Электротехника / Подключение амперметра к ТТ  (Прочитано 130 раз)

Добрый день. Сторонняя организация для двигателя  11 кВт 22А (75кВт 148А) в проекте заложила кабель ВВГ 2х10 (длина кабеля 200 м) от трансформатора тока ТОП-0,66  ~50/5А (200/5А для двигателя 75кВт) класс точ. 0,5  до амперметра Е349 ~5А класс точ. 1,5 (я в проектах закладываю   ВВГ 2х2,5).  Помогите разобраться, почему они заложили кабель сечением 10 кв.мм.

Может ошиблись) 10кв. даже подключить не получится)
Я думаю они расчитали для нагрузки 11кВт 22А)

Они просто взяли 10 кратност, ь 22А / 10 = 2,2
Исходя из 2.2 нашли сечение кабеля оно для такой длинны равно =10 квадратам.
Т.Е использовали формулу S=UI. (
А нужно было вместо U , подставить IZ, где Z - полное сопротивление цепи.

Ток равен 5А... Подключают ТТ к амперметру.

Я привел лишь вероятную логику их расчетов. Так как не раз сталкивался с таким аргументом. Расчет на пальцах.

Ааа, ну так я тоже так предложил)

возможно определяли сеечение исходя из допустимой нагрузки ТТ. При сечении 2,5 кв получается слишком большое сопротивление линии и ТТ выходит из режима работы в "коротком замыкании". А подлкючить можно через промежуточный клеммник - с уменьшением сечения около ТТ и амперметра

Допустимая нагрузка в классе 0.5 для таких тт составляет 5 ВА. При кабеле 2,5 вы получите много больше, а еще если тт стоит
один для измерений, а не 3 шт, звездой, то расчетная длина кабеля 400 м, и тогда совсем худо.
Расчетная нагрузка на тт  S = Iвторичный ^2 * Rкабеля. Посчитайте и узнаете, что 10 мм^2 проходит только при рабочем токе
Вашего двигателя.

Это как повезёт. Вообще-то всегда следует производить расчёт, тем более, что это не так сложно:

       Хоть и по англицки, но суть одна. Объясняю по-русски.

     R = po х Lкаб/s (где po - удельное сопротивление, Lкаб - длина провода (м),  s - сечение провода (мм^2) [ см. учебник физики].
     Для  меди po = 0.017-1.019. Я беру po=0.018, но можно взять и po = 0.0175. Тогда R для  1 метра кабеля сечением 2,5 мм^2 , будет равно  R(1) = 0.0175 х 1 / 2.5 = 0.007 Ом.

      При номинальном токе ТТ мощность выделяемая на 1 м кабеля его вторичной цепи равна Р(1) = I2ном^2 х R(1).
   5-амперный ТТ имеет вторичный номинальный ток  I2ном = 5 А.
   Для кабеля сечением 2,5 мм^2 имеем   Р(1) = 5^2 х 0,007 = 0,175 VA ( оказалось одинаково с англицким !!). Понятно, что и для других сечений аналогично.

       Теперь, если расстояние между ТТ и измерительным прибором 200 м, то для 1-фазной схемы подключения амперметра длина кабеля удваивается,
       т.е. в нашем случае  Lкаб = 2 х 200 = 400 м.
       Но, сказано что длина кабеля 200 м (видимо удвоение учли).
       { В англицком варианте удвоение учитывают   "....cable length x 2 " или    [ 10m x 2 ] }.
       Будем считать, что Lкаб = 200 м  (с учетом удвоения), т.е. от ТТ до прибора 100 м.
       Для реального двигателя  первичный ток ТТ равен  148 А. Это значит, что вторичный ток его равен  I2 = 148 х 5/200 = 3,7 A.
          При таком токе считаем мощность присоединенную к ТТ (потери мощности в кабеле).
              Для кабеля 2,5 мм^2:  Р = 3,7^2 х 200 х 0.007 = 19,2 VA, что слишком много для ТТ с допустимой нагрузкой 5 VA.
              Для кабеля 10 мм^2:  сопротивление 1 метра  R(1) = 0.0175*1/10 = 0.00175 Ом.
                                              И мощность для него   Р = 3,7^2 х 200 х 0.00175 = 4,8 VA <  5 VA, что и требовалось показать.(Потому и заложен кабель 10 мм^2)
          (Но это без амперметра)! { В аглицком варианте советуют приборы учитывать, см. пункт про  ... connected  device }.
          И так можно считать для любых сечений и токов.
             Можно, конечно, по-англицки вычислить  P(1) для кабеля 10 мм^2. Получим  P(1) = 0,044 VA.
             Рассчитаем мощность на кабеле 10 мм^2  длиной 200 м при рабочем токе двигателя  (вторичном у ТТ) 3,7 А

                             P = (3,7/5)^2 х 200 х 0,044 = 4,8 VA ( как и в предыдущем варианте).

       Вот и все. Привет англичанам.

  Р.S.  Хотите иметь тонкие кабели, переходите на 1-амперные ТТ и соответствующие им приборы. (см. англицкие варианты  мощности на 1 метре кабеля)

Не факт.
У Феникс Контакт есть ТТ и с Sном. до 45ВА. Например:

На русском:

1) Речь идет о ТТ ТОП-0,66, которые имеют мощность 5 BA, и варианты  коэффициентов  50/5 и 200/5.
2)Спасибо, что подтвердили необходимость добавления мощности измерительных приборов, и еще, дополнительно,
  резервной мощности (о её величине можно спорить, но как запасу по мощности  лучше быть, чем не быть).

 А теперь про иностранцев.
3) Попросите у Феникс Контакт шинный  ТТ  50/5 с мощностью 45 VA. И посмотрите что они Вам ответят.
    Заметьте, что предложенная линейка начинается с 200/5.
4)Сомневаюсь, что они и ТТ 200/5 с мощностью 45 VA выпускают. При тех, размерах ТТ, которые указаны, индукция магнитопровода должна
   быть порядка  1,8 Тл. При такой индукции материал сердечника будет сильно намагничен и класс точности 1,0 , а тем более 0,5,  обеспечить
   проблематично. Высокоточные ТТ с магнитопроводами из аморфной стали (некоторые ТТ класса S)  могут иметь индукцию не более 1,3 - 1,5  Тл.
   С учетом габаритов защитной обоймы   у такого ТТ   магнитопровод из  аморфной стали в указанный размер ТТ не поместится.
   Следовательно, Феникс выполняет свои ТТ либо на хорошей электротехнической стали, либо на пермаллое хорошего  качества (как у УЗО).
   Пермаллой имеет индукцию до 0,8 - 1,2 Тл. Поэтому для обеспечения мощности 45 VA у  малых коэфициентов трансформации
   потребуется ТТ других размеров.

И еще в подтверждение вышесказанного.
Из приведенного каталога на ТТ следует, что мощность в 45 VA
может быть только у ТТ с  большими коэффициентами трансформации.
У маленьких, допустимая нагрузка англицких такая-же, а то и меньше, чем у наших родных  ТОП-0,66.

Alekc46av, увлекшись мощностью немного от темы ушли. Главное, чтобы расчёт выполнен был верно. А какого выбрать производителя ТТ - каждый решает сам. Так вот, вернёмся к расчётам.
Склоняюсь к мысли, что если автором темы не упоминается о прямом и обратном проводниках, значит длина кабеля приведена без их учёта - 200 м, но в расчётах их следует учесть.
Расчёт должен производиться не для рабочего вторичного тока (3,7А), а для номинального вторичного тока выбранного ТТ (5А).

На основании вышеизложенного повторно определим расчётную мощность Sn медных проводников во вторичной цепи ТТ для проводников кабеля разных сечений. Расчёт проведём упрощённый и без учёта мощ. изм. прибора и мощ. резерва:
Логично предположить, что должно выполняться условие Sтт >= Sn полн., чтобы ТТ оставался в номинальном режиме (в данном случае Sn полн. = Sn медных проводников, согласно принятым допущениям).
1. Сечение проводников 2,5 мм^2:
S(1) = 0,175ВА/м, где S(1) - удельная расчётная мощность, выделяемая в проводнике;
Sn мед. пр. = 200 х 2 х 0,175 = 70,0ВА.

2. Сечение проводников 10,0 мм^2:
Поскольку 10,0 мм^2 > 2,5 мм^2 в 4 раза, соответственно Sn мед. пр. = 70/4 = 17,5ВА.

3. Сечение проводников 16,0 мм^2:
Поскольку 16,0 мм^2 > 2,5 мм^2 в 6,4 раза, соответственно Sn мед. пр. = 70/6,4 = 10,9375ВА.

4. Сечение проводников 20,0 мм^2 (2 х 10,0 мм^2):
Поскольку 20,0 мм^2 > 2,5 мм^2 в 8 раз, соответственно Sn мед. пр. = 70/8 = 8,75ВА.

5. Сечение проводников 25,0 мм^2:
Поскольку 25,0 мм^2 > 2,5 мм^2 в 10 раз, соответственно Sn мед. пр. = 70/10 = 7,0ВА.

Как видно, ни при каких значениях сечения проводников условие Sтт >= Sn полн. для выбранного ТТ не выполняется, даже без учёта мощ. изм. прибора и мощ. резерва. Расчёты можно было прекратить уже на пункте 2 и перейти к выбору ТТ с другими характеристиками. Выводы можете сделать сами.
Ну, вот как-то так.

   Здесь Вы не правы, коллега.
Так как  реальная  нагрузка на ТТ зависит от его вторичного  тока в реальной схеме, то расчет  нагрузки ТТ должен проводиться по
реальному току  электроприемника и сравниваться с допустимой, которая как раз и расчитывается по номинальному вторичному току ТТ.
Иначе Вы будете противоречить своему же выводу
   Потому, что если применить ТТ 400/5 , то вторичный ток его будет 3,7/2 = 1,85 А. Но, по вашему, ничего не измениться в расчетах, т.к.
   S(1) = 0,175 ВА/м  для кабеля  2,5мм^2 так и осталась,  и номинальный вторичный  ток нового ТТ все равно 5 А.
   В действительности, расчетная нагрузка на ТТ 400/5 при кабеле  2,5 мм^2  составит  (1,85/5)^2 x 0,175 х 2 х 200 = 9,58 ВА
   ( величина (1,85/5)^2  приводит реальную нагрузку к номинальной). Это нужно применить и к Вашим расчетам (для ТТ 200/5).

   Коэффициент (3,7/5)^2 = 0,548.    И для сечения 20 мм^2  получим нагрузку   S = 0,548 x 8,75 = 4,79 ВА <  5 ВА.
    Хоть и получается, но  согласен, что использование подобных контрольных кабелей не реально.

И, поэтому, если применить ТТ 400/5, то для сечения 10 мм^2 и длины 2 х 200 имеем
                                    S = 9,58 ВА / (10/2,5)  = 2,4 ВА < 5 ВА.
А для сечения 6 мм^2   S = 9,58 ВА/ (6/2,5) = 4 ВА. Т.е.  проходит вполне реальное  сечение кабеля.  Осталось  подобрать амперметр с соответствующей шкалой.

А ЕСЛИ  ПРИМЕНИТЬ ТТ 200/1 !  То  вторичный ток составит 148/200 = 0,74 А и нагрузка н ТТ будет (без учета амперметра) при кабеле 2,5мм^2
                                                 S = 0,74^2 x 2 x 200 x 0.007 = 1,53 ВА
т.е. при кабеле 2,5мм^2  амперметр можно поставить не за 200 м, а  за 600 м от ТТ. Только амперметр должен быть на 1 А с множителем "х200"
Ну, вот как то так.

Не так! ТТ теоретически без разницы какая нагрузка, он свои вторичные амперы будет выдавать. Но есть ограничения:
согласно п. 1.5.36 ПУЭ макимум - 10 метров
по ГОСТУ на ТТ нагрузка должна быть не более 3,75ВА
Теперь, кому не лень, можно посчитать сечение провода.

Пункт касается счетчиков. Но это не важно. Из него можно сделать вывод о расстоянии между коммутационным аппаратом и ТТ. Да, в ячейке это
расстояние даже меньше. А если амперметр находится не в ячейку, а на щите управления, который  удален от ячейки с ТТ  на расстоянии 100 и более  метров?
Что делать? Ячейку на щит затаскивать?
1) Подскажите ГОСТ, пожалуйста.
2) Для Вашего сведения по ГОСТ 7746-2001, Трансформаторы тока. Таблица 5.
п.6 Номинальная вторичная нагрузка S 2ном с коэффициентом мощности cos φ2 = 1,        В·А      1; 2; 2,5
п.7 Номинальная вторичная нагрузка S 2ном с индуктивно-активным коэффициентом мощности cos φ2 = 0,8      В·А       3; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 50; 60; 75; 100.
Вопрос. Кому нужны  ТТ с допустимыми нагрузками от 1 до 100 ВА. Заводам, что, делать нечего?

И нам оказалось не лень  подсчитать, что  при 5 ВА  сечение найти трудновато.
Как то так.

Никакого противоречия нет, коллега. Потому как под фразой "и перейти к выбору ТТ с другими характеристиками" подразумевался выбор ТТ либо с большим макс. током в первич. цепи (следовательно, с большей мощностью ТТ), либо с меньшей точностью (класс точности 1), либо с меньшим вторичным током (1А), либо первое, второе и третье, вместе взятые. Одним словом, пришлось бы перебрать все возможные варианты. Вот, собственно, и всё.

Коллега, увеличение  номинального первичного тока ТТ не ведет к увеличению его допустимой мощности  на вторичной стороне. Допустимая мощность
вторичной стороны ТТ определяется  числом вторичных витков  и  площадью сечения магнитопровода.
    S2доп = U2доп x I2ном = U2доп x 5  ВА,
где допустимое вторичное напряжение ТТ определяется  при частоте  50 Гц  как 
                                             U2доп[В] = 222 х w2 x Fсерд[м^2] х Bдоп[Тл]                           (1).
     Допустимая индукция магнитопровода для электротехнической стали в условиях погрешности ТТ  0,5-1%  составляет  0,8 - 1,2 Тл.
     Это основное ограничение для точности.  Предельная индукция составляет 1,8 - 2,0 Тл. Дальше ТТ уже практически не намагничивается
     никаким током, даже током КЗ.
     Для шинных ТТ величина w2 находится  просто - она равна коэффициенту трансформации (минус 0,5 - 1 виток витковой корекции).
    Поэтому можно даже оценить англицкие ТТ.
   Например 200/5.  Судя по размерам на рисунке его  Fсерд составляет  примерно  2 х 1 = 2 х 10^-4 м^2
                              Число вторичных витков w2 = 200/5 = 40. Примем Вдоп = 0,8 Тл.
  Тогда   U2доп = 222 х 40 х 2 х 10^-4 х 0,8 = 1,42 В.
  А допустимая  вторичная нагрузка с учетом сопротивления вторичной обмотки  S2доп = U2доп х Iном = 1,42 х 5 = 7,1 ВА.
  что близко к паспортным данным, учитывая, что часть этой мощности расходуется во вторичной обмотке.
  Для ТТ  2000/5 можно увеличить  лишь число вторичных витков (в 10 раз). Проведя аналогичные расчеты  получим для него
  Sдоп = 71 ВА. Увеличилась, согласно Вашему утверждению.
  Учитывая, что у него обмотка  w2 содержит уже 400 витков, следовательно в ней потери мощности тоже в 10 раз
  больше. Если у ТТ 200/5 в обмотке терялось 1,5 ВА, то  у 2000/5 будет 15 ВА.
  71 - 15 = 55 ВА  тоже близко к паспортным данным на такой ТТ, учитывая  коэффициенты запаса завода производителя. 
Но, часто заводы-производители для изменения коэффициента трансформации изменяют число первичных витков ТТ.
Например, ТТ 100/5 содержит 4 первичных витка, а 400/5 - один. Вторичная обмотка, магнитопровод одинаковые.
У таких ТТ в(1) ничего не меняется, поэтому  допустимая вторичная нагрузка не меняется при переходе к большему коэффициенту.
 Следовательно Ваше утверждение может быть справедливо лишь для ТТ у которых первичная обмотка состоит из 1 витка (шинных),
либо той серии ТТ, у которых коэффициент меняется только изменением w2.
Вывод: всегда надо смотреть в паспорт ТТ.
 
Ну теперь вроде во всем разобрались. Спасибо, получаю удовольствие от общения.

Хотелось бы только напомнить, что эксплуатация ТТ вне номинального режима, когда условие Sтт >= Sn полн. не выполняется, чревата печальными последствиями как для самого ТТ и подключённого к нему измерительного прибора, так и для обслуживающего персонала.

⚠️РНТЦ: «Ценообразование в строительстве. Учитываем на практике нормы законодательства».
Темы видеосеминара: ЗП в сметах, стоимость пусконаладки, транспортные расходы, разработка индивидуальных нормативов расхода, проекты для многократного применения в строительстве .