Recenze

Co je proudový transformátor, princip činnosti, typy, schémata

Proudový transformátor je typ “přístrojového transformátoru”, který je navržen tak, aby ve svém sekundárním vinutí produkoval střídavý proud, který je úměrný proudu měřenému v jeho primárním vinutí. Proudové transformátory snižují vysokonapěťové proudy na mnohem nižší hodnotu a poskytují pohodlný způsob, jak bezpečně sledovat skutečný elektrický proud protékající střídavým elektrickým vedením pomocí standardního ampérmetru. Princip činnosti hlavního transformátoru proudu se mírně liší od běžného transformátoru napětí.

Na rozdíl od napěťového nebo výkonového transformátoru se proudový transformátor skládá z jednoho nebo více závitů jako primárního vinutí. Toto primární vinutí může mít buď jeden plochý závit, nebo cívku silného drátu navinutého kolem jádra, nebo jednoduše vodič nebo přípojnici umístěnou středovým otvorem, jak je znázorněno na obrázku.

Kvůli tomuto typu uspořádání se proudový transformátor často také nazývá “sériový transformátor”, protože primární vinutí, které nikdy nemá více než několik závitů, je zapojeno do série s vodičem s proudem, který dodává zátěž.

Sekundární vinutí však může mít velký počet závitů cívky navinutých na vícevrstvém jádru z magnetického materiálu s nízkou ztrátou. Toto jádro má velkou plochu průřezu, takže hustota magnetického toku je nízká při použití vodiče s menší plochou průřezu, v závislosti na tom, kolik proudu musí spadnout, když se pokouší vydat DC, bez ohledu na připojenou zátěž. .

Sekundární vinutí bude dodávat proud buď do zkratu, ve formě ampérmetru, nebo do odporové zátěže, dokud napětí indukované v sekundárním vinutí nebude dostatečně velké, aby nasytilo jádro nebo způsobilo poruchu v důsledku nadměrného průrazu napětí.

Na rozdíl od napěťového transformátoru primární proud proudového transformátoru nezávisí na sekundárním zátěžovém proudu, ale je řízen externí zátěží. Sekundární proud je obvykle dimenzován na standardní 1 ampér nebo 5 ampér pro větší primární proudy.

Existují tři hlavní typy proudových transformátorů: navíjení, toroidní и stěžejní.

Vinutí transformátoru proudu – Primární vinutí transformátoru je fyzicky zapojeno do série s vodičem, který vede měřený proud protékající obvodem. Velikost sekundárního proudu závisí na poměru otáček transformátoru.

Toroidní transformátor proudu – neobsahuje primární vinutí. Místo toho vedení přenášející proud tekoucí v síti prochází oknem nebo otvorem v toroidním transformátoru. Některé proudové transformátory mají „rozdělené jádro“, které umožňuje jejich otevírání, instalaci a zavírání bez rozpojení obvodu, ke kterému jsou připojeny.

Proudový transformátor tyčového typu – Tento typ proudového transformátoru používá jako primární vinutí skutečný kabel nebo přípojnici hlavního obvodu, což odpovídá jedné otáčkě. Jsou zcela izolovány od vysokého provozního napětí systému a jsou obvykle přišroubovány k zařízení s proudem.

Proudové transformátory mohou snížit nebo „snížit“ úrovně proudu z tisíců ampér na standardní výstup se známým poměrem buď 5 A nebo 1 A pro normální provoz. S proudovými transformátory lze tedy používat malé a přesné přístroje a ovládací prvky, protože jsou izolovány od jakéhokoli vysokonapěťového elektrického vedení. Existuje mnoho aplikací pro měření a použití pro proudové transformátory, jako jsou wattmetry, měřiče účiníku, ochranná relé nebo jako vypínací cívky v magnetických vypínačích nebo MCB.

Přečtěte si více

Co dělat, když dýně zmrzla na balkóně: vyhoďte ji nebo ji uvařte: novinky, dýně, mrazení, skladování, výhody, vitamíny, vaření

<strong>Návrh a obvod proudového transformátoru</strong>

Typicky se proudové transformátory a ampérmetry používají společně jako párový pár, ve kterém je konstrukce proudového transformátoru taková, aby poskytoval maximální sekundární proud odpovídající výchylce ampérmetru v plném rozsahu. U většiny proudových transformátorů existuje přibližný poměr zpětných závitů mezi dvěma proudy v primárním a sekundárním vinutí. Proto je kalibrace proudového transformátoru obvykle pro konkrétní typ ampérmetru.

Většina proudových transformátorů má standardní sekundární jmenovitý proud 5 A, přičemž primární a sekundární proudy jsou vyjádřeny v poměru, jako je 100/5. To znamená, že proud primárního vinutí je 20krát větší než proud sekundárního vinutí, takže když primárním vinutím poteče 100 ampérů, v sekundárním vinutí poteče 5 ampérů. Proudový transformátor, řekněme 500/5, bude produkovat 5A v sekundárním vinutí s 500A v primárním vinutí, což je 100krát více.

Transformátory jsou určeny pro přenos informačních signálů měření do měřicích, ochranných, automatizačních, signalizačních a řídicích zařízení, k izolaci sekundárních připojovacích obvodů od vysokého napětí v elektrických instalacích střídavého proudu o frekvenci 50 Hz pro napěťovou třídu 6–35 kV.

Konstrukce a princip činnosti ITT

Proudový transformátor obsahuje dvě vinutí umístěná na feromagnetickém jádru z elektrooceli (obr. 1). Závity primáru jsou připojeny k obvodu, kterým protéká primární proud do sekundáru, jsou připojena měřicí a ochranná zařízení. V magnetickém obvodu vzniká střídavý magnetický tok, který se indukuje v sekundárním vinutí, díky čemuž vzniká sekundární proud opačný než primárnímu.

Rýže. 1. Schéma proudového transformátoru: 1 – primární vinutí; 2 – sekundární vinutí; 3 – magnetický obvod; 4 – přerušení magnetického obvodu

Pro správný přenos fáze proudu a maximální přesnost měření jsou závěry primárního a sekundárního vinutí ICT označeny jako „linka“ (L) a „metr“ (I).

Někdy nehody způsobí, že přípustná hodnota proudu je překročena o řád. V tomto případě je ITT přetíženo. Z tohoto důvodu je jeho výkon výrazně vyšší než jmenovitý, jádro se nasytí a přesnost měření se snižuje. Proto GOST určila limity chyb 10%.

Specifika měřicího transformátoru proudu

Hlavní charakteristiky ICT: sekundární a primární jmenovitý proud, zatížení sekundárního obvodu, třída přesnosti, transformační poměr, úhlové a celkové chyby.

Zařízení proudového transformátoru

Stejné zařízení lze použít pro připojení několika zařízení najednou. Ale čím více jich je připojeno k transformátoru, tím vyšší je odpor. Z tohoto důvodu klesá proud v sekundárním vinutí, což ovlivňuje provozní režim zařízení.

Díky oddělení vinutí není ampérmetr vystaven vysokému napětí, což umožňuje jeho montáž přímo na rozvodnou desku. Pro snížení rizika průrazu izolace musí být výstup sekundárního vinutí uzemněn (obr. 2).

Rýže. 2. Schéma uzemnění ICT

Jmenovitý sekundární proud by neměl překročit 5A. A pokud je transformátor instalován ve velké vzdálenosti od měřicích zařízení, proud se sníží na 1A, aby se snížil úbytek napětí v ohebných vodičích.

Připojení měřicího transformátoru proudu: základní pravidla instalace

Aby se předešlo chybám při zapojování a selhání přístroje nebo měřicích přístrojů, jsou svorky na přístroji označeny písmeny a čísly: L1 a L2, I1 a I2, které označují počáteční a koncové body primárního a sekundárního vinutí. Pro zajištění možnosti připojení napěťového vinutí k fázi a nule je mezi L1 a I1 propojka a „nulový“ vodič je připojen ke třetí svorce.

Přečtěte si více

Jak voní květ hyacintu? Kouzelná vůně hyacintu: Cesta do světa jarního kouzla – telegraf

V měřicích transformátorech proudu napěťové třídy 6–10 kV jsou instalována více než dvě sekundární vinutí. Jeden z nich je připojen k ochrannému zařízení a zbytek je připojen k měřicím přístrojům (obr. 3).

Rýže. 3. Schémata zapojení sekundárních vinutí: a – „hvězda“, b – „částečná hvězda“

Schémata zapojení pro sekundární vinutí:

„Hvězda“ – instalace ve třech fázích;
„Částečná hvězda“ – instalace ve dvou fázích.

Nejčastěji je jmenovitá hodnota primárního proudu 50–2000A, sekundární – 5A.

Připojení transformátoru podle pravidel a bez chyb je zárukou stabilního a dlouhodobého provozu zařízení.

Instalační normy pro proudové a napěťové obvody jsou uvedeny v PUE – Pravidla elektrické instalace. Jak je patrné z dokumentu, v současných obvodech je průřez měděného drátu 2,5 m1,5. mm nebo více, v napěťových obvodech – od XNUMX kV. mm.

Sekundární obvody musí být uzemněny, aby byla zajištěna bezpečnost uživatelů a zařízení.

Nedoporučuje se instalovat transformátor sami, aniž byste měli příslušné dovednosti. Kontaktování elektroinstalační organizace, která má schválení SRO, vám umožní rychle a bez přerušení provádět řadu elektrických prací.

Testování měřicích transformátorů proudu

Aby se snížilo riziko nehod a zranění personálu a zajistily se bezpečné pracovní podmínky, je nutné periodické testování přístrojových transformátorů proudu. Tato opatření je rovněž nutné provést při uvádění nového zařízení do provozu nebo po modernizaci a opravě stávající budovy nebo stavby.

Seznam zkoušek přístrojových transformátorů

První fáze testování – inspekce. Zkontrolujte zde:

pas zařízení;
stav směsi, porcelánu nebo keramiky;
počet zemních spojení a umístění jejich instalace (na svorkovnici nebo ochranném panelu);
stav závitů v upínacích lamelách;
úplnost zařízení.

Pokud je transformátor vestavěný, je nutné zkontrolovat těsnění potrubí a krabic, kterými procházejí obvody.

Izolační odpor vinutí. Zkouška se provádí pomocí meggeru pro napětí 1,0–2,5 kV, přičemž se určuje izolační odpor vinutí vůči sobě navzájem a vůči pouzdru.

Elektrická pevnost izolace se kontroluje přivedením napětí 2000V po dobu 60s. Vinutí jsou po stejnou dobu izolována střídavým napětím 1000V.

Polarita sekundárních vinutí. Stejnosměrné impulsy, jejichž zdrojem jsou suché baterie/akumulátory do 6V, jsou měřeny galvanometrem.

Pokud se během uzavírání obvodu šipka zařízení posune doprava, pak jsou unipolární svorky ty, ke kterým jsou připojeny „plusy“ galvanometru a zdroje energie.

ITT transformační koeficient. Zatěžovací transformátor napájí primární vinutí proudem co nejblíže jmenovitému proudu. Koeficient se měří pro sekundární vinutí a odbočky.

Pokud vestavěné transformátory nemají označení, měly by být obnoveny. K tomu je napětí aplikováno na libovolné dvě větve. Pomocí voltmetru určete začátek a konec vinutí (budou mít nejvyšší hodnotu) a přiveďte napětí 1V na otáčku. Napětí podél větví by mělo být přímo úměrné počtu závitů.

Parametry magnetizace. Tento test umožňuje identifikovat tak běžnou závadu, jako je mezizávitový zkrat v sekundárním vinutí.

Získaná data jsou porovnávána s typickými hodnotami nebo s parametry zařízení stejného typu a třídy přesnosti. Pokud se magnetizace testovaného zařízení snížila a transkonduktance se snížila, pak je přítomna vada.

Přečtěte si více

Jak správně řezat sklo: Průvodce krok za krokem

Při testování se nedoporučuje používat reostat, detektor nebo elektronická zařízení, která mohou data zkreslit.

Testovací podmínky

Aby se předešlo chybám, testování by mělo být prováděno v souladu se zavedenými normami a pravidly uvedenými v návodu k obsluze:

teplota vzduchu od +15 do +35 °С;
atmosférický tlak 85–105 kPa;
vlhkost 30–80 %.

Zařízení používaná k testování nemají negativní dopad na životní prostředí. Zároveň se během testu na výstupních svorkách vyskytují napětí, která mohou člověka zranit. Měření by proto měli provádět pouze proškolení zaměstnanci s kvalifikační skupinou minimálně III.