показано, но какой вывод заземлять, в тексте не сказано — выполняйте по проекту и требованиям ПУЭ.

Схемы подключения к прибору

В анализаторе PAC3200 тип схемы задаётся параметром «Connection type». Варианты из руководства:

Если напряжение сети выше допустимого для входов напряжения прибора, вместе с ТТ ставят трансформаторы напряжения — у большинства схем в руководстве есть такой вариант.

Вторичный ток 5 А или 1 А

• Большинство приборов принимают оба варианта. В PAC3200 вторичный ток выбирается параметром CT SECONDARY (1 или 5 А), первичный — CT PRIMARY (1…99 999 А); коэффициент прибор вычисляет сам. Без этой настройки прибор покажет неправильные токи.
• По каталогу Siemens при вторичном токе 5 А потери в соединительных проводах в 25 раз больше, чем при 1 А (потери растут пропорционально квадрату тока). Поэтому при длинных линиях от ТТ до прибора выгоднее ТТ на 1 А.
• Вход тока PAC3200 выдерживает 10 А постоянно и 100 А в течение 1 с; измеряется только переменный ток.

Как выбрать трансформатор тока

Пример из каталога: проходные ТТ 4NC51 на первичный ток 50…250 А имеют мощность 2,5 или 5 ВА. Для малых токов первичный проводник пропускают через окно несколько раз: например, ТТ на 50 А при 10 витках работает как ТТ на 5 А.

Частые ошибки

Подберём трансформаторы тока, анализаторы сети и счётчики под вашу шину или кабель: пришлите номинальный ток линии, сечение шины или кабеля, нужный класс точности и прибор, к которому подключаете ТТ.

Каталог: измерительные трансформаторы, КИП и измерительные приборы.

Не удаётся найти причину или нужна замена? Пришлите фото шильдика или список артикулов через массовый запрос — определим модель, предложим оригинал или аналог и назовём срок.

Источники

• Siemens, SENTRON PAC3200 Power Monitoring Device — Manual (A5E01168664B-04): гл. 6 «Connecting» (схемы подключения, запрет предохранителей, закорачивание вторичных цепей), параметры CT PRIMARY / CT SECONDARY, технические данные входов.
• Siemens, Measuring Devices and Power Monitoring — каталог (10/2015): трансформаторы тока 4NC — классы точности, мощность, перегрузка, вторичный ток 1 А / 5 А.
• Siemens Industry Support, FAQ 22746811 «Never operate 4NC transformers with an open output circuit» и FAQ 42687439 «4NC5 — current transformers for PAC measuring devices».