Трансформатор тока защиты — это трансформатор тока, специально разработанный для подачи точных сигналов тока на защитные реле в условиях неисправности. В отличие от измерительных ТТ, в которых приоритетом является точность при нормальных токах нагрузки, защитные ТТ созданы для поддержания целостности и линейности сигнала при очень высоких токах, -часто во много раз превышающих номинальный первичный ток-, чтобы гарантировать, что защитные реле могут надежно обнаруживать неисправности и реагировать на них.
Определяющей характеристикой защитного ТТ является его способность сохранять линейность и точность в условиях неисправности. При возникновении короткого замыкания или замыкания на землю первичный ток может увеличиться в 10, 20 или даже 40 раз по сравнению с номинальным током. Защитный ТТ должен быть способен точно воспроизводить этот ток повреждения во вторичной цепи, чтобы реле защиты могло определить, следует ли отключить автоматический выключатель. Если трансформатор тока насыщается преждевременно, вторичный ток искажается, и реле может выйти из строя или работать неправильно.
Защитные ТТ классифицируются по классам точности, например 5P, 10P и их вариантам, где «P» означает защиту. Обозначение типа 5P20 указывает на то, что максимальная суммарная погрешность ТТ составляет 5 % при 20-кратном номинальном первичном токе. Общие классы точности включают 5П10, 5П20, 5П30, 10П10 и 10П20. Первое число представляет собой максимальную процентную погрешность при пределе точности первичного тока, а второе число представляет собой коэффициент ограничения точности-, кратный номинальному току, при котором гарантируется точность.
Защитные трансформаторы тока используются в широком спектре схем релейной защиты, включая защиту от сверхтоков, дифференциальную защиту, дистанционную защиту и защиту от замыканий на землю. Они встречаются в распределительных устройствах, центрах управления двигателями, подстанциях и промышленных энергосистемах, где защитные реле используются для обнаружения и изоляции неисправностей. Надежность всей схемы защиты зависит от способности ТТ предоставлять точную информацию о токе в условиях неисправности.
При выборе защитного ТТ инженеры должны учитывать максимальный ток повреждения, который может выдать система, и выбирать ТТ с предельным коэффициентом точности, достаточным для покрытия этого тока. Нагрузка трансформатора тока должна быть согласована с подключенным реле и проводкой, чтобы обеспечить надлежащую работу. Кроме того, трансформатор тока должен быть способен выдерживать без повреждений термические и механические воздействия токов повреждения. Для схем дифференциальной защиты согласованные характеристики трансформатора тока необходимы, чтобы гарантировать, что реле защиты не сработает при ложном дифференциальном токе.
Таким образом, защитный трансформатор тока является важнейшим компонентом систем электрической защиты. Его способность сохранять точность и линейность в условиях сильноточных аварийных ситуаций важна для надежной работы защитных реле и безопасности электрической системы.