Трансформатор тока принцип действия: Трансформатор тока: принцип работы, виды, характеристика, фото

Содержание

Устройство и принцип действия измерительных трансформаторов тока

Трансформатор тока состоит из замкнутого сердечника, набранного из тонких листов электротехнической стали, и двух обмоток — первичной и вторичной. Первичную обмотку включают последовательно в контролируемую цепь, ко вторичной обмотке присоединяют токовые катушки различных приборов и реле.

Рисунок 1 – Трансформатор тока:
а — устройство, б, в — схемы включения амперметра непосредственно в контролирующую цепь и через трансформатор тока
Устройство трансформатора тока и схемы включения амперметра показаны на рисунке 1, а—в. Магнитный поток в магнитопроводе 3 создается токами первичной 1 и вторичной 2 обмоток. Соотношение первичного I1 и вторичного I2 токов определяется формулой:

где KТТ — коэффициент трансформации; w1 и w2 — число витков первичной и вторичной обмоток.
Если в силовых трансформаторах и трансформаторах напряжения увеличение сопротивления во вторичной цепи вызывает уменьшение тока во вторичной и в первичной цепях, а напряжение на выводах обеих обмоток почти не изменяется, то у трансформаторов тока увеличение сопротивления во вторичной цепи приводит к повышению напряжения на выводах вторичной обмотки.

Это объясняется тем, что ток в первичной цепи не зависит от нагрузки трансформатора тока. Ток во вторичной цепи трансформатора тока практически не меняется с изменением ее сопротивления при данном режиме первичной цепи. Вследствие этого нагрузка трансформатора тока увеличивается с возрастанием сопротивления во вторичной цепи, складывающегося из сопротивлений, подключенных к трансформатору тока аппаратов и приборов, соединительных проводов и переходных контактов.
Трансформаторы тока для электроустановок напряжением до 1000 В показаны на рисунке 2, а, б, в (катушечный, шинный ТШ-0,5 и шинный с литой изоляцией ТШЛ-0,5). В шинных трансформаторах тока в качестве первичной обмотки используют шину, пропускаемую через окно 5 сердечника трансформатора тока, на который намотана вторичная обмотка.

Рисунок 2 – Трансформаторы тока на напряжение до 1000 В:
а — катушечный, б, в — шинные ТШ-0,5 и ТШЛ-0,5; 1 — каркас, 2, 4 — зажимы вторичной и первичной обмоток, 3 — защитный кожух, 5 — окно



Рисунок 3 – Трансформаторы тока на напряжение 10 кВ с литой изоляцией:
а — многовитковый ТПЛ-10, б — одновитковый ТПОЛ-10, в —шинный ТПШЛ-10; 1, 2 — зажимы первичной и вторичной обмоток, 3 — литая изоляция, 4 — установочный угольник, 5 — сердечник

Рисунок 4 – Опорный трансформатор тока ТФНД-220 наружной установки
Проходные трансформаторы тока для внутренней установки на напряжение 10 кВ выполняют многовитковыми, одновитковыми и шинными с фарфоровой и пластмассовой (литой) изоляцией (Рисунок 3, а—в).


Рисунок 5 – Трансформаторы тока:
а — проходной ТПФМ-10 на 10 кВ, б — опорный ТФН-35М на 35 кВ; 1 и 3 — первичная и вторичная обмотки, 2 — фарфоровый изолятор, 4 — сердечник вторичной обмотки, 5 — контактный угольник, 6 — крышка, 7 — кожух, 8 — верхний фланец, 9 — зажимы выводов вторичной обмотки, 10 — якореобразный болт, 11 — крышка, 12 — фарфоровая покрышка, 13 — изоляционное масло, 14 — кольцевые обмотки («восьмеркой»), 15 — полухомут, 16 — масловыпускатель, 17 — цоколь, 18 — коробка вторичных выводов, 19 — кабельная муфта, 20 — маслоуказатель

Опорный трансформатор тока ТФНД-220 для наружной установки на напряжение 220 кВ (Рисунок 4) имеет обмотки, помещенные в фарфоровый корпус 3, залитый маслом и укрепленный на основании 4. На верхнем торце фарфорового корпуса укреплен чугунный расширитель 1 для масла с маслоуказателем и зажимами 2 первичной обмотки. Сердечник с вторичной обмоткой охватывается первичной обмоткой, имеющей в этом месте форму кольца. Выводы вторичной обмотки размещены в коробке 5 на основании трансформатора.

В высоковольтных распределительных устройствах подстанций применяют проходные (Рисунок 5, а) и опорные (Рисунок 5, б) трансформаторы тока.
1.4 Электрическая принципиальная схема
Для питания вторичных устройств используют различные схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока. Соединение в звезду (Рисунок 6, а) применяют при необходимости контроля тока во всех трех фазах электрической сети, соединение треугольником (Рисунок 6, б) — при получении большей силы тока во вторичной цепи или сдвига по фазе вторичного тока относительно первичного на 30 или 330°.
В сетях с изолированной нейтралью используют соединение вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока в неполную звезду (Рисунок 6, в) и на разность токов двух фаз (Рисунок 6, г), а для питания защит от замыкания на землю — схему соединения на сумму токов трех фаз (схема фильтра токов нулевой последовательности). Токовое реле, включенное на выходе цепей, собранных по такой схеме (Рисунок 6, д), не реагирует на междуфазовые короткие замыкания, но приходит в действие при всех видах повреждений, связанных с замыканием элементов электрической сети на землю.


Рисунок 6 – Схемы соединений вторичных обмоток трансформаторов тока:
а — звездой, б — треугольником, в — неполной звездой, г – на разность токов двух фаз, д — на сумму токов трех фаз, е — последовательное, ж— параллельное
Последовательное соединение вторичных обмоток трансформаторов тока одной фазы (Рисунок 6, е) позволяет получить от них суммарную мощность, а параллельное (Рисунок 6, ж) — уменьшить коэффициент трансформации, суммируя ток вторичных обмоток при данном токе в линии.

Устройство трансформатора тока | Полезные статьи

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

На промышленных предприятиях часто возникает необходимость производить замеры параметров электросети (напряжение, ток, активная и реактивная мощность). Но из-за больших нагрузок подключать измерительные приборы напрямую нельзя. В таких случаях в помощь инженерам приходят измерительные трансформаторы тока, которые устанавливают в электросеть для уменьшения ее параметров. Итак, в данной статье мы рассмотрим устройство и принцип работы трансформатора, предназначенного для измерения параметров электрической сети.

Конструкция трансформатора тока

В начале расскажем об устройстве измерительного трансформатора. Итак, трансформатор подобного типа включает следующие части:

 

• корпус, выполненный из самозатухающего трудногорючего материала;

• магнитопровод (сердечник), изготовленный из пластин электротехнической стали;

• вторичная обмотка, представленная в виде эмальпровода, намотанного на сердечник. От количества намотанных витков зависит коэффициент трансформации;

• клеммы “И1” и “И2”, на которые выведены концы вторичной обмотки; 

• первичная обмотка, выполненная в виде покрытой изоляцией прямолинейной шины. В некоторых моделях вместо шины используют проходное отверстие, через которое пропускают изолированный провод в один или несколько витков.

Также применяется гибкая или жесткая изолированная или же неизолированная шина.

Принцип работы измерительного трансформатора тока

Рассмотрим, как работает измерительный трансформатор (ТТ). При подаче питания ток I1 начинает протекать по шине, преодолевая сопротивление (активное, индуктивное, емкостное), тем самым создавая магнитный поток Ф1. Расположенный перпендикулярно сердечник улавливает этот магнитный поток и преобразовывает электрическую энергию в магнитную. При этом преобразование происходит с минимальными потерями.

 

Магнитный поток, образованный в магнитопроводе, проходит поперек перпендикулярно расположенных витков эмалированного провода вторичной обмотки. Это приводит к возникновению ЭДС Е2 (электродвижущей силы), а она в свою очередь способствует  возникновению тока I2 в эмальпроводе. При протекании ток таким же образом преодолевает активно-индуктивное и емкостное сопротивление (полное) вторичной обмотки Z2, а также сопротивление нагрузки Zн измерительного прибора (это может быть, к примеру, амперметр).

На измерительном же приборе отображается ток первичной обмотки, который уменьшен на коэффициент трансформации. 

Опасные факторы при работе трансформатора тока

Существует два условия, несоблюдение которых может привести к электрическим травмам обслуживающего персонала:

 

1. Обязательное заземление вторичной обмотки трансформатора. Данное требование применяется в связи с тем, что магнитопровод, выполненный из технической электропроводящей стали, является связующим звеном и обеспечивает соединение первичной и вторичной обмоток магнитным путем. При повреждении изоляции эмалированного провода, из которого выполнена вторичная обмотка, возникает опасность получения электрических травм обслуживающим персоналом и (или) повреждения оборудования. Чтобы избежать таких ситуаций, необходимо выполнить заземление любого вывода (клемма “И1” или “И2”) вторичной обмотки ТТ, чтобы обеспечить стекание через него высоковольтного потенциала во время аварийных ситуаций.

 

2. Обязательное закорачивание вторичных обмоток трансформатора, если не подключен измерительный прибор. Данное требование применяется в связи с тем, что если по первичной обмотке протекает ток, то на клеммах “И1” и “И2”, на которые выведены концы вторичной обмотки, возникает потенциал, порой достигающий нескольких тысяч Вольт. Это также привести к электрическим травмам.

 

Мы рассказали, как устроен измерительный трансформатор тока, а также о том, в чем заключается работа трансформатора. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором детально показан трансформатор тока, его конструкция и принцип работы.

 

Трансформаторы тока. Виды и устройство. Назначение и работа

В системе обеспечения электрической энергией трансформаторы выполняют различные функции. Конструкции классического вида применяются для изменения определенных свойств тока до значений, наиболее подходящих для осуществления измерений. Существуют и другие виды трансформаторов, которые выполняют задачи по корректировке свойств напряжения до значений, подходящих наилучшим образом для последующего распределения и передачи электроэнергии. Трансформаторы тока согласно своему назначению имеют особенности конструкции, и перечень основных и вспомогательных функций.

Назначение

Основной задачей такого трансформатора является преобразование тока. Он корректирует свойства тока с помощью первичной обмотки, подключенной в цепь по последовательной схеме. Вторичная обмотка измеряет измененный ток. Для такой задачи установлены реле, измерительные приборы, защита, регуляторы.

По сути дела, трансформаторы тока – это измерительные трансформаторы, которые не только измеряют, но и осуществляют учет с помощью приборов. Запись и сохранение рабочих параметров тока нужно для рационального применения электроэнергии при ее транспортировке. Это одна из функций трансформатора тока. Модели конструкций бывают преобразующего типа и силовые варианты исполнений.

Устройство

Обычно все варианты исполнений трансформаторов подобного вида снабжены магнитопроводами с вторичной обмоткой, которая при эксплуатации нагружена определенными значениями параметров сопротивления.

Выполнение показателей нагрузки важно для дальнейшей точности измерений. Разомкнутая цепь обмотки не способна создавать компенсации потоков в сердечнике. Это дает возможность чрезмерному нагреву магнитопровода, и даже его сгоранию.

С другой стороны, магнитный поток, образуемый первичной обмоткой, имеет отличие в виде повышенных эксплуатационных характеристик, что также приводит к перегреву магнитопровода. Сердечник трансформатора тока изготавливают из нанокристаллических аморфных сплавов. Это вызвано тем, что трансформатор может работать с более широким интервалом эксплуатационных величин, которые зависят от класса точности.

Отличие от трансформатора напряжения

Одним из некоторых отличий является способ создания изоляции между двумя обмотками. Первичную обмотку в трансформаторах тока изолируют соответственно параметрам принимаемого напряжения. Вторичная обмотка имеет заземление.

Трансформаторы тока работают в условиях, подобных к случаю короткого замыкания, так как у них небольшое сопротивление вторичной обмотки. В этом и заключается назначение трансформаторов, измеряющих ток, а также отличие от трансформатора напряжения по условиям работы.

Для трансформатора напряжения при коротком замыкании его работа опасна из-за риска возникновения аварии. Для трансформатора тока такой режим работы вполне приемлемый и безопасный. Хотя бывают у таких трансформаторов также угрозы аварии, но для этого устанавливают свои системы и средства защиты.

Виды
Трансформаторы тока имеют три основных вида. Наиболее применяемые из них:
  • Сухие.
  • Тороидальные.
  • Высоковольтные (масляные, газовые).

У сухих трансформаторов первичная обмотка без изоляции. Свойства тока во вторичной обмотке зависят от коэффициента преобразования.

Тороидальные исполнения трансформаторов устанавливают на шины или кабели. Поэтому первичная обмотка для них не нужна, в отличие от обычных трансформаторов напряжения и тока. Первичный ток протекает по шине, которая проходит в центре трансформатора. Он дает возможность вторичной обмотке фиксировать показатели тока.

Такие трансформаторы тока редко используются для замера параметров тока, так как их надежность и точность измерений оставляет желать лучшего. Они чаще используются для дополнительной защиты от короткого замыкания.

Принцип работы и применение

При эксплуатации в цепях с большим током появляется необходимость использовать небольшие устройства, которые бы помогали контролировать нужные параметры тока бесконтактным методом. Для таких задач широко применяются токовые трансформаторы. Они измеряют ток, а также выполняют много вспомогательных функций.

Такие трансформаторы производятся в значительном количестве и имеют разные формы и модели исполнения. Отличительными параметрами этих устройств является интервал измерения, класс защиты устройства и его конструкция.

В настоящее время новые трансформаторы тока работают по простому методу, который был известен в то время, когда появилось электричество. При действии с нагрузкой в проводе образуется электромагнитное поле, улавливающееся чувствительным прибором (трансформатором тока). Чем сильнее это поле, тем больший ток проходит в проводе. Нужно только рассчитать коэффициент усиления прибора и передать сигнал в управляющую цепь, либо в цепь контроля.

Трансформаторы выполняют функцию рамки на силовом проводе и реагируют на значение сети питания. Современные измерительные трансформаторы выполнены из большого числа витков, имеют хороший коэффициент трансформации. Во время настройки устройства определяют вольтамперные свойства для расчета точки перегиба кривой. Это нужно для выяснения участка графика с интервалом устойчивости функции трансформатора, который также имеет свой коэффициент усиления.

Кроме задач измерения, измеритель дает возможность разделить цепи управления и силовые цепи, что является важным с точки зрения безопасности. Применяя современные трансформаторы тока, получают сигнал небольшой мощности, не опасный для человека и удобный в работе.

В качестве нагрузки такого устройства может быть любой прибор измерения, который может работать с ним. При большом расстоянии оказывает влияние внутреннее сопротивление линии. В этом случае прибор калибруют. Также, сигнал можно передавать в цепь защиты и управления на основе электронных приборов.

С помощью них производят аварийное отключение линий. Приборы производят контроль сети, определяют нужные параметры. При проектировании встает задача по подбору прибора для измерения и контроля. Трансформаторы выбирают по средним параметрам сети и конструкции прибора измерения. Чаще всего мощные установки комплектуются своими измерительными устройствами.

На современном производстве широко применяются измерительные трансформаторы. Также они нашли применение и в обыденной жизни. Чувствительные приборы осуществляют защиту дорогостоящего оборудования, создают безопасные условия для человека. Они работают в электроцепях, создавая контроль над эксплуатационными параметрами.

Коэффициент трансформации

Этот коэффициент служит для оценки эффективности функционирования трансформатора. Его значение по номиналу дается в инструкции к прибору. Коэффициент означает отношение тока в первичной обмотке к току вторичной обмотки. Это значение может сильно меняться от числа секций и витков.

Нужно учитывать, что этот показатель не всегда совпадает с фактической величиной. Есть отклонение, определяемое условиями работы прибора. Назначение и метод работы определяют значения погрешности. Но этот фактор также не может быть причиной отказа от контроля коэффициента трансформации. Имея значение погрешности, оператор сглаживает ее аппаратурой специального назначения.

Установка

Простые трансформаторы тока, работающие на шинах, устанавливаются очень просто, и не требуют инструмента или техники. Прибор ставится одним мастером при помощи крепежных зажимов. Стационарные требуют оборудования фундамента, монтажа несущих стоек. Каркас крепится сваркой. К этому каркасу монтируется аппаратура. Комплект оснащения зависит назначение устройства и его особенности.

Подключение

Чтобы облегчить процесс соединения проводов с устройством, изготовители маркируют комплектующие детали цифровым и буквенным обозначением. С помощью такой маркировки операторы, которые обслуживают устройство, могут легко сделать соединение элементов.

Способ подключения взаимосвязан с устройством, принципом работы и назначением прибора. Также оказывает влияние и схема обслуживаемой сети. Трехфазные линии с нейтралью предполагают установку прибора только на двух фазах. Эта особенность вызвана тем, что электрические сети на напряжение 6-35 киловольт не оснащены нулевым проводом.

Контроль

Это мероприятие состоит из разных операций: визуальный осмотр, дается оценка всей конструкции, проверяется маркировка, паспортные данные и т.д. Далее, осуществляется размагничивание трансформатора с помощью медленного повышения тока на первичной обмотке. Далее, величину тока уменьшают.

Затем готовят главные мероприятия по измерению параметров. Поверка основывается на оценке правильности полярности клемм катушек по нормам, также определяют погрешность с дальнейшей сверкой с паспортными данными.

Безопасность

Основные опасности при функционировании измерительных трансформаторов обусловлены качеством намотки катушек. Необходимо учитывать, что под витками действует основа из металла, которая в открытом виде создает опасность и угрозу для обслуживающего персонала.

Поэтому создается график обслуживания, по которому проводится периодическая проверка устройства. Персонал обязан следить за состоянием обмоток катушек. Перед проведением проверки трансформатор отключается и подключаются шунтирующие закоротки и заземление обмотки.

Похожие темы:

Трансформаторы тока и напряжения

Перед тем, как рассказать об измерительных трансформаторах – немного теории. Трансформатор – элемент электрической цепи, преобразующий величину переменного напряжения. Трансформаторы могут быть:

  • понижающими, выдающие на выходе меньшее напряжение, чем на входе;
  • повышающими, выполняющие противоположное преобразование;
  • разделительные, не изменяющие величину напряжения, применяющиеся для гальванической развязки между участками электрической сети.

Повышающие и понижающие трансформаторы обратимы: если подать номинальное выходное напряжение трансформатора на его вторичную обмотку, на первичной мы получим номинальное входное напряжение.

С токами в обмотках происходит обратная картина. Первичная обмотка рассчитывается на ток, соответствующий номинальной мощности трансформатора. Под мощность выбирается и сечение магнитопровода, и диаметр обмоточного провода первичной обмотки.

Ток вторичной обмотки понижающего трансформатора может быть больше тока в первичной во столько раз, во сколько меньше ее напряжение. Это отношение называется коэффициентом трансформации. Поэтому сечение обмоточного провода вторичной обмотки у понижающего трансформатора больше. У понижающего – все наоборот. У разделительного – все одинаково.

Зачем нужны измерительные трансформаторы напряжения

В электроустановках до 1000 В измерение напряжения производят, подключая вольтметры непосредственно к шинам или другим контролируемым участкам сети. Но в сетях 6 кВ и выше это невозможно, потому что:

  • при измерении высокого напряжения требуется понизить его величину до размера, воспринимаемого рамкой стрелочного прибора или электронным преобразователем цифрового. Резистивные делители не выполнят задачу с требуемой точностью, а применение понижающего трансформатора сделает прибор громоздким;
  • изоляция проводников для подключения прибора должна выдерживать номинальное напряжение электроустановки. Кроме того, должны соблюдаться междуфазные расстояния, требуемые ПУЭ. Выполнить это невозможно.
Трансформатор напряжения НОЛ

Поэтому для измерений величину напряжения понижают, и для этого нужен трансформатор напряжения

Трансформаторы напряжения и их конструкция

На какое бы напряжение не была рассчитана первичная обмотка трансформатора напряжения, напряжение на вторичной его обмотке стандартно – 100 В. Это сделано для унификации: счетчику электроэнергии без разницы, в какой электроустановке работать – 6 кВ, 10 кВ или более. Если он предназначен для эксплуатации с трансформаторами напряжения, в его технических характеристиках в графе «номинальное напряжение» указано: «3х100 В». Цифра «3» означает, что для измерений к нему подключаются три фазы.

Конструктивно трансформаторы напряжения выполняются:

  • элемент преобразования одной фазы напряжения в своем корпусе, при трехфазном напряжении устанавливаются три таких трансформатора;
  • один корпус содержит трансформатор для преобразования всех трех фаз.
Трехфазный трансформатор напряжения НАМИ

Первичные обмотки трехфазных трансформаторов соединяются в звезду.

Вторичных обмоток у трансформаторов напряжения несколько:

  • обмотка для приборов учета, имеющая класс точности 0,5s;
  • обмотка для измерительных приборов – класс точности 0,5;
  • обмотка для устройств релейной защиты – класс 10Р;
  • обмотка для разомкнутого треугольника – класс 10Р.

Класс точности имеет значение при учете и измерениях. Но есть еще один нюанс: измерительная обмотка трансформатора работает в заявленном классе точности, если не превышена допустимая нагрузка на нее. Поэтому, вместе с классом, на бирке трансформатора указывается допустимая мощность, превышать которую нельзя.

Трансформатор напряжения НОМ-10

Еще один фактор, изменяющий класс точности – сопротивление соединительных проводников. Если прибор учета или амперметр находится вдали от трансформатора напряжения и подключен контрольным кабелем с жилами недостаточного сечения, то значение напряжения на нем будет меньше, чем на трансформаторе.

Выводы вторичной обмотки трансформатора напряжения, используемого для коммерческого учета, закрывают крышкой и пломбируют.

Первичные обмотки трансформаторов напряжения защищают предохранителями. Для защиты вторичных обмоток раньше тоже применяли предохранители, но теперь их заменили автоматические выключатели.

Три однофазных трансформатора ЗНОЛ, собранные вместе

А теперь – вспомним теорию в начале статьи. Основная опасность при работе на трансформаторах напряжения состоит в явлении обратной трансформации. Если по каким-то причинам на вторичную обмотку попадет напряжение 100 В, то первичная окажется под номинальным напряжением электроустановки. Работающие в ячейке люди окажутся под напряжением. Поэтому при выводе в ремонт трансформатора напряжения принимают меры. Исключающие обратную трансформацию.

Зачем нужны трансформаторы тока

Одна из причин, из-за которых в электроустановках выше 1000 В устанавливают трансформаторы тока – та же, что и для трансформаторов напряжения. Невозможно обеспечить изоляцию цепей для подключения приборов.

Но есть дополнительные факторы, вынуждающие использовать их и в электроустановках выше 1000 В:

  • максимальный ток, на который рассчитаны электросчетчики прямого включения – 100 А. Токи выше 100 А требуется понизить.
  • включение амперметров последовательно с нагрузкой снижает надежность электроснабжения;
  • вольтметр подключается к шинам через предохранители или автоматический выключатель, выводы амперметра защитить невозможно. Ток короткого замыкания в амперметре равен току КЗ на шинах. Ошибки в эксплуатации приводят к тяжелым последствиям, а неисправности прибора выводят его из строя навсегда. Поэтому и требуется выполнить гальваническую развязку амперметра с сетью.
  • Заменить амперметр прямого подключения можно, только отключив нагрузку.

Принцип действия и конструкция трансформаторов тока

Трансформатор тока тоже имеет первичную и вторичную обмотку. Но особенность его в том, что первичная обмотка имеет один или несколько витков, а в большинстве изделий представляет собой шину, проходящую через корпус трансформатора. Вариант – трансформаторы, не имеющие собственной первичной обмотки. Они надеваются на шину с измеряемым током или через них пропускается провод, жила кабеля.

Варианты конструктивного исполнения трансформаторов тока до 1000 В

Вторичная обмотка у трансформатора тока на напряжение до 1000 В одна, но у высоковольтных их – минимум две, но бывает и больше. Работает он аналогично повышающему трансформатору, поэтому – все, что сказано в начале статьи о соотношении токов в них для него справедливо.

Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока всегда равен 5 А, на какой бы ток не была рассчитана первичная. Классы точности обмоток для подключения аппаратуры различаются так же, как и у трансформаторов напряжения.

Но вот подключить к трансформатору тока, используемому для учета электроэнергии, ничего больше не получится. По правилам, кроме счетчика, там не должно быть ничего. И если для аппаратов выше 1000 В это требование легко выполнить (один трансформатор имеет несколько обмоток), то для электроустановок до 1000 В при необходимости устанавливают по два трансформатора на одну фазу: один – для учета, другой – для всего остального (амперметры, ваттметры, устройства защиты, компенсация реактивной мощности). Выводы вторичной обмотки для коммерческого учета у всех трансформаторов закрываются крышкой и пломбируются.

Установка трансформаторов тока в ячейке выше 1000 В

Трансформатор тока должен работать в замкнутой на нагрузку или накоротко вторичной обмоткой. Иначе на ней наводится ЭДС далеко не безопасной величины как для людей, так и для электрооборудования. При обрыве во вторичных цепях можно получить смертельный удар током, даже проведя рукой рядом с клеммами амперметра или счетчика. А электронные схемы на входе приборов выйдут из строя под действием высокого напряжения.

Поэтому для замены амперметров и электросчетчиков в токовых цепях устанавливают специальные клеммы, на которых перед демонтажем прибора обмотку трансформатора закорачивают. Для приборов учета рядом устанавливают клеммы для отключения цепей напряжения. Это функции совмещены в специальном устройстве, называющимся «колодка клеммная измерительная». Для коммерческих цепей учета эти коробки пломбируются, для чего винт, крепящий ее крышку, имеет прорезь в головке (как у винтов крепления крышки корпуса электросчетчика).

Видео про трансформаторы тока

Почему нельзя размыкать вторичную обмотку трансформатора тока и зачем ее обязательно заземлять? Попутно вы узнаете о технических характеристиках и конструкции трансформаторов тока, особенностях их применения.

Оцените качество статьи:

Назначение, устройство и схема трансформаторов тока

Автор Фома Бахтин На чтение 3 мин. Просмотров 6.4k. Опубликовано Обновлено

Назначение трансформаторов тока заключается в преобразовании (пропорциональном уменьшении) измеряемого тока до значений, безопасных для его измерения. Другими словами, трансформаторы тока расширяют пределы измерения измерительных приборов – электросчётчиков.

Простой пример необходимости использования трансформаторов тока – когда ввиду большой потребляемой мощности, значение измеряемого тока превышает допустимое, безопасное для прибора учёта. Т. е. при прямом включении нагрузки такой потребляемой мощности, токовые катушки счётчика попросту сгорят, что приведёт к его выходу из строя.

В этом случае электросчётчик подключается через трансформаторы тока. См. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКОВ.

Устройство и схема трансформатора тока. Основной элемент конструкции трансформатора тока – это магнитопровод с двумя несвязанными между собой обмотками (первичная W1 и вторичная W2).

Первичная обмотка – имеет большее сечение и меньшее количество витков,  включается последовательно – в разрыв цепи (контакты Л1 и Л2), вторичная – к токовым катушкам электросчётчика (контакты И1, И2).

Первичная обмотка трансформатора тока может быть рассчитана  на ток от 5 до 15 000 А. Вторичная, включаемая в измерительную цепь – обычно, на 5 А. Их отношение (тока первичной обмотки к токам вторичной) называют коэффициентом трансформации.

Таким образом, для правильного расчёта потреблённой электроэнергии разницу в показаниях электросчётчика нужно умножить на коэффициент трансформации. Например, для трансформаторов тока 100/5, коэффициент трансформации будет равен 20.

Стоит заметить, что по исполнению и способу подключения в качестве  первичной обмотки трансформатор тока может иметь проходную шину, которая проходит через его корпус, или-же отсутствовать вовсе. В этом случае имеется «окно» – отверстие, в которое пропускается питающий провод или шина.

Применение трансформаторов тока должно быть обоснованным, т. к. предполагает  дополнительные материальные расходы, помимо затрат на их  приобретение.

Согласно новых правил, при наличии в измерительном комплексе трансформаторов тока и трансформаторов напряжения для ввода в эксплуатацию электроустановки необходим паспорт-протокол измерительного комплекса.

Паспорт-протокол измерительного комплекса должен выдаваться после соответствующей проверки лицензированной организацией – электролабораторией, зарегистрированной в Ростехнадзоре.

Документ этот далеко не бесплатный, кроме того, периодически требующий продление. Таким образом, применение трансформаторов тока в измерительных цепях электроустановок целесообразно, скорее, на крупных предприятиях с действительно большой нагрузкой.

В быту же, проще всего установить электросчётчик прямого включения, т. е. обойтись без трансформаторов тока. В настоящее время выпускаются трёхфазные электросчётчики с номинальным электрическим током до 100 А.

Электросчётчик с таким резервом по амперажу способен выдержать практическую любую нагрузку, применяемую в быту. Никакой дополнительной документации и измерений и в этом случае не требуется.

Трансфоматоры тока- устройство и сборка схемы.


Работа и устройство трансформаторов тока.


Трансформаторы тока. Подключение. Ассортимент


что это такое, виды, принцип работы, устройство, назначение

Одно из важнейших открытий человечества – это электричество. Данная форма энергии стала настоящим прорывом и колоссальным потенциалом для научно-технического прогресса. Было разработано множество приборов для преобразования и измерения этого ресурса. Наиболее ярким примером являются трансформаторы тока, которые широко применяются в самых различных сферах.

Зачастую, простые обыватели считают идентичными устройства тока и напряжения, что в корне неправильно. Назначение, конструкция и принцип действия у них, совершенно различные. Разобраться в отличиях будет проще, зная основные понятия и функции преобразователей. А так же, виды, применение и модификации аппаратов.

Описание и назначение устройств

Электроустановки высокой мощности работают с питанием, достигающим несколько сот Вт, при силе тока, превышающей десятки кА. Логично, что произвести измерения величин подобного порядка, обычными приборами, попросту невозможно. Для этого используют трансформаторы тока, выполняющие одновременно несколько функций. Благодаря появлению преобразователей, значительно расширился потенциал измерительных приборов. И открылась возможность передачи энергии по гальванической развязке.

Конструкция аппаратов является их дополнительным преимуществом. К примеру, если бы существовали типовые устройства для измерения напряжения высоковольтных сетей переменного тока, они были бы очень габаритными и дорогостоящими. В отличие от трансформаторов, которые выглядят, относительно, компактно и имеют защиту от неблагоприятных внешних факторов и механических повреждений.

Основная задача трансформаторов тока – преобразовать первичную величину (подаваемого напряжения) до уровня, позволяющего подключить измерительные приборы и системы защиты. Дополнительная функция – обеспечить гальваническую развязку между потребителями низкого и высокого питания, устраняя риски для обслуживающего персонала.

Проще говоря, цель приборов – моделирование определенных условий и процессов в электроустановках для безопасного снятия показаний.

Принцип работы и описание процессов

Главным элементом трансформатора тока является сердечник, состоящий из двух тонких пластин электротехнической стали, первичной и вторичной обмотки. Первичная служит для подключения цепи контролируемого напряжения. К вторичной подключают измерительные приборы и различные реле. Принцип работы устройства основан на законе об электромагнитной индукции, объясняющем действие магнитных и электрических полей, работающих по принципу гармоник переменных синусоид (величин переменного тока).

Прежде чем вникать в подробности работы аппарата, стоит детальнее рассмотреть свойства элементов. Особенно, понятие сопротивления. Начать стоит с того, что трансформаторы тока классифицируются по определенным характеристикам, в том числе и типу конструкции. Наиболее распространенной является обмотка в виде катушек.

Сопротивление

Теперь о главном, – от сечения и металлов зависит уровень сопротивления. В свою очередь, чем выше показатель сопротивления, тем больше выделяется тепла, при «прохождении» напряжения по металлу, а значит, есть риск перегрева. Поэтому, для обмотки выбирают, в большинстве случаев, медную проволоку, как металл, характеризующийся высокой электропроводимость и низким сопротивлением. К тому же, медь обладает высокой эластичностью, устойчивостью к коррозиям и повышенным эксплуатационным нагрузкам, что важно для создания обмотки.

Однако, помимо преимуществ, у меди есть и существенный недостаток – высокая стоимость. В целях экономии, для катушек используют алюминий, но только, для аппаратов низкой и средней мощности. А, так же, при изготовлении устройств, оптимально выбирается площадь поперечного сечения, исключающая возможность перегрева. Для защиты используются масляные смазочные материалы.

Итак, к работе… Ток, поступающий на первичную обмотку, имеющую определенное количество витков, преодолевает ее сопротивление и формирует магнитное поле (направленный поток), направляющееся магнитопроводом, имеющим расположение перпендикулярно направлению вектора. Такая конструкция обеспечивает минимальные потери электроэнергии во время ее преобразования.

Как говорилось ранее, пересекающий первичную обмотку ток формирует в ней электромагнитную энергию, которая воздействует и включает в работу вторичную обмотку. Направленный поток, проходит через нее и «теряет заряд» на ее зажимах. А вот, соотношение векторов носит название – коэффициент трансформации, позволяющий измерить подаваемое  напряжение по формуле.

Основная классификация

По назначению

  • Измерительные – для подключения измерительных приборов.
  • Защитные – для подключения релейных устройств или для гальванической развязки.
  • Промежуточные – для выравнивания силовой нагрузки и подключения релейных устройств.
  • Лабораторные – служат для подключения измерительных приборов высокой точности.

 По типу установки

  • Наружного подключения – для открытых распределительных устройств.
  • Закрытого подключения.
  • Встроенные в различные приборы и аппараты.
  • Накладные – «одеваются» сверху на проходной изолятор.
  • Переносные – для контрольных и аналитических измерений.

По конструкциям первичных обмоток

  • Многовитковые.
  • Одновитковые.
  • Шинные.

По способу монтажа

  • Проходные.
  • Опорные.

По типу изоляции

  • Сухая, к которой относится группа материалов – литая, эпоксидная, фосфорная, бакелитовая и т.д.
  • Бумажно-масляная.
  • Конденсаторная бумажно-масляная.
  • Газонаполнительная.
  • Заливочная – с компаундом.

По количеству ступеней трансформации

  • Одноступенчатые.
  • Двухступенчатые.

По номиналу рабочего напряжения

  • До 1 000В.
  • Более 1 000В.

Главные параметры и характеристики

У каждого устройства есть рабочие показатели, включающие такие аспекты, как – максимальная нагрузка, погрешности, предел мощности и другие. Имеют свои индивидуальные характеристики и трансформаторы тока. К ним относятся:

Номинальный ток

Это предельная величина напряжения при которой, может работать устройство. Подразумевается допустимый номинал первичного тока, проходящего по первичной обмотке. Данный показатель указывается в паспорте, обязательно прилагающемся в базовой комплектации. Выделяют стандартный ряд, отображающийся, так же, в маркировке аппаратов.

Стоит отметить, что чем выше величина, тем габаритнее будет устройство.

Существует еще одно понятие – номинал вторичного тока. Зачастую от стандартный – двух величин 1А или 5А. Однако, некоторые производители предлагают выпуск устройств по индивидуальным характеристикам. Но и в этом случае, выбор будет не велик и ограничится двумя показателями 2А или 2.5А.

Коэффициент трансформации

Это соотношение, позволяющее определить, во сколько раз понижается подаваемое напряжение на первичную обмотку, проходящее через обе обмотки, в сравнении с выходящим. Определяется таким образом – показатель тока, поступающего на первичную обмотку, делится на величину, измеренную во вторичной, получают Кт. При этом, первичную обмотку необходимо закоротить – прервать передачу напряжения по цепи. Рассчитывается коэффициент на производстве. Серийный выпуск устройств производится по аналогии. Все показатели указываются в паспорте или в маркировке.

Токовая погрешность

Это процентное соотношение математической разности величин вторичного тока и первичного, к показателю приведенного тока ко вторичной цепи. Включает в себя два понятия – угловая и относительная погрешности. В соответствии с вышеупомянутым законом об электромагнитной индукции, направленные колебания или векторы образуют угол между первичными и вторичными потоками. Рассчитывает показатель по формуле и выражается в минутах.

Относительная погрешность – это математическая разница между величинами первичного и вторичного тока к реальной величине, приведенного тока ко вторичной цепи. Выделяют дополнительное понятие – относительно полной погрешности. Данный показатель подразумевает соотношение геометрической разности, тех же величин, только, в соответствии с мгновенным значением, т.е. замеренным в определенный интервал времени.

Номинальная предельная кратность

Показатель максимального значения кратности первичного тока, при условии, что полная погрешность на вторичной нагрузке не превысит 10%.

Максимальная кратность вторичного тока

Соотношение наибольшего показателя вторичного тока к его номинальной величине, при номинальном значении вторичной нагрузки. Данный показатель формируется насыщением самого магнитопровода, при условии, что дальнейшее возрастание не приводит к увеличению потока.

Классы точности

Один из важнейших показателей. Регламентирован и контролируется нормативной документацией. Согласно ГОСТу – рассчитывается для каждого типа устройств и должен строго соответствовать установленным нормам. Различают 9 основных классов точности для измерительных приборов и два для защитных. В стандарте предусмотрена таблица с точной нормировкой и условными обозначениями. От класса точности устройства будет зависеть, насколько точны будут показатели измерительных устройств.

Расшифровка маркировки и обозначений

Все специализированные, да и бытовые устройства, маркируются, в обязательном порядке. И если для продавца, большую роль играет штрих- или QR-код, то для потребителя, основным является буквенно-числовой индекс, отражающий характеристики и основную информацию о приобретении. Маркировка трансформаторов тока содержит такие основные показатели:

  • Первая заглавная буква «Т» – обозначает наименование продукта – трансформатор тока.
  • Вторая указывает тип конструкции – «П» проходной, «О» опорный, «Ф» фарфоровая покрышка.
  • Третья обозначает тип изоляции – «М» масляная и «Л» литая.
  • Число после сочетания букв – это класс изоляции. Указывается просто цифрой подразумевает величину в кВ.

  • Буквы «У» и «Х» означают возможность эксплуатации в умеренном и холодном климате. В большинстве моделей «УХ».
  • За ним идет число указывающее категорию устройства.
  • В конце индекса указывается коэффициент трансформации через «/» – первичной и вторичной обмотки.

Схемы подключения и вариации цепи

Подключение трансформатора тока, стандартно, рассматривается на примере электросчетчика. Более простая, доступная и понятная схема имеет два основных варианта и включает ряд ограничений. Категорически запрещено подключать трансформатор тока к приборам, питающимся напрямую от электросети. На примере трехфазного счетчика:

  • Внимательно изучите техническую схему расположения контактов. В большинстве устройств их местоположение идентичное, т.к. и принцип работы. Клеммы будут размещаться на тех же местах в прибор различной модификации. Но, все же, будьте внимательны.
  • Контакт обозначающийся К1 – это питание трансформатора. К2- подключение цепи напряжения. К3 – выходной контакт трансформатора.
  • По аналогии подключаются остальные две фазы. Имеющие, так же, по три значения с буквой К и последовательным числом.

Наиболее распространенной считается схема раздельного подключения вторичных потоков цепи. На фазный зажим от входного автомата необходимо подать фазовый ток. Для упрощения процесса, к этому же контакту производится подключение второй клеммы катушки напряжения (фаза счетчика). Окончание первичной обмотки трансформатора – это выход фазы, которая подключается к нагрузке распределительного щита. Выход вторичной обмотки трансформатора подсоединяют к концу токовой обмотки учетного прибора. И дальше, по аналогии.

Существует и другой вариант, по схеме совмещенных цепей тока. Подобное явление встречается очень редко, по большей части являясь исключением, если нет других вариантов. При такой последовательности возникают существенные погрешности в измерениях и отсутствует возможность своевременно выявить «пробой». Конечно, вариации есть, однако, данный пример считается наиболее оптимальным и рабочим.

Возможные неисправности и признаки нарушений работоспособности

Трансформаторы сталкиваются с различными негативными факторами в процессе работы. Это и высокие непрерывные нагрузки. Механические повреждения. Окружающие неблагоприятные воздействия. Короткие замыкания. Перегрузы, перегрев устройства и многое другое. Для работы трансформаторов, так же, требуется создавать определенные условия в помещениях, где они располагаются. Регулярно анализировать рабочие процессы, проводить диагностику и своевременно устранять нарушения, предотвращая поломки. Не допускается:

  • Высокая температура и влажность в помещении.
  • Отсутствие оптимального уровня масла.
  • Работа при внутренних повреждениях.

Выявить отклонения на ранних стадиях помогут:

  • Проверки нагрузки.
  • Ведение «журнала» обслуживания.
  • Изменение звука рабочих процессов.
  • Температура.
  • Высокие вибрации.
  • Осмотр обмотки.

Сферы применения

Трансформаторы тока, в тех или иных целях, всегда, активно применяются во всех сферах – промышленной, коммерческой, бытовой и других, где предусмотрена эксплуатация электросети, в частности, высокого напряжения. В тех случаях, когда необходимо преобразование тока, по принципу магнитной индукции, от первичной схемы переменного тока в другую – вторичную. При этом, отличия одной от другой, могут быть самые разнообразные – напряжение, количество фаз, частота и т.д.

В дополнение, защитные устройства, позволяющие подключать приборы и аппараты по гальванической развязке, предотвращают риски, как для потребителя, так и обслуживающего персонала или пользователя. Незаменимы трансформаторы тока для измерения показателей, особенно регулярных или непрерывных.

Методики расчета

Алгоритм расчета при выборе устройств достаточно прост и основывается на характеристиках самих трансформаторов тока. Каждый показатель играет роль. Определяется оптимальная величина напряжения, коэффициент трансформации, уровень погрешности, конструкция устройств и т.д. Все расчеты производятся по формулам. Коэффициент трансформации, к примеру, необходимо определять согласно минимальным и максимальным величинам первичного тока. С учетом данных о присоединяемом устройстве и установленной мощности силовых трансформаторов. Наиболее популярным является метод упрощенного расчета. Берется:

  • Напряжение первичной обмотки.
  • Вторичной.
  • Ток вторичной обмотки.
  • И ее мощность.

При условии, что обмоток будет несколько – за расчетное берется суммарное значение. Результат выводится по формуле.

Все данные, обозначения и формулы указываются в нормативной документации. К тому же, главная рекомендация: обращайте внимание на технические аспекты, а не стоимость. Это всегда помогает при любом выборе.

128. Назначение, принцип работы, схема замещения и погрешность измерительных трансформаторов тока и напряжения.

ТА

Принцип действия. Трансформаторы тока (ТТ) являются вспомогательными элементами, с помощью которых ИО РЗ получают информацию о значении, фазе и частоте тока защищаемого объекта. От достоверности получаемой информации зависит правильность действия устройств РЗ. Поэтому основным требованием к ТТ, питающим устройства РЗ, является точность трансформации контролируемого тока с погрешностями, не превышающими допустимых значений. Принцип устройства ТТ поясняют схемы, приведенные на рис.3.1. Заметим, что один из вторичных зажимов ТТ должен обязательно заземляться по условиям техники безопасности.

Трансформатор тока (рис.3.1, а) состоит из первичной обмотки w1, включаемой последовательно в цепь контролируемого тока, вторичной обмотки w2, замкнутой на сопротивление нагрузки Zн, состоящее из последовательно включенных элементов РЗ или измерительных приборов, и стального магнитопровода 1, с помощью которого осуществляется магнитная связь между обмотками. Первичный ток I1 проходящий по виткам первичной обмотки wl, и ток I2, индуцированный во вторичной обмотке w2, создают магнитодвижущие силы (МДС) I1wl и I2w2, которые вызывают соответственно магнитные потоки Ф1 и Ф2, замыкающиеся по стальному магнитопроводу 1. Намагничивающие силы и создаваемые ими магнитные потоки с учетом их положительных направлений, показанных на рис.3.1, геометрически вычитаются, образуя результирующую МДС Iнамw1 и результирующий магнитный поток трансформатора Фт [41]:

                                  (3.1)

                                              (3.1а)

Поток Фт, называемый рабочим или основным, пронизывает обе обмотки и наводит во вторичной обмотке ЭДС Е2, которая создает в замкнутой цепи вторичной обмотки ток I2. Поток Фт создается МДС Iнамw1 и, следовательно, током Iнам. Последний является частью тока I1 и называется намагничивающим током. Если Iнам = 0, выражение (3.1) примет вид

Ilwl = I2w2,

откуда

                                                                                                    (3.2)

где  коэффициент трансформации, называемый витковым, в отличие от номинального1. При отсутствии намагничивающего тока вторичный ток I2 (расчетный ток) равен первичному току I1 поделенному на коэффициент трансформации ТТ, равный К. В этом случае первичный ток полностью трансформируется во вторичную обмотку w2, и ТТ работает идеально без потерь и погрешностей.

Причины погрешности. В реальном ТТ Iнам 0, как это следует из (3.1). Ток IHAM является обязательной частью первичного тока I1, он образует МДС, создающую поток Ф, который и осуществляет трансформацию. Из выражения (3.1) вторичный ток реального ТТ

                                                                           (3.3)

где kI = w2/wlвитковый коэффициент трансформации.

Из выражения (3.3) следует, что действительный вторичный ток I2 отличается от расчетного (идеального) значения I1/kI, определенного по формуле (3.2), на значение Iнам/kI, которое вносит искажение в абсолютное значение и фазу вторичного тока. Таким образом, причиной, вызывающей погрешность в работе ТТ, является ток намагничивания Iнам

Векторная диаграмма и виды погрешностей ТТ. Искажающее влияние тока намагничивания на вторичный ток ТТ показано на векторной диаграмме рис.3.3, в основу которой положена схема замещения (см. рис.3.1, б).

В схеме замещения магнитная связь между первичной и вторичной обмотками ТТ заменена электрической, а все величины первичной стороны приведены к виткам вторичной обмотки: I’1= I1/KI и I’нам= Iнам/kI.

Погрешность по току ΔI (fi,) и полная погрешность ε =|Iнам| выражаются в относительных единицах или процентах как отношение действующих значений этих погрешностей к действующему значению приведенного первичного тока.

Относительная токовая погрешность

                                                                                    (3.5)

Относительная полная погрешность

                                                                                           (3.6)

  
 

* Ток I’нам имеет две составляющих: I’a нам, которая определяет потери энергии на нагрев магнитопровода вихревыми токами, и I’р нам, которая осуществляет намагничивание сердечника, т. е. создает поток Фт. Составляющая I’a нам << I’р нам, поэтому углом γ можно пренебречь и считать, что вектор I’нам совпадает по фазе с Фт и равен I’р нам.

Если вторичный ток несинусоидален, то ток намагничивания выражается как среднее квадратичное значение разности мгновенных значений реального и расчетного токов i2:

Тогда

                                                                                (3.7)

Здесь КI – номинальный коэффициент трансформации ТТ.

Погрешность по углу выражается в градусах и минутах, она считается положительной, если I2 опережает I1, как показано на рис.3.3. Относительные погрешности ε, , fi и δ увеличиваются с увеличением тока намагничивания Iнам.

           

TV

 

Информацию о контролируемом напряжении ИО РЗ получают от первичных трансформаторов напряжения (ТН). Основными параметрами ТН (рис.6.1) являются: номинальное первичное напряжение U1ном (равное номинальному напряжению контролируемой электрической сети), вторичное номинальное напряжение U2ном, значение которого обычно принимается равным 100 или 100/В. Отношение этих величин, называемое номинальным коэффициентом трансформации, КUном = U1ном/ U2ном [24].


Начала и концы первичных и вторичных обмоток ТН Н (н) и К (k) обозначаются изготовителями так же, как и у силовых трансформаторов: у первичной обмотки буквами А и X, у вторичной соответственно а и х. Для питания устройств РЗ используются в большинстве случаев ТН, установленные на сборных шинах ПС и РУ электростанций, к вторичным обмоткам которых подключаются РЗ всех присоединений (рис.6.2, а), или на каждом присоединении, питающие РЗ только этого присоединения.

 ПОГРЕШНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

 

Трансформатор напряжения работает с погрешностью, искажающей вторичное напряжение как по величине, так и по фазе. В “идеальном” ТН, работающем без погрешностей, вторичное напряжение

                                                                                                          (6.1)

где U1 – напряжение, подведенное к зажимам первичной обмотки; КUкоэффициент трансформации “идеального” ТН, равный отношению количества витков первичной и вторичной обмоток. Однако за счет падения напряжения ΔU (рис.6.4, б) в первичной и вторичной обмотках действительное значение вторичного напряжения будет равно:

                                                                                                      (6.2)

что вытекает из эквивалентной схемы замещения ТН и векторной диаграммы (рис.6.4, а, б). Из этой же схемы следует

                                                                                      (6.2а)

Падение напряжения в обмотках ТН ΔU обусловливает появление погрешности, искажающей значение и фазу U2 (рис.6.4, б) по сравнению с расчетным напряжением U2 = U1/KU = U’1 по выражению (6.1).


Поскольку значения Z1 и Z2, а также ток намагничивания Iнам определены конструкцией ТН, в условиях эксплуатации уменьшить его погрешность можно только уменьшением тока

нагрузки I2. Допустимые погрешности нормируются при номинальном напряжении, соответственно чему ТН подразделяются на классы: 0,2; 0,5; 1 и 3. Один и тот же ТН может работать в разных классах точности в зависимости от значения нагрузки. Заводы обычно указывают номинальную мощность, подразумевая под ней максимальную нагрузку, которую может питать ТН в гарантированном классе точности. Кроме того, для ТН указывается максимальная мощность по условиям нагрева, которая значительно превосходит его номинальную мощность. Погрешность по значению вторичного напряжения принято оценивать в процентах:

                                                                                            (6.3)

Погрешность по фазе оценивается углом сдвига δ между векторами первичного и вторичного напряжений (рис.6.4, б).

В начало

Трансформатор тока

: принцип работы, назначение, параметры и технические характеристики

В электротехнике величины с большими значениями необходимо вычислять относительно часто. Для решения этой проблемы используются трансформаторы тока, назначение и принцип работы которых позволяют проводить некоторые измерения. По этой причине первичная обмотка устройства последовательно подключается к цепи переменного тока, частоту которой необходимо определить. Первичная и вторичная обмотки имеют определенную пропорцию между токами.Все такие трансформаторы отличаются высокой точностью. Их конструкция включает две или более вторичных обмотки, которые подключены к защитным устройствам, измерительным приборам и приборам учета.

Что такое трансформатор тока?

Трансформатор тока – это электрическое устройство, которое используется для увеличения или уменьшения переменного тока, подаваемого на него. Трансформаторы тока обеспечивают, когда вторичный ток, используемый для расчета, равен основному току электрической сети. Включение в цепь первичной обмотки производится последовательно с токоподводом.Вторичная обмотка в виде измерительных приборов и различных реле подключается к любой нагрузке. Существует пропорциональное соотношение, относящееся к количеству витков между токами обеих обмоток. Изоляция между обмотками в системах трансформаторов высокого напряжения основана на максимальном рабочем напряжении. Как правило, один из концов вторичной обмотки заземляется, поэтому потенциалы обмотки и земли будут примерно равны.

Что такое трансформатор тока?

Все трансформаторы тока предназначены для выполнения двух основных функций: измерения и защиты.В некоторых устройствах обе функции могут быть совмещены.

Измерительные трансформаторы передают полученную информацию в соответствующие измерительные приборы. Они устанавливаются в цепи высокого напряжения, в которые нельзя напрямую подключать измерительные приборы. Поэтому подключение амперметров, счетчиков, токовых обмоток счетчиков мощности и других приборов учета осуществляется только во вторичной обмотке трансформатора. В результате трансформатор преобразует переменный ток, даже очень большого значения, в переменный с помощью индикаторов, которые лучше всего подходят для использования обычных измерительных приборов.При этом сохраняется разделение измерительных приборов от цепей высокого напряжения и улучшается электрическое состояние обслуживающего персонала.

Защитные трансформаторные устройства в основном передают полученную информацию об измерениях на устройства управления и безопасности. С помощью защитных трансформаторов переменный ток любого значения преобразуется в переменный ток наиболее подходящего значения, обеспечивая устройства релейной защиты максимальной мощностью.

Для чего нужен трансформатор тока?

Трансформаторы тока относятся к группе специальных вспомогательных устройств, используемых в цепях переменного тока вместе с различными измерительными приборами и реле.Такие трансформаторы имеют главную функцию преобразования любого значения тока в наиболее удобные для измерения значения, обеспечивая питание для отключения устройств и обмоток реле. Рабочие по обслуживанию должным образом защищены от поражения электрическим током благодаря изоляции оборудования.

Измерительные трансформаторы тока предназначены для электрических цепей высокого напряжения, в которых прямое подключение измерительных приборов невозможно. Основное назначение – ретрансляция полученных данных об электрическом токе на измерительные устройства, подключенные к вторичной обмотке.

Трансформаторы

выполняют важную функцию по контролю состояния электрического тока в цепи, к которой они подключены. При подключении к силовому реле проводятся постоянные проверки сети, наличия и состояния заземления. Когда ток достигает аварийного значения, срабатывает система безопасности, которая отключает все используемое оборудование.

Каков принцип работы трансформатора тока?

Принцип действия трансформаторов тока основан на законе электромагнитной индукции.С определенным количеством витков напряжение от внешней сети поступает на первичную силовую обмотку и преодолевает ее полное сопротивление. Это приводит к появлению магнитного потока, захваченного магнитной цепью вокруг катушки. Которая перпендикулярна текущему направлению. Благодаря этому потери электрического тока при преобразовании будут минимальными. Поток также варьируется в зависимости от типа магнитного материала.

Принцип работы трансформатора тока

Электродвижущая сила стимулирует магнитный поток на пересечении переключателей вторичной обмотки, расположенных перпендикулярно.Ток возникает под управлением ЭДС, которая требуется для определения полного сопротивления катушки и выходной нагрузки. На источнике вторичной обмотки одновременно наблюдается падение напряжения.

Трансформатор тока Параметры и характеристики:

Каждый трансформатор тока имеет индивидуальные параметры и технические характеристики, определяющие область применения данных устройств.

Технические характеристики трансформатора тока

1. Номинальный ток.

Позволяет аппарату работать без перегрева длительное время.У таких трансформаторов есть значительный запас на нагрев и возможна нормальная работа с перегрузками до 20 процентов.

2. Расчетное напряжение.

Надежность гарантирует нормальную работу трансформатора. Именно этот показатель влияет на качество изоляции между обмотками, одна из которых заземлена под высоким напряжением, а другая.

3. Коэффициент трансформации.

В первичной и вторичной обмотках описывает соотношение между токами и определяется специальной формулой.Из-за некоторых потерь в процессе фактическое значение может отличаться от номинального.

4. Текущая ошибка.

Это происходит под действием тока намагничивания в трансформаторе. Именно по этому факту абсолютные значения первичного и вторичного тока различаются между собой. Текущее намагничивание создает магнитный поток в сердечнике. Погрешность трансформатора тока также увеличивается с ее ростом.

Трансформатор тока

| Определение | Использование CT

Трансформатор тока

Трансформатор тока – это измерительный трансформатор.Он похож на трансформатор напряжения, но вместо преобразования напряжения используется для преобразования тока.

Определение:

«Его основная цель – повышать / понижать ток от линии передачи более высокой мощности. Ток во вторичной обмотке пропорционален току в первичной обмотке, но величина тока уменьшается ».

Основное назначение – измерение силы переменного тока.

Почему мы используем трансформатор тока?

Возникает вопрос, зачем мы используем трансформаторы тока.Поскольку у нас есть трансформатор напряжения для повышения / понижения напряжения….

  1. Так как стандартный амперметр (т. Е. Измерительное устройство) не может работать с большими значениями тока и не может быть подключен к линии высокой мощности (т. Е. Линии передачи). Для того, чтобы измерить действительный ток в линии передачи с помощью стандартного амперметра. Мы используем трансформатор тока, потому что ток во вторичной обмотке пропорционален току первичной обмотки, но его величина уменьшается.
  2. Используется для изоляции измерительного прибора от высоковольтных линий электропередачи.
  3. Он используется для подачи тока на реле в целях защиты (например, от линии высокой передачи), если мы хотим управлять реле, мы используем трансформатор тока, который производит ток во вторичной обмотке, пропорциональный первичной, но уменьшает величину тока).

Принцип работы:

Принцип работы трансформатора тока аналогичен работе трансформатора тока, но первичная обмотка трансформатора тока соединена последовательно с линиями высокого напряжения.Поскольку ток в линиях большой величины очень велик, если мы используем первичный провод малого диаметра, он будет поврежден. Итак, первичная обмотка – это сверхмощный провод. Поскольку вторичный ток ТТ пропорционален первичному, но уменьшается до небольшой величины. Теперь, каково соотношение витков первичной и вторичной обмоток? Давайте посмотрим на основное уравнение тока трансформатора и количества витков.

NSIS = НПИП

NS / NP = IP / IS

Согласно этому соотношению, мы видим, что отношение витков вторичной обмотки больше, а первичной обмотки меньше, чтобы уменьшить ток.

Поскольку первичная обмотка включена последовательно с линией питания, ее также называют «последовательным трансформатором».

Вторичная обмотка намотана на многослойный сердечник из магнитного материала с низкими потерями и большим поперечным сечением.

В трансформаторе тока нагрузка, подключенная к вторичной обмотке, очень мала, чтобы защитить вторичную обмотку от пробоя высокого напряжения. На этом этапе необходимо понять вышеупомянутый момент, чтобы использовать CT.

Это понижающий трансформатор, потому что вторичная обмотка больше первичной.

NS / NP = IP / IS

Предположим, что коэффициент трансформации равен 10: 1, что означает (NS / NP = 10/1 = IP / IS), что первичный ток в десять раз больше, чем вторичный ток, но первичное напряжение в десять раз меньше, чем вторичное напряжение. .

NS / NP = VS / VP = 10/1

«Импеданс (т. Е. Нагрузка), подключенный к вторичной обмотке, очень мал».

Чтобы понять это, предположим, что

  • Если RL = 1 Ом, то падение напряжения на RL равно VO = IR =.> (1 А) (1 Ом) => VO = 1 В
  • Если RL = 10 Ом, то падение напряжения на RL будет VO = IR =.> (1A) (10Ω) => VO = 10V
  • Если RL = 100 Ом, то падение напряжения на RL равно VO = IR =.> (1 А) (100 Ом) => VO = 100 В
  • Если RL = 1 кОм, то падение напряжения на RL равно VO = IR =.> (1 A) (1 кОм) => VO = 1 кВ.

Теперь с помощью вышеприведенных вычислений мы видим, что если RL увеличивается, VO через RL увеличивается. Существует определенный предел RL, который должен быть подключен к вторичной обмотке.Если RL превышает этот предел, произойдет перекрытие и загорится CT. Мы не можем удалить RL, потому что при удалении RL сопротивление станет максимальным (т.е. ∞) и произойдет пробой. Если RL превышает минимальное значение, ТТ сгорит.

Нельзя отключить вторичную обмотку от номинальной нагрузки;

«Нагрузка определяется как нагрузка, подключенная ко вторичной обмотке».

Следовательно, ТТ всегда работает при коротком замыкании. Нагрузка (т.е. нагрузка) определяется как произведение тока и напряжения (т. е. ВА) вторичной обмотки. CT способен работать с малой мощностью.

Текущий коэффициент трансформации:

« отношение первичного тока к вторичному току называется коэффициентом трансформации тока».

Первичный ток от линии передачи превышает 10-3000 А или больше, тогда как вторичный ток составляет около 0,1 А – 5 А

Конструкция, работа, типы и их применение

Трансформатор – это электрическое устройство, используемое для передачи электроэнергии из одной цепи в другую без изменения ее частоты, что достигается за счет электромагнитной индукции.В основном трансформаторы бывают двух типов: с оболочкой и с сердечником. Основная функция – повышать и понижать напряжение. Для целей измерения используются измерительные трансформаторы, поскольку эти трансформаторы измеряют ток, напряжение, энергию и мощность. Они используются в различных приборах вместе, таких как вольтметр, амперметр, ваттметр и измеритель энергии. Эти трансформаторы подразделяются на два типа, а именно трансформатор тока и трансформатор напряжения.

Что такое трансформатор тока?

Определение: Измерительный трансформатор, который используется для генерации переменного тока во вторичной обмотке трансформатора, известен как трансформатор тока.Он также известен как последовательный трансформатор, поскольку он включен последовательно со схемой для измерения различных параметров электроэнергии. Здесь ток во вторичной обмотке пропорционален току в первичной обмотке. Они используются для уменьшения токов высокого напряжения до токов низкого напряжения.

Устройство трансформатора тока

Принцип работы

Принцип работы трансформатора тока несколько отличается, если сравнивать его с обычным трансформатором напряжения.Как и трансформатор напряжения, он имеет две обмотки. Когда переменный ток подается через первичную обмотку, может генерироваться переменный магнитный поток, тогда переменный ток будет индуцироваться во вторичной обмотке. В этом типе сопротивление нагрузки очень мало. Таким образом, этот трансформатор работает в условиях короткого замыкания. Таким образом, ток во вторичной обмотке зависит от тока в первичной обмотке, но не зависит от сопротивления нагрузки.

Конструкция трансформатора тока

Конструкция этого трансформатора включает в себя различные особенности, основанные на конструкции, такие как первичные ампер-витки, сердечник, обмотки и изоляция.Конструкция трансформатора тока

Число витков в первичной обмотке

№ Количество ампер-витков в первичной обмотке трансформатора колеблется от 5000 до 10000, поэтому они определяются через первичный ток.

Сердечник

Для достижения низких скручиваний в амперном намагничивании материал сердечника должен иметь низкие потери в стали и низкое сопротивление. Материалы сердечника, такие как никель и сплав железа, обладают разными свойствами, такими как низкие потери и высокая проницаемость.


Обмотки

Реактивное сопротивление утечки в трансформаторе можно уменьшить, разместив обмотки близко друг к другу.Провода, используемые в первичной обмотке, представляют собой медные ленты, а для вторичной обмотки используются провода SWG. Эти обмотки можно спроектировать для обеспечения надлежащей прочности и фиксированных связей без каких-либо повреждений.

Изоляция

Обмотки трансформатора изолированы лаком и лентой. Приложения с высоким напряжением нуждаются в изоляционных устройствах, которые поглощаются маслом, используемым для обмоток.

Сердечник трансформатора может быть спроектирован из слоистой кремнистой стали.Первичная обмотка трансформатора несет ток и подключена к главной цепи. Ток во вторичной обмотке пропорционален току в первичной обмотке, и он подключен к счетчикам или приборам.

Первичная и вторичная обмотки изолированы от жил. Первичная обмотка включает один виток, по которому проходит полный ток нагрузки, тогда как вторичная обмотка включает несколько витков.
Соотношение тока в первичной и вторичной обмотках называется коэффициентом трансформации тока.Обычно коэффициент тока трансформатора высокий. Номинальные значения тока во вторичной обмотке составляют 0,1 А, 1 А и 5 А, тогда как номинальные значения тока в первичной обмотке находятся в диапазоне от 10 А до 3000 А.

Типы трансформаторов тока

Они подразделяются на четыре типа, включая следующие.

Внутренний трансформатор тока

Внутренний трансформатор применяется в цепях низкого напряжения. Они подразделяются на разные типы, такие как рана, окно и стержень. Подобно базовому типу, намотанный тип включает две обмотки, такие как первичная и вторичная.Они используются для суммирования из-за высокой точности и высоких значений скручивания первичного тока.

Штыревой трансформатор включает первичную шину с вторичными сердечниками. В этом типе стержень является важной частью. Точность этого трансформатора может быть снижена из-за намагничивания сердечника. Оконный тип может быть установлен в области первичного проводника, так как эти трансформаторы могут быть спроектированы без первичной обмотки.

Эти типы трансформаторов доступны в исполнении со сплошным и разъемным сердечником.Перед подключением этого типа трансформатора необходимо отсоединить первичный проводник, тогда как в случае разъемного сердечника его можно установить непосредственно в области проводника, не разъединяя его.

Трансформаторы тока наружной установки

Трансформаторы наружного типа используются в высоковольтных цепях, таких как подстанции и распределительные устройства. Они доступны в двух типах, а именно с масляной изоляцией и элегазовой изоляцией. Трансформаторы с элегазовой изоляцией имеют меньший вес по сравнению с маслонаполненными трансформаторами.

Бак-пик может быть подключен к первичному проводнику, который известен как трансформатор тока конструкции под напряжением. В этой конструкции используются небольшие вводы, потому что и резервуар, и первичный провод имеют одинаковый потенциал. Для ТТ с несколькими коэффициентами используется первичная обмотка с разъемным типом.

Таким образом, отводы расположены на баке, предназначенном для первичной обмотки, так что с помощью этих трансформаторов можно получить переменный коэффициент тока. После того, как ответвления поданы на вторичную обмотку, рабочие ампер-витки могут быть изменены при подаче на первичную обмотку, поэтому неиспользуемое медное пространство можно оставить, за исключением самого низкого диапазона.

Втулочный трансформатор тока

Этот тип трансформатора аналогичен линейному типу, в котором сердечник и вторичная обмотка расположены в области первичного проводника. Вторичная обмотка трансформатора может быть превращена в круглый сердечник, иначе имеющий форму кольца. Он подключается к высоковольтному вводу в автоматических выключателях, силовых трансформаторах, распределительном устройстве или генераторах.

Как только проводник протекает через проходной изолятор, он действует как первичная обмотка, и расположение сердечника может быть выполнено путем заключения изолирующей втулки.Эти типы трансформаторов используются в цепях высокого напряжения для реле, поскольку они не дороги.

Переносные трансформаторы тока

Эти типы трансформаторов являются высокопрецессионными, в основном используются для анализаторов мощности и высокоточных амперметров. Эти трансформаторы доступны в различных типах, таких как гибкий, переносной с зажимом и с разъемным сердечником. Диапазон измерения тока для портативных трансформаторов тока составляет от 1000 до 1500 A. Эти трансформаторы в основном используются для обеспечения изоляции измерительных приборов от цепей с высоким напряжением.

Ошибки в трансформаторе тока

Ошибки, возникшие в этом трансформаторе, включают следующее.

  • Первичная обмотка этого трансформатора требует MMF (магнитодвижущей силы) для создания магнитного потока, который потребляет ток намагничивания.
  • Ток холостого хода трансформатора включает в себя элемент потерь в сердечнике и имеет место гистерезисные и вихретоковые потери.
  • Как только сердечник трансформатора насыщается, плотность потока намагничивающей силы может быть остановлена, и могут возникнуть другие потери.

Применение трансформаторов тока

Эти трансформаторы используются для измерения электроэнергии в электростанциях, промышленных предприятиях, сетевых станциях, диспетчерских в промышленных предприятиях для измерения и анализа протекания тока в цепи, а также в целях защиты.

Часто задаваемые вопросы

1). В чем разница между CT и PT?

Трансформатор трансформатора тока изменяет высокое значение тока на низкое значение тока, тогда как трансформатор тока изменяет высокое значение напряжения на низкое.

2). Является ли трансформатор тока повышающим трансформатором?

В принципе, ТТ – это повышающий трансформатор

3). Почему ТТ подключается последовательно?

ТТ подключается последовательно через линию для изменения линейного тока до типичных 1/5 ампер, подходящих для счетчика, иначе реле. Эти трансформаторы используются для расчета огромного тока, протекающего по проводнику.

4). Что такое коэффициент CT?

Это отношение первичного тока i / p к вторичному току o / p при полной нагрузке

5).Почему ТТ используется на подстанции?

Этот трансформатор используется для измерения и защиты на подстанции

Таким образом, это все об обзоре трансформатора тока, который включает его определение, принцип работы, конструкцию, различные типы, ошибки и области применения. Вот вам вопрос, что такое измерительный трансформатор?

Трансформатор тока (ТТ) – Принцип работы – Конструкция – Типы трансформаторов тока – Теория трансформатора тока – Применения трансформатора тока


Трансформатор тока это электрическое устройство, которое используется для измерения электрического тока и мощность линий передачи и распределения.КТ в основном используются на сетевые станции, малые электростанции и подстанции для измерения мощности и ток. Трансформатор тока также называется трансформатором серии . потому что он соединен последовательно с любой цепью с этой целью измерения различных параметров электроэнергии . основной обмотка трансформатора тока включена последовательно с основной линией по которому проходит основной ток. Вторичная обмотка понижается во много раз, как по сравнению с первичным током ТТ.Вторичная обмотка подключена через амперметр для измерения тока или с помощью ваттметра для измерения мощности в цепи или в линии. Принципиальные схемы Применение трансформатора тока (ТТ) показано на рисунке. ниже:

ТЫ ЗНАЕШЬ ?

Один из выводов ТТ подключается к заземляющему стержню или заземляющей пластине, чтобы предотвратить его повреждение во время работы.




Типы трансформаторов тока (ТТ)


Трансформаторы тока (ТТ) для внутреннего применения
Трансформаторы тока внутреннего типа монтируются на пультах управления и столах управления.Они бывают двух типов рана Тип CT и стержень типа CT .
Внутренние трансформаторы тока с обмоткой имеет мало витков на первичной обмотке. Первичный провод закреплен болтами, а вторичная обмотка трансформатора тока состоит из большого количества витков. Для достижения тока возбуждения и высокой точности используется более одного витка. В номинальные значения этого трансформатора – 800 ампер.



Трансформаторы тока стержневые состоят из одного стержня в качестве первичной обмотки.Эта планка соединена последовательно с проводником цепи. Эти КТ включают ламинированный сердечник и вторичная обмотка. Эти трансформаторы тока имеют однооборотный ток первичной обмотки . трансформаторы . На рисунке показано поперечное сечение стержневого типа тока. трансформатор следующим образом:



Зажим на тип CT / переносной тип CT


Можно измерить электрический ток в токопровод без разрыва токовой цепи.Ядро нынешнего трансформатор со вторичной обмоткой зажат вокруг основного проводника который действует как первичная обмотка трансформатора тока.



Трансформатор тока проходного типа
Трансформаторы тока проходного типа аналогичны линейным. трансформатор тока. Сердечник и вторичная обмотка смонтированы на единой первичный проводник. Он состоит из круглого сердечника, на котором размещены вторичные намотка на него раненых.Эта вторичная обмотка образует единое целое. Первичная обмотка это единственный проводник между вводами.






Теория трансформатора тока (ТТ)
Эквивалентная схема и векторная диаграмма тока Трансформатор во время работы показан на рисунке ниже:




VP = первичное напряжение питания EP = Индуцированная первичная обмотка Напряжение VS = напряжение вторичной клеммы ES = индуцированное напряжение вторичной обмотки IP = первичный ток IS = вторичный ток I0 = ток холостого хода IC = основной компонент потерь текущих I M = намагничивающая составляющая тока rP = сопротивление первичной обмотки Обмотка xP = реактивность первичной обмотки Обмотка rS = сопротивление вторичного Обмотка xS = Реактивность вторичного Обмотка RC = мнимое сопротивление Представление основных потерь XM = намагничивающая реактивность Re = сопротивление внешней нагрузки включая сопротивление счетчиков, катушек тока и т.xE = реактивность внешнего нагрузка, включая реактивное сопротивление счетчиков, токовых катушек и т. д. NP = количество витков первичной обмотки NS = Номер вторичной обмотки оборотов N = коэффициент трансформации = NS / NP Φ = рабочий поток CT Θ = фазовый угол ТТ δ = фазовый угол между наведенным напряжением вторичной обмотки и ток вторичной обмотки β = фазовый угол цепи вторичной нагрузки α = фазовый угол между током холостого хода I0 и магнитным потоком φ Намагничивающий элемент тока находится в фазе с потоком и поток идет вдоль положительная ось абсцисс.Составляющая потерь в сердечнике опережает намагничивающую составляющую по 90 o . Сумма компонента потерь в сердечнике и намагничивания Компонент создает ток холостого хода, который представляет собой фазовый угол магнитного потока. Индуцированное напряжение вторичной обмотки 180 o вых. фазы с наведенным напряжением первичной обмотки. Вторичный отстает от наведенное напряжение вторичной обмотки под углом δ. Вторичный выход напряжение получается путем вычитания сопротивления вторичной обмотки и падение реактивного напряжения I s r s и I s X s от вторичного наведенного напряжения E s .
Разность фазового угла между первичным током и вторичный ток β. Это фазовый угол нагрузки. Вторичный ток, когда он возвращается к первичной стороне, то смещенный вектор представлен 180 o и обозначен nIs. Фазовый угол разница между первичным током и вторичным обратным током называется фазовый угол ТТ.
Строительство трансформаторов тока (ТТ)
Конструкция трансформатора тока состоит из множества особенности в соответствии с его дизайном.Особенности конструкции описаны ниже:
Число первичных ампер-витков
Количество первичных ампер-витков находится в пределах 5000 до 10000. Число ампер-витков первичной обмотки определяется первичным Текущий.
Для достижения малых ампер намагничивания витков. Основной материал должен иметь низкое сопротивление и низкие потери в стали. Основные материалы, такие как сплав из железа и никеля, содержащего медь, имеет свойства высокой проницаемости , В трансформаторах тока используются низкие потери и низкая удерживающая способность.
Первичный и вторичный обмотки трансформатора тока расположены близко друг к другу для уменьшения реактивное сопротивление утечки. Провода SWG используются для вторичных обмоток и меди. полоски используются для первичной обмотки. Обмотки рассчитаны на правильное прочность и жесткое крепление без повреждений.
Обмотки трансформатора тока заизолированы лентой. и лак. Для приложений с более высоким напряжением
требуется масляная изоляция. устройства для обмоток.
Причины ошибок трансформатора тока (КТ)
Ниже перечислены ошибки, вызванные трансформатором тока :
Первичной обмотке трансформатора тока нужен магнит . движущая сила (MMF)
для создания магнитного потока, и эта сила притягивает намагничивание Текущий.
Когда сердечник трансформатора тока насыщается, тогда плотность потока завершает линейную функцию намагничивающей силы и других произошли убытки.Первичные и вторичные потокосцепления различаются из-за утечек поток.
Снижение ошибок трансформаторов тока (КТ)
Обычно намагничивающая составляющая тока вызывает серьезные ошибки и потери в трансформаторах тока. Итак, следующие методы / схемы используются для уменьшить значение намагничивающей составляющей как можно меньше:
Намагничивающая составляющая тока снижается за счет использования низкого значения плотности потока. Низкая плотность потока достигается за счет использования большого креста раздел сердечника.Вот почему трансформаторы тока спроектированы с низким магнитным потоком. плотности по сравнению с силовыми трансформаторами .
Материал сердечника с высокой проницаемостью
Компонент намагничивания может быть уменьшен за счет использования материалов сердечника с высокой проницаемостью , таких как пермский сплав, Hipernik имеет высокую проницаемость при низких плотностях магнитного потока. Эти материалы часто используются для изготовления токоведущих трансформаторы.
Изменения передаточного числа
Трансформаторы тока улучшены за счет повышения точности количество витков вместо использования более высоких оборотов.Это изменение по очереди сделано во вторичной обмотке трансформаторов тока, потому что количество витков первичной обмотки меньше и если они уменьшаются, это приводит к широкому изменению передаточного отношения.
Конструкция с намотанным сердечником используется для трансформатора тока, чтобы улучшить характеристики намагничивания. Этот тип конструкции используется в распределительные трансформаторы. Кремнистая сталь используется в качестве материала сердечника и используется для переноса в нем флюса. Эта конструкция используется в трансформаторах тока для уменьшить погрешности отношения и фазового угла.
Использование / применение трансформатора тока (CT)
Трансформаторы тока обычно используются для измерения электрического тока, электроэнергии в сети. станции, электростанции, промышленные электростанции, промышленные диспетчерские для измерение и анализ тока цепи, а также в целях защиты и т. д.

Трансформаторы тока Теория работы

Паразитные компоненты, Rs, Lkp и Lks, действуют для понижения выходного напряжения на RL, следовательно, выходное напряжение Vout не будет равняться наведенному вторичному напряжению Vsi.Rs и Lks действуют последовательно с RL и отражаются на первичную сторону вместе с Rs. Их присутствие представляет дополнительный импеданс к первичному току, следовательно, увеличение первичного напряжения пропорционально импедансу. Следовательно, RL по-прежнему имеет такое же падение напряжения и ток, как и без Lks и Rs, даже если Vs не равно Vout. Фазовый сдвиг, связанный с Lks, вызовет небольшое отклонение от идеального коэффициента тока (который равен коэффициенту витков).

Собственная индуктивность (без нагрузки) трансформатора тока Lm и потери в сердечнике Rc шунтируют ток от отраженной нагрузки и отраженных паразитных компонентов.Их импедансы действуют параллельно отраженным импедансам, следовательно, снижая импеданс первичного тока и результирующего первичного напряжения. Меньшее первичное напряжение означает меньшее выходное напряжение и меньший вторичный ток. Следовательно, Lm и Rc также вызывают отклонение от идеального коэффициента тока.

Пока Rc, Lm, Lkp, Lks и Rs имеют постоянное значение, фактический коэффициент текущей ликвидности будет некоторым фиксированным соотношением, умноженным на идеальный (или желаемый) коэффициент текущей ликвидности. Отклонение от желаемого коэффициента тока можно компенсировать соответствующим выбором вторичных витков.Число витков будет немного меньше, чем для соответствующего идеального передаточного числа витков. Для постоянных значений точность может составлять 100%, за исключением каких-либо ограничений разрешения поворота (полные обороты или дробные обороты).

Проблемы с точностью возникают из-за непостоянных значений для Rc, Lm и, в меньшей степени, из-за Lkp и Lks. Эти значения обычно меняются в зависимости от уровней индукции сердечника; следовательно, они меняются в диапазоне измеряемого первичного тока. (Трансформаторы с воздушным сердечником стабильны, но магнитная связь относительно слабая, следовательно, относительно большие индуктивности рассеяния.) Поскольку импедансы Rc и Lm действуют параллельно отраженной нагрузке, более высокие значения Rc и Lm имеют меньший эффект и, следовательно, повышают точность. Материалы сердечника с высокой проницаемостью и низкими потерями в сердечнике предпочтительны для высокоточных приложений.

На более высоких частотах возникает проблема с емкостью обмотки. На рис. 3 представлена ​​эквивалентная схема, включающая емкость обмотки. Индуктивность утечки и емкость обмотки на самом деле являются распределенными компонентами, но показаны как приблизительные эквивалентные компоненты с сосредоточенными параметрами.Как и Lm, емкости обмоток шунтируют ток вокруг отраженной нагрузки. Индуктивности и емкости могут взаимодействовать и, следовательно, вызывать паразитные колебания. Также возможно развитие параллельного резонанса. Конструкции высокочастотных катушек стремятся минимизировать емкость обмоток.

Принцип работы и классификация: TechMoran

Трансформаторы тока являются важными компонентами энергосистемы. Трансформатор – это оборудование, которое использует электромагнитную индукцию для передачи электроэнергии из одной цепи при сохранении ее частоты.Основная функция этих электронных устройств – повышать и понижать напряжение. В этом руководстве будут рассмотрены основы трансформатора, такие как принцип его работы и классификации.

Что такое трансформатор тока?

Трансформаторы тока – это измерительные трансформаторы, используемые для понижения высоких значений тока до более низких значений. В электротехнике предполагается, что величины с высокими значениями часто вычисляются, и это то, что делают трансформаторы тока.Они делают это, изолируя приборы от высоких напряжений и токов.

Почему используются трансформаторы тока?

Трансформаторы тока в основном используются для измерения тока и контроля работы сети. Эти устройства оправданы по следующим причинам:

  • Они изолируют систему защиты от высоких напряжений и токов, что приводит к уменьшению размеров и стоимости защитного оборудования.
  • Так как выход этих устройств стандартный (1А или 5А), нет необходимости в защитных приспособлениях.

Принцип работы трансформатора тока

Принцип действия трансформаторов тока основан на законе электромагнитной индукции. Напряжение внешней сети подается на первичную силовую обмотку и преодолевает ее полное сопротивление за определенное количество витков. Следовательно, возникает магнитный поток, захваченный магнитной цепью вокруг катушки, перпендикулярной направлению тока. Поэтому потери электрического тока при преобразовании незначительны.

Электродвижущая сила помогает стимулировать магнитный поток в точке встречи переключателей вторичной обмотки, если они расположены последовательно перпендикулярно. Поток тока возникает под управлением ЭДС, которая требуется для определения полного сопротивления катушки и выходной нагрузки. На источнике вторичной обмотки одновременно регистрируется падение напряжения.

Классификация трансформаторов тока

Трансформаторы тока классифицируются в зависимости от функции или конструкции.Вот краткое понимание:

Классификация на основе функций

Измерительный трансформатор тока относится к трансформаторам тока, используемым для цепей измерения и индикации. Одна из важных особенностей этих устройств – низкая точка насыщения. Следовательно, в случае неисправности подключенное к нему измерительное устройство не будет разрушено вторичной валютой, так как ядро ​​насыщается.

Защитный ТТ относится к трансформаторам тока, используемым вместе с защитными устройствами.Эти типы трансформаторов используются для определения токов короткого замыкания в системе и передачи их на реле. Они работают на токах, значения которых превышают номинальные. Следовательно, их точка насыщения высока.

Классификация на основе конструкции

  • Трансформаторы тока с обмоткой

Первичная обмотка этих трансформаторов физически соединена последовательно с проводником, по которому проходит измеряемый ток, протекающий в цепи.

  • Тороидальный трансформатор тока

Их также называют оконными трансформаторами. У этих трансформаторов тока нет первичной обмотки. Линия с током, протекающим в сети, проходит через окно в устройстве. Те, у которых есть «разъемный сердечник», можно открывать, устанавливать и закрывать, пока цепь все еще подключена.

  • Трансформаторы тока стержневого типа

В этих трансформаторах используется фактический кабель или шина главной цепи, например, первичная обмотка, равная одному витку.Они изолированы от высокого рабочего напряжения.

Важные советы при работе с лицензированными специалистами

При приеме на работу электрика проверьте, есть ли у него вся необходимая квалификация и небольшой опыт. Опытный электрик обеспечит высочайший уровень мастерства и найдет лучшие электрические решения, включая требования к трансформаторам тока.

Вы можете полагаться на рекомендации своих близких друзей при найме профессионального электрика, чтобы не тратить слишком много времени на собеседование с длинным списком потенциальных кандидатов.

В большинстве случаев неопытный электрик потратит больше времени на диагностику и устранение неисправности, чем опытный. Работа с качественным подрядчиком может привести к тому, что ваш ремонт будет завершен в течение дня и сделан правильно с первого раза.

Читатели 2,096

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Измерительные трансформаторы – Основные принципы работы ~ Изучение электротехники

Пользовательский поиск

Измерительные трансформаторы используются для измерения и контроля.Они обеспечивают ток и напряжение, пропорциональные первичной обмотке, но представляют меньшую опасность для приборов и персонала.

Существует два различных класса измерительных трансформаторов: трансформатор напряжения и трансформатор тока.

Трансформаторы потенциала (PT) используются для понижения высокого напряжения, а трансформаторы тока (CT) используются для понижения тока. Функция трансформатора тока заключается в точном измерении напряжения на первичной обмотке, в то время как трансформатор тока используется для измерения тока на первичной обмотке.

Трансформатор потенциала

Трансформаторы потенциала (напряжения) имеют первичную и вторичную обмотки на общем сердечнике:
Схема трансформатора потенциала и символ в электрической цепи

Стандартные трансформаторы напряжения являются однофазными и обычно проектируются таким образом, чтобы вторичное напряжение поддерживало фиксированное соотношение с первичным напряжением. Трансформаторы потенциала используются с вольтметрами, ваттметрами, ваттметрами, измерителями коэффициента мощности, частотомерами, синхроскопами и синхронизирующими устройствами, защитными и регулирующими реле, катушками отключения при пониженном и повышенном напряжении автоматических выключателей.

Как правило, трансформатор напряжения предназначен для подключения параллельно с линиями для преобразования и понижения линейного напряжения до 115 или 120 вольт для измерения или работы реле. Обычно они имеют номинал от 50 до 200 ВА (вольт-ампер) при 120 вторичном вольт. Клеммы вторичной обмотки никогда не должны замыкаться накоротко, так как это приведет к сильному току, который может повредить обмотки.

Трансформаторы тока

Трансформатор тока преобразует линейный ток в значения, подходящие для стандартных защитных реле и приборов.Первичная обмотка трансформатора тока имеет несколько витков, в то время как вторичная обмотка может иметь очень много витков, что приводит к понижению тока, как показано на схеме ниже:

Схема трансформатора тока и символ в электрической цепи

Трансформаторы тока используются с амперметрами, ваттметрами, измерителями коэффициента мощности, ватт-часами, компенсаторами, защитными и регулирующими реле и катушками отключения автоматических выключателей.Вторичная обмотка трансформаторов тока обычно рассчитана на 5 ампер.

В большинстве случаев трансформаторы тока имеют несколько ответвлений на вторичной обмотке для регулировки диапазона измерения тока на первичной обмотке.

Обратите внимание, что если вторичная обмотка трансформатора тока разомкнута, во вторичной обмотке возникает чрезвычайно высокое напряжение, которое опасно для персонала и может вывести трансформатор тока из строя. По этой причине вторичная обмотка трансформатора тока всегда должна быть закорочена перед извлечением реле из его корпуса или удалением любого другого устройства, с которым работает трансформатор тока.Это защищает трансформатор тока от перенапряжения.

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *