Друзья, привет! Любите умные статьи? Сейчас проверим.. Проверять будем ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА - основу нашего учета и контроля.
Как можно допустить даже мысли об их неточности? И кто я такой, чтобы осмелиться их проверять? А главное с помощью чего..
1. Основы трансформации тока
При сечениях кабеля больше 25мм2 в счетчик их подключить не получится.
Для измерения больших токов применяют трансформаторы тока, преобразующие ток скажем 200А в 5А. Ток 5А требует значительно более тонких проводов, нежели 200А.
Классы точности трансформаторов тока для сетей 0.4 кВ коммерческого учета (0,5S) или технического учета (можно просто 0,5).
Применяют ТТ для:
- Учета энергии
- Мониторинга токов
- Систем автоматики и РЗА (не рассматриваю в данной статье)
Основная идея, чтобы для трансформаторов 200/5 соотношение токов первичной и вторичной обмотки было ровно 40. Не 41 и не 39. В пределах 0-120% от номинального тока.
Для дальнейшего понимания подробно остановимся на вопросе коэффициента трансформации - номинального и реального:
- 200А первичный ток при КТ=40 (номинальный, НКТ), вторичный ток 5А
- 220А первичный ток, вторичный ток 5А, следовательно КТ= 220/5=44 (реальный, РКТ), но для нас это выгодно, так как по сути, трансформатор занижает ток в измерительной цепи (вторичной)
- 180А первичный ток, вторичный ток 5А, следовательно РКТ=180/5=36, и для нас это не выгодно, так как ток в первичной цепи ниже, чем должен быть для правильного учета (ток вторичной цепи выше, чем должен быть I1/НКТ=180/40 = 4.5А).
Это всё несмотря на то, что показания счетчика умножают на НКТ, для получения счета на оплату.
Вывод: если РКТ<НКТ - невыгодно. Если РКТ>НКТ - выгодно.
2. Инструмены измерений коэффициента трансформации
Я использую анализаторы энергии. Пробовал измерять двумя трехфазными анализаторами, но это привело к странной картине - первый ТТ занижал показания, средний ТТ был примерно ровным, а третий завышал показания. Ну и немного лишней работы с синхронизацией часов и данных во времени.
Я специально проверил кучу (15 шт) токовых клещей, определил их погрешности и повторил эксперимент. Получилась аналогичная картина. Следовательно я наблюдаю какое-то влияние, пока не понятое.
Но я не унываю, я сам себя спасаю - добыл клещи для малых токов, наподобие FLUKE i5s - 0,4В/А.
И для исключения проблем синхронизации стал использовать два канала четырехканального анализатора энергии. С разными настройками для разных каналов.
3. Последовательность измерений коэффициента трансформации
Клещи на ток 100-500А подключаем к первичной обмотке, а клещи на 5А ко вторичной обмотке трансформатора тока. И записываем, записываем. При удачном стечении обстоятельств отношение записанных кривых должно быть константой, несмотря на изменения тока во времени.
После замеров на первой фазе - переходим на вторую, третью и т.д. Я подряд замерил 12 технических трансформатора тока и 6 коммерческих.
4. Обработка данных измерений
Выгружаем данные в программу, и далее в таблицу.
По правой части графика видно, что верхние клещи отвалились (и раньше тоже отваливались). Привет ужасным BNC-разъемам из "Чип и Дип". Надеюсь, куплю Neutrik и всё станет лучше.
Я взял другие клещи, вместо отваливающихся, и записал уже почетче. Всплески - это в момент переключения, статистически недостоверные данные, их я отсеку на обработке.
Далее выгружаем всё в таблицы, и используем "Цветовые шкалы" (условное форматирование) для выявления недостоверных или сильно выбивающихся измерений
5. Изучаем коэффициенты трансформации по графикам - технический учет
Удаляем лишние данные, и строим графики.
По графику РКТ видно, что технический учет занижает фактические показания. РКТ вместо НКТ - 42 вместо 40, 21 вместо 20, 17 вместо 16.
Если ток в первичной обмотке 100, во вторичной должен быть 100/20=5, а реально 100/21=4,76 - ниже на 5%. Вместо 100А, амперметр покажет 95А.
6. Изучаем коэффициенты трансформации по графикам - коммерческий учет
И тут возникает странная ситуация, которой я УДИВЛЕН - почему-то на 2 вводе коэффициенты трансформации оказались разными. Либо я что-то менял в настройках клещей, либо трансформатор не в порядке (или влияние ориентации провод-клещи). Причем очень сильное влияние - 142 вместо 100!
Не вполне радостную картину дает соотношение по Линии №4, измеренное дважды. Первое измерение 0,9-0,6-0,7, второе измерение 0,6-0,8-1,2. Нужно выяснить откуда берется такая погрешность (второй раз клещи использованы другие, но РКТ, должны были соотноситься аналогичным образом)
Заключение. Выводы.
Данные измерения проводились с целью отработки методики, проверки оборудования и интереса. Я не исключаю вариант влияния неровного положения клещей на проводнике на результаты измерений.
Эксперимент в целом я считаю достаточно удачным. Результаты гораздо лучше предыдущих.
Неисправный разъем клещей усложнил обработку данных. Лучше такого не допускать.
Между измерениями разных линий лучше делать паузу 30 секунд, данные получатся заметно более читаемыми.
Возможно я напутал с настройками клещей, и получил данные с бОльшей погрешностью измерений.
Надо проверить влияние ориентации клещей по отношению к проводнику, и взаимное влияние клещей.
А если кто-то знает о взаимном влиянии трансформаторов тока - напишите в комментариях!
