Титульная страница стандарта ГОСТ 60044.1 на трансформаторы тока

ГОСТ 61869-2. Трансформаторы измерительные

Стандарт на измерительные трансформаторы тока IEC 61869-2 (он же ГОСТ и ДСТУ) заменил IEC 60044-1. Эксплуатационные и технические характеристики трансформаторов, классы точности 0,5; 0,5S; 0,2; 0,2S и другие

Разрабатываемый стандарт Международной электротехнической комиссии IEC 61869-2 заменяет стандарт IEC 60044-1 (смотрите таблицу во Введение ГОСТ 61869-2 и IEC 61869-2).

Ссылки для скачивания ⇓ Проверка действия
(вводите только цифры)
Беларусь Российская федерация Украина
ГОСТ 60044-1 Х действует Х
ГОСТ 61869-2 действует* действует  
IEC 61869-2     действует**
* Нужно дополнительно перейти во вкладку «Международные и региональные документы».
** В Украине действует стандарт ДСТУ EN 61869-2, но в сети его нет, поэтому используйте исходный международный документ IEC 61869-2 на английском языке.
Ссылки для скачивания отменённых стандартов на измерительные трансформаторы в pdf-формате:
  • ДСТУ 60044-1 (2008 год) – действовал на Украине;
  • IEC 60044-1 (1996 год) – исходный стандарт Международной электротехнической комиссии (устаревшая версия).
Содержание:
 
 

Сфера действия стандарта ГОСТ 61869-2 (ГОСТ 60044-1)

Действие нормативного документа распространяется на трансформаторы тока, которые передают сигнал приборам измерения, защиты, автоматики, сигнализации и управления в системах переменного тока с частотой 15-100 герц.
Зачастую, производители изготавливают трансформаторы тока также с учётом требований стандарта ГОСТ 7746.
 
Везде ниже таблицы и пункты из ГОСТ 61869-2 указаны зелёным цветом, а таблицы и пункты из ГОСТ 60044-1 – оранжевым (морковным) цветом.
 
Определения:
  • измерительный трансформатор – устройство для пропорционального преобразования (трансформирования) измеряемой величины и её подачи на измерительное устройство либо другой подобный прибор (развёрнуто см. пункт 3.1.202 ГОСТ 61869-2 или пункт 2.1.1 ГОСТ 60044-1);
  • трансформатор тока – измерительный трансформатор, в котором вторичный ток пропорционален первичному, при этом угол фазного сдвига приближается к нулю (развёрнуто см. пункт 3.2.201 или пункт 2.1.2);
  • первичная обмотка – по ней протекает ток, который преобразуется (развёрнуто см. пункт 3.3.201 или пункт 2.1.3);
  • вторичная обмотка – по ней протекает преобразованный ток (пропорционально меньший относительно первичного), которым питают измерительные устройства и другие приборы (развёрнуто см. пункт 3.3.202 или пункт 2.1.4);
  • класс точности – обобщённая характеристика трансформатора, которая определена установленными пределами погрешностей (развёрнуто см. пункт 5.6.201 или пункт 2.1.12);
  • номинальный ток термической стойкости Ith – действующее значение первичного тока, которое выдерживает трансформатор в течение 1 секунды без повреждений (развёрнуто см. пункт 3.3.203 или пункт 2.1.28);
  • номинальный ток электродинамической стойкости Idyn – амплитудное значение первичного тока, которое выдерживает трансформатор без электрических и механических повреждений, в результате электромагнитных воздействий, при замкнутой накоротко вторичной обмотке (развёрнуто см. пункт 3.3.204 или пункт 2.1.29).
 
 

Условия эксплуатации измерительных трансформаторов по стандарту IEC 60044-1

Температура окружающего воздуха:
категория диапазон температур
-5/40 от -5 до +40 °С
-25/40 от -25 до +40 °С
-40/40 от -40 до +40 °С
для очень холодного климата* от -50 до +40 °С
для очень жаркого климата* от -5 до +50 °С
* Данные диапазоны температур могут назначаться по пункту 3.2.1.
 
Высота над уровнем моря не более 1 000 м.
При эксплуатации на высоте свыше 1 км длину пути утечки определяют умножением наибольших рабочих напряжений на коэффициент k = 1,0-1,5 (выбирают согласно графической зависимости, см. рисунок 1 на странице 35). Высота эксплуатации не влияет на диэлектрическую прочность внутренней изоляции (по пункту 3.2.2).
 
В пунктах 3.1.4 и 3.1.5 описаны условия работы в закрытых помещениях и уличных условиях.
 
 

Электрические характеристики трансформаторов тока по ГОСТ 61869-2 (ГОСТ 60044-1)

Токи, А

Номинальный первичный ток в амперах (выбирают одно из значений, а также их десятичные, кратные и дробные значения) –
10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75 (жирным выделены предпочтительные значения).
 
Номинальный ток вторичной обмотки в амперах –
1, 2, 5 (жирным выделено предпочтительное значение) по ГОСТ 60044-1.
1 или 5 по пункту 5.202 стандарта ГОСТ 61869-2.
 
Нормированный ток продолжительного нагрева – предпочтительно 120, 150 или 200 % от номинального первичного тока.
Номинальный кратковременный ток термической стойкости Ith задаётся производителем. Ток динамической стойкости, зачастую, равен Idyn = 2,5·Ith.
 
Номинальная выходная мощность – 2,5; 5; 10; 15; 30 В·А. А также любые заказанные значения свыше 30 В·А.
 
 

Температура

Предельно допустимое превышение температуры обмоток
Класс изоляции (по IEC 60085) Максимальное
превышение
температуры, К
погруженные в масло без герметизации все 60
погруженные в масло с герметизацией все 65
залитые в компаунд все 50
не погруженные в масло
и не залитые в компаунд
Y 45
A 60
E 75
B 85
F 110
H 135
Точное воспроизведение таблицы 2 на странице 13 из ГОСТ 60044-1.
 
Если высота эксплуатации более 1 000 м, то допустимые пределы превышения температуры снижают за каждые 100 м свыше указанного значения:
  • на 0,4 % для маслонаполненных трансформаторов;
  • на 0,5 % для сухих трансформаторов.
Например, трансформатор с полимерной изоляцией (сухой) предполагается установить на высоте 1 400 м над уровнем океана,
тогда исходное значение превышения температуры 50 К (четвёртая строка в таблице, залитые в компаунд – материал является полимерной смолой),
нужно понизить на 0,5 % за каждые 100 м свыше 1 000 м:
= 50 - 4·0,5 % = 50 - 2 % = 49 К.
 
 

Напряжение

Уровень прочности изоляции первичной обмотки базируется на значение рабочего напряжения для оборудования Um.
Напряжение
для оборудования Um, кВ
Испытательное
напряжение, кВ
Пиковое испытательное
напряжение
грозового импульса, кВ
0,72 3
1,2 6
3,6
 
10
 
20
40*
7,2
 
20
 
40
60*
12,0
 
28
 
60
75*
17,5
 
38
 
75
95*
24,0
 
50
 
95
125*
36,0
 
70
 
145
170*
52,0 95 250
72,5 140 325
100 185 450
123
 
185 450
230 550
145
 
230 550
275 650
170
 
275 650
325 750
245
 
395 950
460 1050
* Для трансформаторов, установленных открыто на улице рекомендуют выбирать наиболее высокий уровень прочности изоляции.
Воспроизведение таблицы 3 на странице 14 из ГОСТ 60044-1.
 
 

Загрязнение

Для изделий наружной установки с керамическим изолятором, которые восприимчивы к загрязнениям, приведена длина пути тока утечки:
Уровень загрязнения Минимальная
длина пути тока утечки, мм/кВ*
Длина пути тока утечки,
отнесённая к разрядному расстоянию
I лёгкий 16 ≤ 3,5
II средний 20
III сильный 25 ≤ 4,0
IV очень сильный 31
* Отношение длины пути тока утечки между фазой и землёй к действующему значению межфазного наибольшего напряжения для оборудования (IEC 60071-1). Подобно о допустимых отклонениях см. IEC 60815.
Воспроизведение таблицы 7 на странице 17 из ГОСТ 60044-1.
 
 

Классы точности измерительных трансформаторов тока

Пределы токовой и угловой погрешностей измерительных трансформаторов тока классов точности 0,1-1,0:
Класс точности Первичный ток,
% от номинального значения, ±
Пределы допускаемых погрешностей, ±
токовой, ' угловой, срад
(сантирадиан; 100 срад = 1 рад;
аналогия 100 см = 1 м)
  1 5 20 100 120 1 5 20 100 120 1 5 20 100 120
0,1 0,4 0,2 0,1 0,1 15 8 5 5 0,45 0,24 0,15 0,15
0,2 0,75 0,35 0,2 0,2 30 15 10 10 0,9 0,45 0,3 0,3
0,5 1,5 0,75 0,5 0,5 90 45 30 30 2,7 1,35 0,9 0,9
1,0 3,0 1,5 1,0 1,0 180 90 60 60 5,4 2,7 1,8 1,8
Воспроизведение таблицы 201 на странице 12 из ГОСТ 61869-2.
Воспроизведение таблицы 11 на странице 29 из ГОСТ 60044-1.
 
Пределы токовой и угловой погрешностей измерительных трансформаторов тока классов точности 0,2S и 0,5S:
Класс точности Первичный ток,
% от номинального значения, ±
Пределы допускаемых погрешностей, ±
токовой, ' угловой, срад
  1 5 20 100 120 1 5 20 100 120 1 5 20 100 120
0,2S 0,75 0,35 0,2 0,2 0,2 30 15 10 10 10 0,9 0,45 0,3 0,3 0,3
0,5S 1,5 0,75 0,5 0,5 0,5 90 45 30 30 30 2,7 1,35 0,9 0,9 0,9
Воспроизведение таблицы 202 на странице 12 из ГОСТ 61869-2.
Воспроизведение таблицы 12 на странице 29 из ГОСТ 60044-1.
 
Пределы токовой и угловой погрешностей измерительных трансформаторов тока классов точности 3 и 5:
Класс точности Первичный ток,
% от номинального значения, ±
  50 120
3 3 3
5 5 5
Воспроизведение таблицы 203 на странице 12 из ГОСТ 61869-2.
Воспроизведение таблицы 13 на странице 29 из ГОСТ 60044-1.
 
 

Отличие классов точности 0,5 и 0,5S, а также 0,2 и 0,2S

Меньший класс проявляет большую точность измерения первичного тока.
То есть класс точности 0,2 даёт меньшую погрешность (более точнее). чем класс точности 0,5.
 
Добавочная буква S:
  • указывает, на более точное изделие (0,2S точнее 0,2; а также 0,5S точнее 0,5);
  • указывает на то, что погрешность трансформатора нормируют при 1 % значение от номинального первичного тока (обратите внимание, что в таблице с классами точности 0,1-1,0 при 1 % от номинального первичного тока стоят прочерки).
Что это значит?
Разберём на примерах.
 
Пример 1.
Допустим установлены два трансформатора тока (аббревиатура ТТ) с первичным током In = 150 А, но разного класса точности 0,5 и 0,5S.
Сеть с напряжением U = 10 кВ.
В условиях спада нагрузки и её колебания, потребление составляет 20 % (I = 0,2·150 А = 30 А).
При малых токах погрешность, зачастую, имеет отрицательное значение.
 
Рассчитаем мощность измеренную счётчиком электроэнергии в течение t = 10 часов, который подключен к ТТ с классом 0,5 (погрешность 0,75 % или коэффициент 0,9925):
W = U·I·t·0,9925 = 10 кВ · 30 А · 10 часов · 0,9925 = 2 977,5 кВт·час.
Рассчитаем мощность при тех же условиях, но ТТ с классом 0,5S (погрешность 0,5 % или коэффициент 0,9950):
W = U·I·t·0,9950 = 10 кВ · 30 А · 10 часов · 0,9950 = 2 985,0 кВт·час.
 
То есть счётчик, который подключен к ТТ с классом 0,5S насчитает +7,5 кВт·час.
 
 
Пример 2.
Допустим установлены два трансформатора тока с первичным током In = 200 А, но разного класса точности 0,2 и 0,2S.
Сеть с напряжением U = 10 кВ.
Ночью нагрузка минимальна, допустим потребление составляет 5 % (I = 0,05·200 А = 10 А).
При малых токах погрешность, зачастую, имеет отрицательное значение.
 
Рассчитаем мощность измеренную счётчиком электроэнергии за ночь с 23:00 по 06:00, отсюда t = 7 часов, который подключен к ТТ с классом 0,2 (погрешность 0,75 % или коэффициент 0,9925):
W = U·I·t·0,9925 = 10 кВ · 10 А · 7 часов · 0,9925 = 694,75 кВт·час.
Рассчитаем мощность при тех же условиях, но ТТ с классом 0,2S (погрешность 0,35 % или коэффициент 0,9965):
W = U·I·t·0,9965 = 10 кВ · 10 А · 7 часов · 0,9965 = 697,55 кВт·час.
 
То есть счётчик, который подключен к менее точному ТТ с классом 0,2 покажет сниженное потребление -2,8 кВт·час за ночь (или -1022 кВт·час в год).