Принцип действия ТТНК при измерении силы переменного тока основан на двух физических законах: законе полного тока и эффекте Фарадея. ТТНК содержит чувствительный элемент (магниточувствительное оптоволокно), в котором происходит преобразование измерительной информации о силе переменного тока в набег фаз поляризованного излучения. Отклик чувствительного элемента прямо пропорционален величине измеряемой силы переменного тока и числу витков чувствительного контура. Сигнал пропорциональный силе переменного тока, полученный на выходе оптической схемы ТТНК преобразуется в цифровую форму. Цифровой код синхронно подается на цифро-аналоговый преобразователь силы переменного тока (далее по тексту - ЦАП Т) для токовых выходов.

Принцип действия ТТНК при измерении напряжения переменного тока основан на масштабном преобразовании (делении) напряжения переменного тока при помощи емкостного делителя и последующем его оцифровке аналого-цифровым преобразователем (далее по тексту

• - АЦП). Измерение напряжения переменного тока производится при помощи специального выносного блока, помещаемого в основание колонны емкостного делителя и подключаемого к его средней точке. Соединение выносного блока и электронно-оптического блока обработки производится волоконно-оптическим кабелем, по которому передаются опорные частоты синхронизации измерений и данные об измеренных величинах, самодиагностике в цифровом формате. Выносной блок формирует цифровой код измеренного сигнала, который привязывается к сетке синхронизации электронно-оптического блока и преобразуется для дальнейшей обработки в электронно-оптическом блоке, где цифровой код синхронно подается на цифро-аналоговый преобразователь напряжения (далее по тексту - ЦАП Н) для выходов 100/V3B, блок формирования цифровых пакетов данных по стандарту IEC 61850-9-2, цифроаналоговый преобразователь напряжения переменного тока (для потенциальных выходов). Логическая схема ТТНК при измерении силы и напряжения переменного тока представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Логическая схема ТТНК

ТТНК представляет собой комплектное устройство, включающее 2 электронных блока: один для измерения силы переменного тока, второй - для измерения напряжения переменного тока, соединенных между собой цифровым соединительным кабелем (рисунки 5, 6), подключенные к ним по оптоволокну высоковольтные колонны с чувствительными элементами (рисунки 2, 3, по одному на каждую фазу), состоящие из опорного изолятора с емкостным делителем и установленным сверху него оптоволоконным датчиком тока, а также блоков вторичного преобразования измеренного сигнала в аналоговый вид (поставка в вариантном исполнении, рисунки 7, 8) и резервированный блок питания (в вариантном исполнении) повышенной надежности (рисунки 9, 10). При необходимости обеспечения резервирования функций релейной защиты ТТНК может комплектоваться дополнительно одним или двумя электронными блоками измерения силы переменного тока, подключаемыми к независимым оптоволоконным датчикам тока, расположенными в той же высоковольтной колонне.

Передача сигнала от чувствительного элемента до электронного блока осуществляется по оптоволоконному кабелю на расстояние от 20 до 1200 м, что позволяет разместить электронного блок в помещении с требуемыми условиями эксплуатации.

Для обеспечения возможности включения ТТНК в систему онлайн-мониторинга работоспособности трансформатор имеет специальный последовательный порт для чтения данных диагностики (доступных так же оператору на дисплее прибора). Порт диагностики работает только в режиме чтения данных и не имеет возможности изменения настроек прибора.

Положение высоковольтных колонн в пространстве - вертикальное с максимальным отклонением угла от вертикали 30°.

Схема соединений элементов ТТНК приведена на рисунке 4.

Рисунок 2 - Высоковольтная колонна ТТНК с чувствительным элементом (вариант исполнения «а»)

Рисунок 3 - Высоковольтная колонна ТТНК с чувствительным элементом (вариант исполнения «б»)

Место пломбировки от несанкционированного доступа

Рисунок 5 - Электронный блок измерения напряжения ТТНК (вид спереди) и схема пломбировки от несанкционированного доступа

Место пломбировки от несанкционированного доступа

Рисунок 6 - Электронный блок измерения тока ТТНК (вид спереди) и схема пломбировки от несанкционированного доступа

Рисунок 7 - Электронный блок ЦАП Т для

Рисунок 8 - Электронный блок ЦАП Н для

вывода пропорционального аналогового сигнала

100/^3 В трансформаторов ТТНК

вывода пропорционального аналогового сигнала 1А трансформаторов ТТНК

Рисунок 9 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид спереди)

Рисунок 10 - Электронный блок резервированного блока питания повышенной надежности (вид сзади)

Условное обозначение ТТНК при поставке:

ТТНК - А - Б - В - Г - Д - Е - Ж, где:

ТТНК - обозначение типа: Трансформатор Тока и Напряжения Комбинированный; А - номинальное напряжение, кВ

Б - номинальный ток, А;

В - класс точности при измерении напряжения (при наличии более одного класса точности измерения напряжения, классы точности указываются по отдельности через «/»);

Г - класс точности при измерении тока и ток предельной кратности для исполнения в релейном классе точности (при наличии более одного электронного блока измерения тока класс точности указывается для каждого по отдельности через «/»);

Д - диапазон рабочих температур чувствительного элемента:

УХЛ1 - УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 (от минус 60 до плюс 40 °С);

УХЛ1-Т - УХЛ1 по ГОСТ 15150-69 с расширенным температурным диапазоном (от минус 60 до плюс 60 °С);

С - специальный температурный диапазон, указывается в паспорте на прибор;

П - для установки в помещениях от минус 10 до плюс 40 °С;

Е - типы используемых выходов, комбинация из символов:

Т - аналоговый, пропорциональный току 1 А;

Н - аналоговый, пропорциональный напряжению 10Q/V3 В;

М - цифровые выходы по стандарту IEC 61850-9-2 с числом выборок 80 и 256 на период промышленной частоты. Опционально может быть изменена частота дискретизации на значение из диапазона: 1000 - 64000 выборок в секунду;

Ж - тип примененного источника питания:

• 1 - один универсальный вход 220 В постоянного или переменного тока;

• 2 - два входа 220 В постоянного и переменного тока;

В - высоконадежный резервированный блок питания;

Пример обозначения прибора:

ТТНК - 110 -2000 - 0,2/3Р - 0,2S/5TPE63 - УХЛ1 - НМ - 1.

Трансформатор тока и напряжения комбинированный электронный ТТНК, номинальное напряжение 110 кВ, номинальный ток 2000 А, имеющий класс точности при измерении напряжения 0,2 и 3Р, класс точности при измерении тока 0,2S для коммерческого учета и класс точности 5TPE с предельной кратностью 63 для релейной защиты, с температурным диапазоном температур для климатического исполнения УХЛ1, с аналоговым выходом, пропорциональным напряжению 100/^ЗВ и цифровым выходом, с одним входом питания 220 В постоянного или переменного тока.

Таблица 3

Окончание таблицы 3

ТТНК приведены в таблице 2.

Таблица 2 - ТТНК

Продолжение таблицы 2

Окончание таблицы 2