Proudový transformátor | toto. Co je proudový transformátor?
Proudový transformátor – transformátor, jehož primární vinutí je připojeno ke zdroji proudu.
Měřicí transformátor proudu – transformátor určený k převodu proudu na hodnotu vhodnou pro měření. Primární vinutí proudového transformátoru je zapojeno sériově do obvodu s měřeným střídavým proudem a měřicí přístroje jsou připojeny k sekundárnímu vinutí. Proud protékající sekundárním vinutím proudového transformátoru je úměrný proudu protékajícím jeho primárním vinutím.
Proudové transformátory jsou široce používány pro měření elektrického proudu a v reléových ochranách elektrických energetických systémů, a proto jsou kladeny vysoké požadavky na přesnost. Proudové transformátory zajišťují bezpečnost měření tím, že izolují měřicí obvody od primárního okruhu vysokého napětí, často stovek kilovoltů.
Proudové transformátory podléhají vysokým požadavkům na přesnost. Proudový transformátor se zpravidla vyrábí se dvěma nebo více skupinami sekundárních vinutí: jedna se používá k připojení ochranných zařízení, druhá, přesnější, se používá k připojení měřicích a měřicích zařízení (například elektroměrů).
Návrhové prvky
Sekundární vinutí proudového transformátoru (alespoň jedno pro každý magnetický obvod) musí být zatíženo. Odolnost zatížení je přísně regulována požadavky na přesnost transformačního poměru. Nepatrná odchylka odporu sekundárního obvodu od jmenovité hodnoty (uvedené na štítku) modulo the total Z nebo cos f (obvykle cos = 0.8 indukčnosti) vede ke změně chyby převodu a případně ke zhoršení kvality měření. transformátor. Výrazné zvýšení zátěžového odporu vytváří vysoké napětí v sekundárním vinutí, dostatečné k porušení izolace transformátoru, což vede k poruše transformátoru a také ohrožuje životy personálu údržby. Navíc se vlivem narůstajících ztrát v jádře začíná přehřívat magnetický obvod transformátoru, což může vést i k poškození (nebo alespoň opotřebení) izolace a jejímu dalšímu rozpadu. Zcela otevřené sekundární vinutí CT nevytváří v jádře kompenzační magnetický tok, což vede k přehřívání magnetického obvodu a jeho vyhoření. V tomto případě má magnetický tok vytvářený primárním vinutím velmi vysokou hodnotu a ztráty v magnetickém obvodu jej velmi ohřívají.
Transformační poměr měřicích transformátorů proudu je jejich hlavní charakteristikou. Jmenovitý (ideální) koeficient je uveden na typovém štítku transformátoru jako poměr jmenovitého proudu primárního (primárního) vinutí k jmenovitému proudu sekundárního (sekundárního) vinutí, například 100/5 A nebo 10-15- 50-100/5 A (pro primární vinutí s několika sekcemi závitů). V tomto případě se skutečný transformační poměr mírně liší od jmenovitého. Tento rozdíl je charakterizován velikostí chyby převodu, která se skládá ze dvou složek – soufázové a kvadraturní. První charakterizuje odchylku velikosti, druhá fázovou odchylku sekundárního proudu reálného od jmenovitého. Tyto hodnoty jsou regulovány GOST a slouží jako základ pro přiřazení tříd přesnosti proudovým transformátorům během návrhu a výroby. Protože v magnetických systémech dochází ke ztrátám spojeným s magnetizací a ohřevem magnetického obvodu, sekundární proud se ukáže být menší než jmenovitý proud (tj. chyba je záporná) pro všechny proudové transformátory. V tomto ohledu se pro zlepšení výkonu a zavedení pozitivního offsetu do chyby převodu používá korekce otočení. To znamená, že transformační poměr takto upravených transformátorů neodpovídá obvyklému vzorci pro poměr závitů primárního a sekundárního vinutí.
Schémata zapojení pro měření proudových transformátorů
Dva proudové transformátory v buňce rozváděče – 10 kV
V třífázových sítích s napětím 6-10 kV jsou transformátory instalovány jak ve všech třech fázích, tak pouze ve dvou (A a C). V sítích s napětím 35 kV a vyšším je nutné instalovat proudové transformátory ve všech třech fázích.
V případě instalace ve třech fázích jsou sekundární vinutí proudových transformátorů zapojena do „hvězdy“ (obr. 1), v případě dvou fází – do „částečné hvězdy“ (obr. 2). Pro diferenciální ochranu transformátorů s elektromechanickými relé jsou transformátory zapojeny do trojúhelníkového obvodu
Klasifikace proudových transformátorů
Proudové transformátory jsou klasifikovány podle různých kritérií:
1. Proudové transformátory lze podle účelu rozdělit na měřicí, ochranné, mezilehlé (pro zařazení měřicích přístrojů do proudových obvodů reléové ochrany, pro vyrovnávání proudů v obvodech diferenciální ochrany atd.) a laboratorní (vysokopřesné, jakož i s mnoha transformačními poměry).
2. Podle typu instalace se rozlišují proudové transformátory: a) pro venkovní instalaci (v otevřených rozvaděčích); b) pro uzavřenou instalaci; c) zabudované do elektrických zařízení a strojů: spínače, transformátory, generátory atd.; d) režijní – umístěno na horní části průchodky (například na vysokonapěťovém vstupu výkonového transformátoru); e) přenosné (pro kontrolní měření a laboratorní testy).
3. Podle provedení primárního vinutí se proudové transformátory dělí na:
a) víceotáčkový (cívkový, smyčkový a osmičkový); b) jednootáčkový (tyč); c) pneumatiky.
4. Podle způsobu instalace se proudové transformátory pro vnitřní a venkovní instalaci dělí na:
a) kontrolní body; b) podporující.
5. Proudové transformátory lze podle izolace rozdělit do skupin: a) se suchou izolací (porcelán, bakelit, litá epoxidová izolace atd.); b) s izolací z papírového oleje a s kondenzátorovou izolací z papírového oleje; c) plněné plynem (SFXNUMX); c) naplněné sloučeninou.
6. Podle počtu transformačních stupňů se rozlišují proudové transformátory:
a) jednostupňové; b) dvoustupňové (kaskádové).
7. Transformátory jsou klasifikovány podle provozního napětí:
a) pro jmenovité napětí nad 1000 V; b) pro jmenovité napětí do 1000 V.
Poznámky
- Výsledný magnetický tok v magnetickém jádru proudového transformátoru se rovná rozdílu magnetických toků vytvářených primárním a sekundárním vinutím. Za normálních provozních podmínek transformátoru je malý. Když se však obvod sekundárního vinutí otevře, bude v jádře existovat pouze magnetický tok primárního vinutí, který výrazně převyšuje rozdílový magnetický tok. Ztráty jádra se prudce zvýší, transformátor se přehřeje a selže („železný požár“). Kromě toho se na koncích přerušeného sekundárního okruhu objeví velké EMF, což je nebezpečné pro práci operátora. Proto nelze proudový transformátor připojit k vedení bez připojeného měřicího zařízení. Je-li nutné odpojit měřicí zařízení od sekundárního vinutí proudového transformátoru, je nutné jej zkratovat.
См. также
Literatura
- PUE
- Shabad M. A. Proudové transformátory v obvodech ochrany relé. Vzdělávací vydání. — 1998.
- Rodshtein L. A. Elektrické přístroje: Učebnice pro technické školy. — 3. vyd. — L.: Energoizdat. Leningr. oddělení, 1981.
- Afanasyev V.V. Proudové transformátory. – L.: Energoatomizdat, 1989.
reference
- Poznámky elektrikáře: Proudové transformátory
- Princip proudových transformátorů
- Jednofázové a třífázové oddělovací transformátory pro lékařské aplikace
- Střídavé přístrojové transformátory
- Konstrukce transformátorů a nabíječů
- Měřicí transformátory proudu a napětí
- Výběr proudových transformátorů
| Aktuální transformátor na Wikimedia Commons? |
Proudový transformátor (CT) je statické elektromagnetické zařízení, kde je primární vinutí připojeno ke zdroji napájení a druhé vinutí je připojeno k měřicím nebo ochranným zařízením s nízkým odporem. Převodníky se široce používají k měření hodnoty proudu a v reléových ochranných jednotkách energetických systémů. Zajišťují naprostou bezpečnost měření ve vedeních vysokého napětí.
Návrhové prvky
Když je proudový transformátor v provozu, sekundární vinutí je neustále pod zatížením, jehož odpor je regulován požadavky na přesnost transformačního poměru. Je povolena mírná odchylka odporu od odporu uvedeného v pasu zařízení.
Pokud se zátěž zvýší, napětí ve druhém vinutí prudce vzroste, což může vést k průrazu izolace a poruše zařízení. Tato situace představuje bezpečnostní riziko pro zaměstnance obsluhující elektrické zařízení. Zařízení proudového transformátoru zahrnuje:
- základna;
- magnetický obvod (jádro);
- primární vinutí;
- sekundární vinutí;
- svorkovnice pro připojení kabelu ze zdroje napájení;
- uzemňovací kontakt.
Primární vinutí je provedeno jako cívka pevně upevněná k magnetickému jádru nebo jako sběrnice. Některá zařízení konstrukčně nemají zabudovanou primární cívku, ale obslužný personál ji doplní připojením samostatného vodiče přes speciální okénko.
Tělo zařízení slouží jako izolace a ochrana vinutí před vnějším poškozením. V nejnovějších modelech zařízení jsou jádra vyrobena z nanokrystalických slitin, které výrazně zvyšují třídu přesnosti zařízení.
V důsledku velkých ztrát v jádře se zařízení začne silně zahřívat, což vede k opotřebení nebo poruše jeho izolace. Druhé vinutí v otevřeném stavu také vytváří negativní jev, protože dochází k přehřátí a spálení magnetického drátu.
Za hlavní charakteristiku zařízení se považuje transformační poměr, který označuje poměr jmenovitého proudu v primárním vinutí ke stejné hodnotě v sekundárním vinutí. Skutečná hodnota tohoto poměru se poněkud liší od jmenovité hodnoty, což je vysvětleno mírou chyby zařízení.
To je způsobeno skutečností, že magnetické struktury mají ztráty spojené s magnetizací a ohřevem magnetického obvodu. Pro určité vyrovnání těchto chyb používají výrobci korekci otáček.
Bude vás zajímat tento účel, vlastnosti a princip fungování varistoru.
Účel zařízení
Podle svého účelu jsou proudové transformátory speciální pomocná zařízení používaná v kombinaci s různými měřicími zařízeními a ochrannými mechanismy ve střídavých sítích.
Princip činnosti proudového transformátoru je považován za transformaci jakýchkoli hodnot, které nabývají vnímatelnějších hodnot, za účelem získání informací a napájení ochranných relé. Díky izolaci zařízení jsou zaměstnanci servisní organizace spolehlivě chráněni před úrazem elektrickým proudem. Všechny typy transformátorů může plnit dvě funkce:
- Měření proudu v obvodu — s jejich pomocí jsou data přenášena do měřicích zařízení, která jsou připojena k sekundárnímu vinutí. V tomto případě dokáže transformátor převést proud o vysoké velikosti na přijatelnější parametry.
- Preventivní opatření — zařízení primárně přenášejí data do ochranných a řídicích zařízení. Pomocí transformátorů se elektrické indikátory přeměňují na výkonová reléová zařízení.
Podle svého účelu a principu činnosti proudové transformátory usnadňují připojení měřicích přístrojů k vedení vysokého napětí, pokud není možné je připojit přímo. Jsou potřebné k přenosu naměřených hodnot do měřicího zařízení, které je připojeno k sekundárnímu vinutí.
Kromě toho měniče monitorují stav elektrického proudu v obvodu, ke kterému jsou připojeny. Při připojení k automatické ochraně napájení zařízení monitoruje sítě, přítomnost a stav uzemnění. Pokud proud dosáhne maximální hodnoty, ochrana se automaticky zapne a veškeré zařízení přestane fungovat.
Princip
Proudový transformátor pracuje na základě zákona elektromagnetické indukce. Napětí je přiváděno z externího zdroje energie na svorky zařízení, které jsou přímo připojeny k primárnímu vinutí, které má specifický počet závitů. V důsledku toho se kolem cívky vytvoří magnetický tok, který je zachycen jádrem.
Díky tomu bude ztráta naměřených hodnot během procesu převodu nevýznamná. Když proud protéká sekundárním vinutím, magnetický tok aktivuje elektromotorickou sílu, pod jejímž vlivem je překonán odpor cívky a zátěž na výstupu.
Mohlo by vás zajímat Funkce přiřazení skupiny 4 pro elektrickou bezpečnost
Souběžně s tímto procesem se snižuje napětí ze sekundárního vinutí. Pokud dojde ke zkratu v sekundárním vinutí nebo je k němu připojena zátěž, pak je pod vlivem elektromotorické síly v něm možné určit sekundární proud.
Klasifikace zařízení
Všechny typy jednotek jsou klasifikovány v závislosti na konstrukci a technických ukazatelích, které mají. Kromě měřicích a ochranných transformátorů existují i mezilehlé typy těchto převodníků. V tomto případě je zařízení připojeno k obvodu reléové ochrany pro měření.
Existují laboratorní typy převodníků, které mají zvýšenou přesnost měření a více transformačních poměrů. Proudové transformátory se dělí na:
- Způsobem instalace – měnič je určen pro vnější i vnitřní instalaci. Kompaktní modely mohou být přenosné nebo vestavěné do strojů a elektrických zařízení. Vnější i vnitřní instalace zahrnuje průchozí nebo podpůrný způsob instalace.
- V závislosti na typu primárního vinutí se zařízení dělí na jednootáčková, tyčová, víceotáčková, cívková a sběrnicová.
- U izolačních transformátorů se používají následující materiály: bakelit, porcelán a další materiály. Některé značky zařízení jsou pro izolaci plněny izolační směsí.
V závislosti na konstrukci měniče může mít jeden nebo dva stupně. Provozní napětí zařízení je v rozsahu až 1 tisíc V a vyšším. Všechny potřebné technické údaje mají písmenné a digitální označení a jsou uvedeny na odpovídajících štítcích.
Oblíbené modely
Každá značka vyráběného zařízení má své vlastní parametry a technické vlastnosti. Domácí výrobci vyrábějí velké množství těchto zařízení. Patří sem:
- TOL-NTZ-10−01 — vyrábí Něvský transformátorový závod „Volchov“ a používá se k přenosu naměřených hodnot do měřicích zařízení. Kromě toho se používá v elektrických obvodech s ochrannými a řídicími zařízeními. Převodník je vyroben ve formě nosné konstrukce druhé kategorie umístění. Zařízení se používá v sítích s napětím do 10 kV a má životnost až 30 let.
- TOP-0,66 — používá se v sítích střídavého proudu s napětím do 0,66 kV. Těleso zařízení je vyrobeno z nehořlavého materiálu. Jednotku lze provozovat v teplotním rozsahu od -45 do +50 °C a v libovolné poloze. Primární přípojnice transformátoru je vyrobena z pocínované mědi.
- VV, VVO — průchozí proudové transformátory s přípojnicemi vyrobené v kombinovaném pouzdře. Zařízení se používají ve střídavých sítích s napětím do 24 kV. Mají mechanickou změnu transformačního poměru na obou vinutích.
Mohl by vás zajímat princip fungování, účel a rozsah použití spouštěčů
Třífázová zařízení se k síti připojují v konfiguraci „trojúhelník“ nebo „hvězda“. V prvním případě je možné dosáhnout velké hodnoty proudu v sekundárním vinutí a ve druhém případě je možné sledovat hodnotu proudu v každé fázi.
Pomohl článek? Hodnotit
