Power Electronics • Просмотр темы

Поскольку в литературе методики расчета ТТ по быстрому найти не удалось, пришлось обратиться к моделированию в результате чего были сделаны выводы, которые предлагаются для рассмотрения, проверки и, надеюсь, последующего применения.

Условие неискаженной передачи сигнала на выход ТТ было формулировано в следующем виде:
Постоянная времени тау= L(вых)/Rн должна быть много больше (обычно достаточно10 раз) времени действия импульса тока (1) , при их равенстве форма сигнала уже серьезно искажена.

Переведем указанное условие на язык формул и далее будем рассматривать ТТ с одним витком в первичной обмотке и выходным напряжением на вторичной обмотке 1В.
Тогда напряжение на выходе вторичной обмотки
U(вых)=I(вх)*Rн/N = 1В, переписывая для Rн получим
Rн=N/I(вх) (2)
где
N — число витков вторичной обмотки;
I(вх) — ток 1-го витка первичной обмотки;
Rн — сопротивление нагрузки вторичной обмотки.

2 /(10* t) после сокращения для числа витков вторичной обмотки получаем:
N= 10* t/ (Al* I(вх)) (3)
Al- начальная индуктивность, т.е. индуктивность 1-го витка;
учитывая, что для кольцевого сердечника
Al= мю*h*(D-d)/((D+d)* 2500) (мкГн) —
D,d,h — размеры кольца в мм, Dxdxh;
мю — магнитная проницаемость материала сердечника
после подстановки в (3) найдем число витков вторичной обмотки кольцевого сердечника удовлетворяющих условию (1)
N= 25000* t*((D+d)/( I(вх) *h*(D-d)*мю) (4)

Кроме того, для обеспечения линейности преобразования и снижения потерь N должно удовлетворять условию — индукция в сердечнике (B) не более 0,1 Тл, при выходном сигнале в 1 вольт, т.е.

N больше или равно 10 *t/S
или в геометрических размерах кольца кольца
N больше или равно = 20*t/(h*(D-d))
t- время действия импульса тока в мкс;
S- в квадратных мм;
D,d,h — размеры кольца в мм, Dxdxh. 2*Rн(1) где,
U- требуемое напряжение на выходе ТТ в вольтах,
N(1) и Rн(1) соответствующие значения, рассчитанные для 1-го вольта по предыдущим формулам.

————————————-
Пример расчета кольца К40х25х7 M2000НМ

I(вх) =0,8 А;
t= 30 мкс
D= 40 мм
D= 25 мм
h = 7 мм
мю =2000
При выходном напряжение ТТ 1 В и одном витке первичной обмотки, найти Rн и N (число витков) вторичной обмотки.

Al=L(N=1)= мю*h*(D-d)/((D+d)* 2500) = 1,29 мкГн
N= 10* t/ (Al* I(вх)) = 291 вит0к
Rн=N/I(вх) = 364 Ом

Симулятор LTspice дает хорошее совпадение модели с расчетными данными.

————————-
Также может быть полезно, ввести понятие – критические параметры для Rн и N, т.е это случай когда, тау ТТ и время импульса тока равны
t= тау= L/R
тогда расчетные формулы примут вид, напомним условия, при 1 витке в первичной обмотке ТТ и 1 В на выходе ТТ.

N= t/ (Al* I(вх)) или
N= 2500* t*((D+d)/( I(вх) *h*(D-d)*мю)
остальные формулы не изменяются

Критические параметры могут быть интересны тем, что позволяют определить минимальное возможное, по заданному критерию, число витков вторичной обмотки сердечника.
Критические параметры для кольца из примера
N=29
Rн=36

Стоит также отметить. что значение Rн можно линейно снижать от полученного в расчете до нуля, при этом выход ТТ остается источником тока, соответственно, при этом линейно уменьшается выходное напряжение и индукция в сердечнике, а ток намагничивания, судя по модели, существенно не меняется

.

Расчет трансформатора на торе — Морской флот

Упрощенный расчет тороидальных силовых трансформаторов

Быстро и с достаточно высокой точностью можно рассчитать силовой трансформатор на тороидальном сердечнике по следующей методике.

Cуммарная мощность (P) определяется как сумма мощностей всех вторичных обмоток трансформатора, деленная на КПД (коэффициент полезного действия) тороидального трансформатора, который определяется по таблице 1.

Габаритная мощность

КПД (μ)

Коэффициент сечения (j)

Формула для определения габаритной мощности (Pг) имеет следующий вид:

Высчитывается площадь сечения сердечника тороидального трансформатора по формуле:

Где j – поправочный коэффициент сечения, определяемый из таблицы 1.

По полученному значению (Sр) выбирается самый подходящий по размерам тороидальный сердечник из таблицы 1 в разделе «Тороидальные магнитопроводы». Причем тороидальный сердечник выбирается таким образом, чтобы внутренний диаметр сердечника был больше или равнялся расчетной величине dr.

Далее по таблице 2 выбирается значение коэффициента g, который будет использован для расчета количества витков на вольт. В таблице 2, приведены значения коэффициента g в зависимости от применяемой в сердечнике стали и от габаритной мощности трансформатора.

Опции темы

Поиск по теме

С чего Вы взяли что габаритная мощность этого желела 320Вт. ? Я могу сказать что данное железо имеет габаритную мощность чуть более 1Квт.

Добавлено через 17 минут(ы) :

Александр, почитал я ответы на твой вопрос у меня волосы встали дыбом. Послушай человека, меня в частности, который последние 15 лет мотает почти все трансы на торах. Всё что написали ребята здесь в ответах, это бред сивой кобылы. А что бы снять все вопросы почитай здесь.
http://www.qrz.ru/schemes/contribute/power/thor.shtml

Да и ещё. Плотность тока в трансформаторах 3А. на квадрат. И первичная обмотка любого транса расчитывается исходя НЕ из желаемой получить с него мощности, а исходя исключительно из габаритной мощности железа. И ещё, многие здесь легко жонглируют цифрами с определением габаритной мощности железа увязывая её с габаритами железа. Так вот пора бы уже переместиться в 21 век. Уже давно выпускаются современные сердечники для трансформаторов у которых габариты значительно меньше чем у старого железа. Поэтому для определения габаритной мощности железа НЕТ точной формулы без знания качества материала. Можно лохануться раза так в два-три.

Последний раз редактировалось Ф.Алексей; 25.07.2011 в 15:39 .

Качество железа в домашних условиях определить, конечно, трудно, да и надо ли (!?)
Я ведь недаром описал два метода определения качества железа. Наверное, Вы не так внимательно читали посты …
Да и по Вашей ссылки коллега пишет почти одно и тоже.
Читаем – Теперь начинаем мотать сетевую обмотку, намотав приблизительно 90 витков пробуем включить в сеть, меряя при этом ток холостого хода.
Совсем несложно подключить кончик провода прямо на челноке.
Постепенно доматывая провод, доводим ток холостого хода до 50-100ма (интересно – а для какой мощности трансформатора – для 100 или 1000Ватт. ) и на этом прекращаем мотать, полученное количество витков и будет реально. Теперь это реальное количество делим на 220 и получаем реальное значение количества витков на 1вольт.
И в соответствии с этой цифрой рассчитываем все выходные обмотки.

Вот реальные фото изделий, где по методике вышеизложенной (смотрим #40) я изготовил свои трансформаторы. Намотка производилась челноком, каждый слой промазывался лаком из натуральных смол. На всё уходит два дня – суббота и воскресенье + два вечера.

Миниатюры

Последний раз редактировалось UA1ANP; 26.07.2011 в 07:42 .

Добрый день. Что-бы не упасть в грязь лицом в этой «викторине» осуществил звонок другу. Кстати человеку ,который проработал ведущим специалистом на энергоремонтном заводе более тридцати лет. Его резюме; На каую мощность вместится провода – та и будет. (это при плотности тока 2.5 а на мм. квадратный.

То Ф.Алексей. Спасибо за ссылку. Вопрос ?. А чем Вы помогли «топикстартеру» ? Ну написали 1квт. А раньше писали 300ватт. Кому верить автору теммы ? Вы хоть пару цифр выложите.
Завтра я попробую проверить Ваши рекомендации по расчету ТОРа. У меня есть разбомбленый ЛАТР двухамперный. Правда он с 20го века. Обмотка около 660витков. убрал 50 пошел в нагрев. Как быть ?

То UA1ANP . Мотать на чем будете ?. Предлагаю вам намотать по вашим расчетам на ТОРе диаметром 30мм и высотой 10мм. Или на ТОРе 300мм. в диаметре и высотой 100мм.Я же не зря говорил Леонид 3 прав. Там ведь все так просто одно из другого вытекает.Что нельзя додуматься до элементарного; ведь трансформаторное железо для трансформаторов делают. И все соотношения не от фонаря возникают. Или я опять .что-то упустил ?

А теперь по серьезному. У меня мощность железа (прикидочная) по одной формуле 490ватт. по второй 467ватт. Вопрос откуда и по какой формуле 300ватт.? (тороид «топикстартера»)
Отсюда мое мнение мотать нужно по рекомендации » Леонид 3″.
Хочу поделиться сегоднишними моими наблюдениями. Может кто-то тоже что-то посоветует по этому поводу.
Взял ОСМ-1 . Правда перемотаный. Если считать его мощность по тем формулам которые я взял для себя за основу. А это . Мощность равна, сечение магнитопровода катушки в квадрате и умножить на хитрый понижающий коэфицент. То без коэфицента у меня вышло около 1440-1600ватт. По другой формуле. Мощность – это произведение сечения магнитопровода на площадь окна обмотки. И тоже требуется умножить на понижающий коэфицент. Мощность без коэфицента 1080ватт. Первичка в этом трансе 2мм. (2.2 с лаком) При плотности 2.5 ток расчетный в первичке 7.85. Мощность 1427ватт.
Вопрос. Где «где правда брат?»
Взял итальянский ОСМ-1.6. На трансформаторе бирочка есть.Трансформатор честно десятилетиями трудился на заводе в три смены пока его не сперли.
По первой формуле 3300ватт. по второй 1470ватт. По проводу. Забыл померять , но сходится.
Взял силовик от осцилографа типа С1-16. по одной формуле 430ватт. по второй 470. Первичка (2.5а.) 1.35мм.(диаметр) 786ватт.
И самое интересное. Унифицированый трансформатор ТА-249. Паспортная мощность 210ватт. Данные из справочника. Как я не умножал . Хоть на сечение окна. хоть на длину магнитопровода. Цифра больше 170 ватт. в калькуляторе не появлялась. Замечу это очень хорошие трансформаторы. Паспортная мощность 210ватт по железу и расчетная при всяких ухищрениях170ватт. А я еще не умножал на понижающий коэфицент который привязан к заполнению окна медью.
Вот рассудите меня пожалуйста.

Последний раз редактировалось саш; 25.07.2011 в 17:47 .

По сравнению с обычными конструкциями тороидальные трансформаторы имеют ряд существенных преимуществ. При незначительных размерах и массе, они обладают значительно большим коэффициентом полезного действия. Поэтому данные устройства нашли широкое применение в сварочных аппаратах и стабилизаторах напряжения. Большое значение имеет правильный расчет тороидального трансформатора, применительно к конкретным условиям эксплуатации. Существуют различные способы расчетов, позволяющие получить результаты с разной степенью точности. Чаще всего для расчетов используются таблицы.

Определение основных параметров

Перед началом расчетов необходимо определиться с основными параметрами трансформатора. В первую очередь это касается типа проводов и количества витков, от которых зависит общая длина проводника. Далее нужно сделать правильный выбор сечения, влияющего на показатели выходного тока и мощность устройства.

Следует учитывать и тот фактор, что при небольшом количестве витков, первичная обмотка будет нагреваться. Точно такая же ситуация возникает, когда мощность потребителей, включаемых во вторичную обмотку, превышает мощность, отдаваемую трансформатором. В результате перегрева снижается надежность устройства, иногда может произойти воспламенение трансформатора.

В качестве примера приводится таблица, с помощью которой можно рассчитать тороидальный трансформатор, работающий при частоте сети 50 Гц.

Сердечники устройств могут быть изготовлены из холоднокатаной стали марок Э310-330, толщиной от 0,35 до 0,5 мм. Может применяться и обычная сталь, марок Э340-360, где толщина ленты будет в пределах от 0,05 до 0,1 мм.

Условные обозначения в таблице соответствуют:

• Pг – габаритная мощность трансформатора;
• ω1 – количество витков на 1 вольт для стали Э310, Э320, Э330;
• ω2 – количество витков на 1 вольт для стали Э340, Э350, Э360;
• S – сечение сердечника;
• ∆ – значение допустимой плотности тока в обмотках;
• ŋ – КПД трансформатора.

При наматывании тороидальной катушки используется только наружная и межобмоточная изоляция. Несмотря на ровную укладку обмоточных проводов, толщина намотки по внутреннему диаметру обязательно увеличивается вследствие разницы между наружным и внутренним диаметром сердечника. Поэтому рекомендуется использовать проводники, изоляция которых обладает повышенной механической и электрической прочностью, например, марки ПЭЛШО и ПЭШО, а в некоторых случаях – ПЭВ-2. Для наружной и межобмоточной изоляции чаще всего применяется батистовая лента, лакоткань ЛШСС, толщиной 0,06-0,12 мм, а также триацетатная или фторопластовая пленка, толщиной 0,01-0,02 мм.

Формулы для расчета тороидального трансформатора

Основными параметрами для расчета тороидального трансформатора служат напряжение сети питания (Uc), равное 220 В, значение выходного напряжения (Uн) – 24 В, токовая нагрузка (Iн) – 1,8 А. Для определения мощности вторичной обмотки существует формула: Р = Uн х Iн = 24 х 1,8 = 43,2 Вт.

Далее определяется габаритная мощность трансформаторного устройства по формуле:

Величина коэффициента полезного действия и прочие данные, необходимые для расчетов, выбираются из таблицы, в соответствующей графе и ряде под конкретную габаритную мощность.

Следующим этапом будет расчет площади сечения сердечника по формуле:

Выбор размеров сердечника осуществляется следующим образом:

Ближайшим типом сердечника со стандартными параметрами будет ОЛ50/80-40, с площадью сечения S = 60 мм 2 , которая должна быть не менее расчетной. Внутренний диаметр сердечника определяется в соответствии с условием, что dc имеет значение большее или равное dc’:

Если в качестве примера взять сердечник, изготовленный из стали Э320, то в этом случае количество витков на один вольт будет определяться по формуле:

Теперь необходимо определить количество витков в первичной и вторичной обмотках:

Поскольку в любом тороиде рассеивание магнитного потока совсем незначительное, падение напряжения в обмотках возможно определить только по их активному сопротивлению. В результате, значение относительной величины падения напряжения в обмотках тороидального трансформатора будет намного меньше, чем в обычных трансформаторах. В связи с этим, потери на сопротивлении вторичной обмотки компенсируются увеличением количества витков примерно на 3%. Расчет будет выглядеть следующим образом: W1-2=133 х 1,03=137 витков.

Диаметры обмоточных проводов можно определить по формуле:

Здесь I₁ является током первичной обмотки, определяемый по собственной формуле: I₁=1,1 (P2/Uc)=1,1 (48/220)=0,24A

Диаметр провода выбирается по ближайшему значению в сторону увеличения, что будет составлять 0,31 мм.

Трансформаторы, изготовленные по расчетам с помощью таблицы, прошли успешные испытания при постоянной максимальной нагрузке, воздействующей на протяжении нескольких часов. Таким образом, расчет тороидального трансформатора позволяет получить точные результаты, подтвержденные на практике. С помощью этой методики можно определить необходимые параметры для любого устройства.

Токовые трансформаторы (измерительные трансформаторы тока) Т03

---

Назначение трансформаторов

Токовые трансформаторы (измерительные трансформаторы тока) Т03 предназначены для работы в цепях переменного тока и имеют линейную передаточную характеристику во всем диапазоне входных токов.

Токовые трансформаторы Т03 разработаны для применения в составе электронных счетчиков электроэнергии, устройствах измерения, контроля, защиты и управления с последующей калибровкой в составе изделия.

Группа общего применения (точные со слабым DC иммунитетом) предназначена для работы в цепях переменного тока 10-200Гц с невысоким уровнем подмагничивания и пригодна для построения систем измерения с точностью 0,5-1% при калибровке в одной точке. Имеет существенный спад АЧХ на частотах свыше 250 Гц. Широко применяется.

Группа АС предназначена для работы в условиях отсутствия подмагничивания и и пригодна для построения измерительных систем с точностью 0,2 — 0,5% на частотах 10-10000 Гц при калибровке в одной точке.

Группа ДС0 предназначена для работы в цепях переменного тока 10-10000 Гц с высоким уровнем подмагничивания и пригодна для построения измерительных систем с точностью 1% при калибровке в одной точке. Требует установки RC цепочки для коррекции начального фазового сдвига.

Группа ДС предназначены для работы в цепях переменного тока 10-1000 Гц с высоким уровнем подмагничивания и пригодна для построения измерительных систем с точностью 1-2% при калибровке в одной точке. Требует установки RC цепочки для коррекции начального фазового сдвига.

Скачать полное описание

Условное обозначение трансформатора

Условное обозначение трансформатора Т03yy-zz-mm-X/Y(Z), где:

• yy — точные со слабым DC иммунитетом; АС — особоточные без DC иммунитета; ДС — точные с DC иммунитетом; ДС0 — особоточные с DC иммунитетом;
• zz — максимальный ток применения при выходном напряжении на нагрузочном резисторе 0. 3 В;
• mm — длина гибких выводов трансформатора в мм., 00 — жесткие вывода;
• X — Исполнение: К — корпусное не герметизированное; Т — бескорпусное с изоляцией термоусадочной трубкой; З — герметизированное заливкой компаундом;
• Y — Характеристики первичного витка. Формат записи: ток, форма, подключение, межцентральное расстояние, например:
  50М4-21: прямоугольная шина на 50 А, с проушинами под винт М4, межцентровым расстоянием 21 мм;
  100-16: прямоугольная шина на 100 А с межцентральным расстоянием 16 мм;
  25к-16: круглая шина на ток 25 А с межцентральным расстоянием 16 мм;
• Z — коэффициент трансформации: необязательный парметр. Формат записи: (1:2500), где 1 — кол-во витков первичной обмотки, 2500 — кол-во витков вторичной обмотки.

Пример условного обозначения трансформатора для заказа: трансформатор Т03АС-40А-90-К/0 (1:2500)

Пример внесения трансформатора в КД: трансформатор Т03АС-40А-90-К/0 ЮНШИ. 671221.001 ТТ

Основные технические характеристики

Диапазон рабочих температур: -40…+85 °C

Основные электрические характеристики представлены в таблицах ниже.

Трансформаторы точные без DC иммунитета

Обобщенные характеристики	Единицы измерения	Т03-90А	Т03-120А	Т03-160А
Ток применения, не более	А	90А	120А	160А
Неравномерность амплитудной погрешности, не больше	%	±0,3	±0,25	±0,22
Неравномерность угловой погрешности, не более	град	-0,2	-0,16	-0,13
Угловая погрешность, не более	град	0,24	0,19	0,15
Амплитудный ток насыщения, не менее	А	150А	190А	230А
Собственная индуктивность, не менее	Гн	80	80	80
Rобм, +-10%	Ом	110	85	65
ЭДС, не менее	В	6,3	6,3	6,3
Максимальный ЭДС, не менее	В	7,3	7,3	7,3
Rн, рекомендуемое	Ом	10	6	6
Конструктивное исполнение		К/Т/З	К/Т	К/Т

Трансформаторы особо точные без DC иммунитета

Обобщенные характеристики	Единицы измерения	Т03-АС-30А	Т03-АС-50А
Ток применения, не более	А	30А	50А
Неравномерность амплитудной погрешности, не больше	%	±0,1	±0,06
Неравномерность угловой погрешности, не более	град	-0,06	-0,04
Угловая погрешность, не более	град	0,1	0,06
Амплитудный ток насыщения, не менее	А	50А	70А
Собственная индуктивность, не менее	Гн	210	210
Rобм, +-10%	Ом	110	65
ЭДС, не менее	В	2,3	2,3
Максимальный ЭДС, не менее	В	2,9	2,9
Rн, рекомендуемое	Ом	10	10
Конструктивное исполнение		К/Т/З	К/Т

Трансформаторы точные с DC иммунитетом

Обобщенные характеристики	Единицы измерения	Т03-ДС-60А	Т03-ДС-100А
Ток применения, не более	А	60А	100А
Неравномерность амплитудной погрешности, не больше	%	-1,6	-1,1
Неравномерность угловой погрешности, не более	град	-0,81	-0,6
Угловая погрешность, не более	град	4,85	3,8
Амплитудный ток насыщения, не менее	А	180А	220А
Собственная индуктивность, не менее	Гн	3,5	3,5
Rобм, +-10%	Ом	85	65
ЭДС, не менее	В	5,8	5,8
Максимальный ЭДС, не менее	В	11	11
Rн, рекомендуемое	Ом	10	4
Конструктивное исполнение		К/Т	К/Т

Трансформаторы особо точные с DC иммунитетом

Обобщенные характеристики	Единицы измерения	Т03-ДСО-50А	Т03-ДСО-60А
Ток применения, не более	А	50А	60А
Неравномерность амплитудной погрешности, не больше	%	-0,96	-0,8
Неравномерность угловой погрешности, не более	град	-0,6	-0,5
Угловая погрешность, не более	град	9,6	7,2
Амплитудный ток насыщения, не менее	А	140А	160А
Собственная индуктивность, не менее	Гн	1,8	1,8
Rобм, +-10%	Ом	85	65
ЭДС, не менее	В	3,5	3,5
Максимальный ЭДС, не менее	В	7,1	7,1
Rн, рекомендуемое	Ом	10	6
Конструктивное исполнение		К/Т/З	К/Т

Неравномерность передаточной характеристики (% от действующего первичного тока). 50 Гц, коэффициент трансформации 1:3000.

Неравномерность передаточной характеристики трансформаторов Т03-160А, Т03-90А и Т03-120А

Неравномерность передаточной характеристики
трансформаторов Т03АС-50 и Т03АС-30

Неравномерность передаточной характеристики трансформаторов Т03ДС-100А и Т03ДС-60

Неравномерность передаточной характеристики трансформаторов Т03ДСО-50 и Т03ДСО-60

Угловая погрешность (град. от действующего первичного тока). 50 Гц, коэффициент трансформации 1:3000.

Угловая погрешность трансформаторов Т03-160А, Т03-90А и Т03-120А

Угловая погрешность трансформаторов Т03АС-50 и Т03АС-30

Угловая погрешность трансформаторов Т03ДС-100А и Т03ДС-60

Угловая погрешность трансформаторов Т03ДСО-50 и Т03ДСО-60

Конструктивное исполнение:

Конструктивное исполнение трансформатора Т03хх-уу-zz-К/0

Конструктивное исполнение трансформатора Т03xx-yy-00-З/0

Конструктивное исполнение трансформатора Т03xx-yy-zz-Т/0

Внешний вид и габаритные размеры трансформаторов Т03:

Трансформатор Т03хх-90А-00-З/0 и Т03хх-90А-хх-З/0 (справа)

Трансформатор Т03хх исполнение К/0

Трансформатор Т03-90А-хх-Т/50М4-21

Трансформатор Т03-90А-45-Т/0

Трансформатор Т03-90А-00-З/5к-20 (3:3000)

Трансформатор Т03хх…К/60Ф(П)-20

Страничка эмбеддера » Трансформатор тока

Иногда нужно узнать – какой ток течет в электрической цепи. Если ток небольшой, для этого можно использовать простой резистор. Если-же ток достигает неприличных величин (к примеру, как в трансформаторах Тесла), приходится искать другие методы измерения. Один из таких методов – использование трансформатора тока.

 

Что это такое?

Трансформатор тока, для краткости будем называть его ТТ, используется повсеместно. К примеру, в электросчетчиках и на подстанциях. Мы-же будем рассматривать то, как его можно использовать для измерения тока в импульсных источниках питания – сварочных аппаратах, трансформаторах Тесла итп. Стоит сразу обратить внимание, что с помощью ТТ можно измерять только переменный ток, но никак не постоянный!

Итак, ТТ позволяет нам измерять очень большой ток. Чем-же ТТ отличается от обычного трансформатора? А вот ничем! Название придумали из-за области применения и характерной конструкции – катушка на тороидальном сердечнике, через которую пропущен провод.

ТТ преобразует проходящий через него ток в пропорциональное напряжение. К примеру, если через трансформатор проходит 100А, то он выдает 1В, а если проходит 200А, то на выходе мы получим 2В.

 

Основные соотношения

Проделав нехитрые математические выкладки, можно убедиться, что для токов в обмотках ТТ с очень большим коэффициентом трансформации по напряжению и  с короткозамкнутой вторичной обмоткой действует такой закон для тока в обмотках:

Для того, чтобы преобразовать ток в напряжение, используют обычный резистор. Типичная схема включения ТТ:

Напряжение, падающее на резисторе R, согласно закону Ома, равно E=IR. Таким образом, зависимость выходного напряжения ТТ от тока определяется простым выражением:

К примеру, рассмотрим трансформатор Тесла, где через ТТ течет ток в 500А. Если у нас 1 виток в первичной обмотке ( да, просто пропущенный через кольцо провод считается за один виток), а во вторичной обмотке — 1000 витков, то ток во вторичной обмотке окажется равным 0.5А. Если мы возьмем сопротивление R1 = 2ом, то при полном токе на нем будет падать 1вольт.

Просто? Еще-бы!

 

Применения

Раз мы уже знаем, что такое токовый трансформатор, давайте подумаем куда его можно всунуть. Кроме того, что можно измерять большие токи, можно еще строить автогенераторы с обратной связью по току. Практически все DRSSTC являются именно такими. Можно также организовывать защиту от превышения тока, без такой защиты большинство импульсных блоков питания являются ”живыми мертвецами”.

 

Запаздывание по фазе

Для автогенераторного применения важна еще одна характеристика ТТ – задержка сигнала.

Запаздывание сигнала может произойти из-за таких факторов

• Индукция рассеяния ТТ вместе с выходным резистором образует ФНЧ.

• Межвитковая емкость в ТТ может стать причиной сдвига фазы.

Для анализа обоих этих ситуация, я набросал простую модель в SWCad’е.

Для предыдущего примера с трансформатором Тесла, возьмем сердечник R25.3 из материала N87 фирмы Epcos. В качестве паразитной емкости, возьмем 1нФ. Не спрашивайте, откуда такая емкость. Мне она кажется значительно большей, чем может возникнуть в любой реальной ситуации. Модель выглядит так:

Результаты симуляции при к. связи = 1

К. связи = 0.5

 

Как видно, отличаются только амплитуды. Сигнала. Никакого запаздывания нет в обоих случаях. Такое поведение сохраняется вплоть до очень высоких частот и до очень маленьких коэффициентов связи. Таким образом, можно сделать вывод, что фаза сигнала практически не зависит от паразитных параметров.

 

Каскадирование токовых трансформаторов

Люди всегда были ленивыми. Некоторым лениво встать из-за компа, а некоторым – мотать тысячи витков в ТТ. Поэтому придумали соединять трансформаторы последовательно. Решение спорное, и поэтому попробуем его проанализировать при помощи того-же симулятора. Включим последовательно два трансформатора на том-же сердечнике с обмоткой по 33 витка на каждом. Замечу, что паразитная емкость в каждом из трансформаторов сильно уменьшилась, что не удивительно.

Результаты симуляции очень похожи на одиночный трансформатор. Никакого запаздывания нет. Только амплитуда становится немного менее предсказуемая – она определяется произведением коэффициентов связи в обоих трансформаторах.

Вывод – в подавляющем большинстве случаев можно применять несколько ТТ, включенных последовательно.

 

Прямоугольный выходной сигнал

Часто необходимо получить прямоугольный выходной сигнал из синусоиды, выдаваемой ТТ. Конечно, это можно сделать с помощью компаратора, однако быстродействующие компараторы дороги и требуют особых навыков от разработчика. Проще собрать следующую, уже почти ставшую стандартом, схему:

 

 

Для чего такие сложности? Стабилитроны – очень медленные устройства. Для повышения быстродействия ограничителя, к ним добавлены диоды Шоттки. Когда напряжение меняет полярность – диоды Шоттки быстро закрываются и не дают стабилитронам испортить сигнал. Такой ограничитель выдает сигнал +-5 вольт. Замечу, что сигнал нужно обязательно ограничивать симметрично, иначе произойдет сдвиг фазы.

Далее идет диодная “вилка” которая защищает вход последующей микросхемы от пробоя отрицательным напряжением.

Диодную вилку нельзя поставить сразу после ТТ, потому, как выбросы из силовой части преобразователя попадут в чувствительные цепи управляющей электроники.

 

Конструкция

Заметьте, что ТТ работает как источник тока, и чем больше витков вы намотаете, тем ближе ТТ будет к идеальному источнику тока и тем точнее будут показания. Также, чем больше витков, тем меньше ток течет через резистор, а значит, уменьшается рассеиваемая на нем мощность. Именно предельная мощность на резисторе обычно является определяющим факторов для количества витков в любительских конструкциях.

Для того, чтобы сделать коэффициент трансформации побольше, первичную обмотку обычно делают всего из одного витка, а во вторичной мотают порядка тысяч.

Проблема насыщения сердечника очень редко проявляется в токовых трансформаторах. Что такое насыщение и как с ним бороться, можно прочитать в статье о GDT.

Чем больше проницаемость сердечника, тем больше к. связи и точнее показания, однако больше становится и паразитная индуктивность, добавляемая в измеряемые цепи. Это часто нежелательно. На практике, в качестве сердечника для ТТ может использоваться практически любой феррит, работающий на необходимой частоте. Для низкочастотных применений используют обычное трансформаторное железо.

В качестве проволоки для вторичной обмотки стоит выбирать проволоку с наибольшим возможным сечением – так уменьшается погрешность измерения.

 

Промышленные ТТ

Естественно, промышленность выпускает громаднейший ассортимент токовых трансформаторов. Они хорошо настроены и могут быть использованы для точных измерений.  Естественно, есть проблемы с доставабельностью в неэпических количествах. К примеру, в киеве, несколько ТТ я видел в магазине “радиомаг”

https://www.rcscomponents.kiev.ua/modules.php?name=Asers_Shop&s_op=viewproduct&cid=236

 

Еще почитать

К моему удивлению, материалов по ТТ очень мало. Но википедия, все-же, знает, что это такое.

https://ru.wikipedia.org/wiki/Трансформатор_тока

Привенение ТТ в электросчетчиках. Там-же описывается немного теории.

https://www.eltranstech.ru/aspect.php

Как рассчитать мощность трансформатора — примеры расчета

При проектировании трансформатора, основной параметр устройства представлен показателями его мощности.

Зная, как рассчитать мощность трансформатора, можно самостоятельно выбрать и приобрести качественный прибор, позволяющий преобразовывать напряжение в большие или меньшие значения.

Как рассчитать мощность трансформатора

Особенность работы стандартного трансформатора представлена процессом преобразования электроэнергии переменного тока в показатели переменного магнитного поля и наоборот. Самостоятельный расчет трансформаторной мощности может быть выполнен в соответствии с сечением сердечника и в зависимости от уровня нагрузки.

Расчет обмотки преобразователя напряжения и его мощности

По сечению сердечника

Электромагнитный аппарат имеет сердечник с парой проводов или несколькими обмотками. Такая составляющая часть прибора, отвечает за активное индукционное повышение уровня магнитного поля. Кроме всего прочего, устройство способствует эффективной передаче энергии с первичной обмотки на вторичную, посредством магнитного поля, которое концентрируется во внутренней части сердечника.

Параметрами сердечника определяются показатели габаритной трансформаторной мощности, которая превышает электрическую.

Расчетная формула такой взаимосвязи:

S_о х S_с = 100 х Р_г / (2,22 х В_с х А х F х К_о х К_c), где

• S_о — показатели площади окна сердечника;
• S_с — площадь поперечного сечения сердечника;
• Р_г — габаритная мощность;
• B_с — магнитная индукция внутри сердечника;
• А — токовая плотность в проводниках на обмотках;
• F — показатели частоты переменного тока;
• К_о — коэффициент наполненности окна;
• К_с — коэффициент наполненности сердечника.

Показатели трансформаторной мощности равны уровню нагрузки на вторичной обмотке и потребляемой мощности из сети на первичной обмотке.

Самые распространенные разновидности трансформаторов производятся с применением Ш —образного и П — образного сердечников.

По нагрузке

При выборе трансформатора учитывается несколько основных параметров, представленных:

• категорией электрического снабжения;
• перегрузочной способностью;
• шкалой стандартных мощностей приборов;
• графиком нагрузочного распределения.

В настоящее время типовая мощность трансформатора стандартизирована.

Варианты трансформаторов

Чтобы выполнить расчет присоединенной к трансформаторному прибору мощности, необходимо собрать и проанализировать данные обо всех подключаемых потребителях. Например, при наличии чисто активной нагрузки, представленной лампами накаливания или ТЭНами, достаточно применять трансформаторы с показателями мощности на уровне 250 кВА.

В системах электрического снабжения показатели трансформаторной мощности приборов должны позволить обеспечивать стабильное питание всех потребителей электроэнергии.

Определение габаритной мощности трансформатора

Показатели габаритной мощности трансформатора могут быть приблизительно определены в соответствии с сечением магнитопровода. В этом случае уровень погрешности часто составляет порядка 50%, что обусловлено несколькими факторами.

Трансформаторная габаритная мощность находится в прямой зависимости от конструкционных характеристик магнитопровода, а также качественных показателей материала и толщины стали. Немаловажное значение придаётся размерам окна, индукционной величине, сечению проводов на обмотке, а также изоляционному материалу, который располагается между пластинами.

Схема трансформатора

Безусловно, вполне допустимо экспериментальным и стандартным расчётным способом выполнить самостоятельное определение максимальной трансформаторной мощности с высоким уровнем точности. Однако, в приборах заводского производства такие данные учтены, и отражаются количеством витков, располагающихся на первичной обмотке.

Таким образом, удобным способом определения этого показателя является оценка размеров площади сечения пластин: Р = В х S² / 1,69

В данной формуле:

• параметром P определяется уровень мощности в Вт;
• B — индукционные показатели в Тесла;
• S — размеры сечения, измеряемого в см²;
• 1,69 — стандартные показатели коэффициента.

Индукционная величина — табличные показатели, которые не могут быть максимальными, что обусловлено риском значительного отличия магнитопроводов с разным уровнем качественных характеристик.

При выборе прибора, преобразующего показатели напряжения, следует помнить, что более дешевые трансформаторы обладают невысокой относительной габаритной мощностью.

Расчет понижающего трансформатора

Выполнить самостоятельно расчет показателей мощности для однофазного трансформатора понижающего типа – достаточно легко. Поэтапное определение:

• показателей мощности на вторичной трансформаторной обмотке;
• уровня мощности на первичной трансформаторной обмотке;
• показателей поперечного сечения трансформаторного сердечника;
• фактического значения сечения трансформаторного сердечника;
• токовых величин на первичной обмотке;
• показателей сечения проводов на первичной и вторичной трансформаторных обмотках;
• количества витков на первичной и вторичной обмотках;
• общего числа витков на вторичных обмотках с учетом компенсационных потерь напряжения в кабеле.

На заключительном этапе определяются показатели площади окна сердечника и коэффициента его обмоточного заполнения. Определение сечения сердечника, как правило, выражается посредством его размеров, в соответствии с формулой: d₁=А х В, где «А» — это ширина, а «В» — толщина.

Следует отметить, что при самостоятельном расчете, необходимо увеличивать количество витков на вторичной обмотке примерно на 5-10%.

Упрощенный расчет 220/36 В

Стандартный трансформатор с 220/36 В, представлен тремя основными компонентами в виде первичной и вторичной обмотки, а также магнитопровода. Упрощенный расчет силового трансформатора включает в себя определение сечения сердечника, количества обмоточных витков и диаметра кабеля. Исходные данные для простейшего расчета представлены напряжением на первичной U₁ и на вторичной обмотке – U₂, а также током на вторичной обмотке или I₂.

В результате упрощенного расчета устанавливается зависимость между сечением сердечника Sсм², возведенным в квадрат и общей трансформаторной мощностью, измеряемой в Вт. Например, прибором с сердечником, имеющим сечение 6,0 см², легко «перерабатывается» мощность в 36 Вт.

Понижающий трансформатор

При расчете используются заведомо известные параметры в виде мощности и напряжения на вторичной цепи, что позволяет вычислить токовые показатели первичной цепи. Одним из важных параметров является КПД, не превышающий у стандартных трансформаторов 0,8 единиц или 80%.

Сами занимаетесь установкой электрооборудования? Схема подключения трансформатора представлена на нашем сайте.

Подозреваете, что трансформатор неисправен? О том, как проверить его мультиметром, вы можете почитать тут.

Чем отличается трансформатор от автотрансформатора, вы узнаете из этой темы.

Показатели полной или полезной мощности многообмоточных трансформаторов, являются суммой мощностей на всех вторичных обмотках прибора. Знание достаточно простых формул позволяет не только легко произвести расчёт мощности прибора, но также самостоятельно изготовить надежный и долговечный трансформатор, функционирующий в оптимальном режиме.

Видео на тему

Трансформаторы тока В. В. Афанасьев, Н. М. Адоньев, В. М. Кибель, И. М. Сирота, Б. С. Стогний

---

---

---

---

2-е издание, переработанное и дополненное

Ленинград

ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ

Ленинградское отделение

1989

Авторы: В. В. Афанасьев, Н. М. Адоньев, В. М. Кибель, И. М. Сирота, Б. С. Стогний 
Рецензент В. К. Тарасов 
Редактор Ю. В. Цолгополова

Трансформаторы тока. В. В. Афанасьев и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989.—416 с.

Приведена методика расчета и проектирования высоковольтных трансформаторов тока. Рассмотрены вопросы погрешностей трансформаторов при нормальных условиях работы и при переходных режимах. Изложены различные методы компенсации погрешностей и рассмотрены конструкции трансформаторов. Уделено внимание перспективам развития трансформаторов тока. Даны примеры расчета. Первое издание вышло в 1980 г., второе издание переработано и дополнено, в частности материалом о современных измерительных преобразователях тока.

Для инженерно-технических работников, занятых проектированием, исследованием и производством трансформаторов тока, их монтажом и эксплуатацией.

Оглавление книги Трансформаторы тока
Предисловие
Глава первая. Основные сведения об измерительных преобразователях тока и трансформаторах тока
1-1. Назначение, классификация и основные параметры измерительных преобразователей и трансформаторов тока
1-2. Принципиальная схема трансформатора тока
1-3. Векторная диаграмма трансформатора тока
1-4. Условия работы трансформаторов тока
1-5. Удельные величины, физическое моделирование и обобщенные характеристики трансформаторов тока

Глава вторая. Работа элекромагнитных трансформаторов тока в нормальных режимах
2-1. Токовая и угловая погрешности трансформаторов тока
2-2. Классы точности и нормы погрешностей трансформаторов тока
2-3. Способы уменьшения погрешностей трансформаторов тока
2-4. Расчеты токовой и угловой погрешностей
2-5. Полная погрешность и кратность первичного тока
2-6. Расчет максимальной кратности вторичного тока
2-7. Влияние внешних магнитных полей на работу электромагнитных трансформаторов тока

Глава третья. Работа электромагнитных трансформаторов тока в переходных режимах
3-1. Общие сведения
3-2. Переходный процесс в одноэлементном трансформаторе тока с линейной характеристикой намагничивания
3-3. Переходный процесс в каскадном трансформаторе тока с линейными характеристиками намагничивания
3-4. Переходный процесс в одноэлементном трансформаторе тока с нелинейной характеристикой намагничивания
3-5. Точность работы трансформаторов тока с нелинейными характеристиками намагничивания в переходных режимах

Глава четвертая. Электромагнитные трансформаторы тока для измерения токов первичной цепи в переходных режимах
4-1. Принципы выполнения трансформаторов тока с учетом переходных режимов
4-2. Основы теории трансформаторов тока с немагнитными зазорами в магнитопроводе
4-3. Определение предельной индукции в трансформаторах тока с немагнитными зазорами в магнитопроводе
4-4. Проектирование ТТ для измерения токов первичной цепи в переходных режимах
4-5. Расчет погрешностей трехступенчатого каскадного трансформатора тока
4-6. Общий подход к решению задачи проектирования ТТ

Глава пятая. Трансформаторы постоянного тока
5-1. Принцип действия трансформатора постоянного тока
5-2. Магнитные характеристики сплавов, применяемых для изготовления магнитопроводов ТПТ
5-3. Расчет погрешности ТПТ
5-4. Конструкции трансформаторов постоянного тока

Глава шестая. Трансформаторы тока внутренней установки
6-1. Общие сведения
6-2. Трансформаторы тока на напряжение до 1000 В 
6-3. Встроенные трансформаторы тока
6-4. Трансформаторы тока на напряжение свыше 1000 В
6-5. Трансформаторы тока специального назначения

Глава седмая. Трансформаторы тока наружной установки
7-1. Общие сведения
7-2. Трансформаторы тока с чисто бумажно-масляной изоляцией и звеньевой первичной обмоткой
7-3. Трансформаторы тока с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа
7-4. Новое поколение высоковольтных трансформаторов тока с нормированными характеристиками в переходных режимах

Глава восьмая. Основные узлы трансформаторов тока
8-1. Магнитопроводы
8-2. Первичная и вторичная обмотки
8-3. Маслорасширители и маслоуказатели
8-4. Контактные выводы от первичной и вторичной обмоток

Глава девятая. оптоэлектронные трансформаторы тока
9-1. Новое направление в развитии методов измерения тока
9-2. ОЭТТ с внешней модуляцией светового потока
9-3. ОЭТТ с внутренней модуляцией светового потока
9-4. Оценка метрологических свойств ОЭТТ с различными видами модуляции светового потока
9-5. Некоторые конструкции и элементы ОЭТТ

Глава десятая. Современные измерительные преобразователи в высоковольтных установках
10-1. Дистанционные электромагнитные преобразователи тока
10-2. Преобразователи тока с нагрузкой, управляемой напряжением
10-3. Измерительный преобразователь тока с емкостной связью между цепями высокого и низкого напряжения

Глава одиннадцатая. Методы испытаний трансформаторов тока
11-1. Испытание изоляции трансформаторов тока
11-2. Метрологические испытания трансформаторов тока
11-3. Испытания на стойкость к токам короткого замыкания
11-4. Климатические испытания трансформаторов тока
11-5. Испытания трансформаторов тока при механических воздействиях
11-6. Проверка на соответствие сборочному чертежу и упаковка
Список литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

Последние годы характеризуются быстрым развитием энергетики. Повышаются номинальные напряжения и токи электрооборудования, устанавливаемого в энергосистемах. В связи с объединением энергосистем значительно увеличиваются токи короткого замыкания. Все это приводит к необходимости создания нового высоковольтного оборудования, одним из видов которого являются трансформаторы тока (ТТ). Им и посвящена настоящая работа.

Конструкциям и расчету трансформаторов тока высокого напряжения в Советском Союзе, да и за рубежом посвящено очень мало обстоятельных книг. В СССР по трансформаторам тока Энергоатомиздатом (изд-во «Энергия», Госэнергоиздат) были выпущены следующие книги: в 1962 г. [10]; в 1964 г. [14]; в 1966 г. [19] и в 1980 г. [97]. За прошедшее время в области конструирования и расчета трансформаторов тока произошли значительные изменения.

Существенное увеличение номинальных напряжений и токов в энергосистемах ведет к повышению требований к трансформаторам тока, особенно при их работе в переходных режимах. В связи с этим в Советском Союзе и за рубежом были проведены обширные исследования работы трансформаторов тока в переходных режимах. В результате этих исследований получены новые интересные решения, которые освещались в ряде статей и сборников. Кроме того, в целях повышения качества и надежности трансформаторов тока Госстандартом было издано много нормативных документов, определяющих новые требования к трансформаторам тока. Утверждена терминология по трансформации тока.

Вышеизложенное привело к необходимости выпуска новой книги по трансформаторам тока, в которой, помимо общих конструктивных сведений и расчетов токовых и угловых погрешностей, были бы подробно рассмотрены расчет полной погрешности в предельных и установившихся режимах, анализ и расчет погрешностей в переходных режимах, новые направления в развитии трансформаторов тока и некоторые другие вопросы. Необходимо было обобщить материалы по трансформаторам тока, приведенные в статьях ряда журналов и в сборниках.

Во второе издание не вошла глава о точности работы трансформаторов тока с нелинейными характеристиками намагничивания в переходных режимах как менее актуальная. Но зато расширена глава о линейных ТТ. Добавлены разделы о трансформаторах постоянного тока, преобразователях тока, управляемых напряжением, преобразователях с емкостной связью и др.

Ограниченный объем настоящей работы не позволил изложить в ней все вопросы, касающиеся трансформаторов тока, в частности рассмотреть лабораторные трансформаторы тока; трансформаторы тока нулевой последовательности; трансформаторы тока, основанные на некоторых новых принципах передачи сигнала от цепи высокого напряжения к устройствам, находящимся под потенциалом земли (с использованием эффекта Холла, радиосигналов и др.). Кратко изложены и некоторые методы расчета переходных режимов работы существующих трансформаторов тока, применяемые при проектировании и эксплуатации релейной защиты, когда допускаются весьма большие погрешности.

Читатель может найти подробные сведения об этих методах в соответствующих статьях и книгах, указанных в списке литературы.

---

Скачать прикреплённый файл (4.98 Mb)
трансформаторы тока

Всего комментариев: 0

---

6. Расчет защиты трансформатора т4-10/0.4 кВ

Основными видами повреждений таких трансформаторов являются:

— многофазные (междуфазные) КЗ в обмотках и на их выводах;

— однофазные замыкания, которые бывают двух видов: на землю и витковые.

Замыкание одной фазы на землю опасно для обмоток, присоединенных к сетям с глухозаземленной нейтралью. В этом случае защита должна отключать трансформатор. В сетях с нейтралями, изолированными или заземленными через дугогасящие катушки (реакторы), защита от однофазных замыканий на землю с действием на отключение устанавливается на трансформаторе в том случае, если такая защита имеется в сети. Отключение таких замыканий в сетях 6 или 10 кВ необходимо по условиям техники безопасности.

Рисунок 6.1 — Схемы включения реле тока: а) защит трансформатора Δ /Y₀; б)векторные диаграммы полных токов при однофазном КЗ фазы В на стороне НН

6.1. Расчет токовой отсечки

Ток срабатывания защиты:

где — коэффициент отстройки для защиты на реле РТ-40:=1,31,4;

— ток, протекающий в месте установки защиты, при трехфазном КЗ на стороне низшего напряжения в максимальном режиме работы системы.

Ток срабатывания реле РТ-40/100:

Выбираем реле типа РТ-40/100.

Проверяется чувствительность токовой отсечки:

где

Время срабатывания токовой отсечки t_ТО=0,1 с.

6.2. Расчет максимальной токовой защиты

Ток срабатывания максимальной токовой защиты выбирается как наибольший из токов, определяемый по двум условиям:

— отстройки от максимального рабочего тока

где — коэффициент отстройки, =1,2 при использовании в защите токового реле РТ-40;

— коэффициент самозапуска электродвигателей обобщенной нагрузки определен ранее;

k_в — коэффициент возврата токового реле защиты для реле РТ-40 k_в=0,85;

— по условию обеспечения бездействия защиты после работы АВР

где — максимальный рабочий ток секции 0,4 кВ, которая подключается к рассчитываемому трансформатору при срабатывании АВР, принимается равным 0,5·;

— максимальный рабочий ток рассчитываемого трансформатора, он не должен превышать 0,5·.

Ток срабатывания реле

где — коэффициент схемы =1;

— коэффициент трансформации трансформаторов тока, выбирается по номинальному току трансформатора.

Окончательно выбираем реле РТ-40/20.

Проверяется чувствительность максимальной токовой защиты. При двухфазном КЗ за трансформатором

где ;

— ток, протекающий в месте установки защиты при двухфазном КЗ за трансформатором в минимальном режиме работы системы электроснабжения.

Время срабатывания максимальной токовой защиты t_МТЗ=0,6 с.

6.3. Расчет защиты от однофазных коротких замыканий

Для трансформатора Δ/Y₀ ток срабатывания защиты выбирается из условия отстройки от максимального тока небаланса в нулевом проводе

где — номинальный ток трансформатора на стороне 0,4 кВ.

Трансформатор тока выбираем по току, протекающему в нулевом проводе

0,75·I_ном.нн=0,75·2353=1764,75А

Следовательно, К_ТА=2000/5

Ток срабатывания реле:

Выбираем реле РТ-40/10.

Время срабатывания защиты нулевой последовательности можно не согласовывать с защитами отходящих элементов сети 0,4 кВ и выбрать 0,1с.

Как рассчитать нагрузку CT

Нагрузка трансформатора тока выражается в ВА. Следует учитывать общую нагрузку ВА, когда ТТ используется для измерения или защиты.

Общее сопротивление вторичной цепи ТТ, известное как нагрузка, представляет собой сумму сопротивлений вторичной обмотки ТТ, соединительных проводов (сопротивление выводов) и сопротивления реле / ​​счетчика. Таким образом, общую нагрузку в ВА для ТТ можно рассчитать, добавив следующую нагрузку в ВА.

1. Нагрузка в ВА измерительного оборудования, такого как реле защиты и измерительные приборы
2. Нагрузка в ВА проводов, подключенных между трансформатором тока и реле / ​​измерительным прибором
3. Сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока

ВА Нагрузка счетчиков и реле защиты:

Нагрузка в ВА счетчиков энергии, вольтметра, амперметра, измерителя коэффициента мощности и реле защиты указана в каталоге прибора.Электронные счетчики и цифровые реле имеют меньшую нагрузку ВА по сравнению с аналоговыми счетчиками и электромеханическим реле.

При проектировании системы защиты или измерительной системы необходимо учитывать нагрузку в ВА всех измерительных приборов и реле защиты для построения надежной системы измерения и защиты.

Нагрузка в ВА различного электрического оборудования указана ниже.

ВА Нагрузку счетчика или реле защиты можно найти в паспорте производителя оборудования.

ВА Нагрузка на подводящие провода:

Нагрузку в ВА подводящих проводов можно рассчитать по следующей математической формуле.

Нагрузка на выводной провод в ВА = I ² * 2 D / (CS x 57)

Где: I = вторичный ток в амперах
D = расстояние между выводами в метрах.
CS = Площадь поперечного сечения подводящего провода.

Чем толще провод, тем меньше будет сопротивление, и в результате большей площади поперечного сечения проводника нагрузка соединительного провода будет меньше.Измерительный прибор или реле защиты должны быть установлены как можно ближе к трансформатору тока, чтобы можно было минимизировать сопротивление проводов. Сопротивление проводника зависит от температуры, и сопротивление измеряется при 75 ° C.

Сопротивление медного провода разной площади сечения при 75 ° C указано ниже.

Сопротивление выводных проводов можно рассчитать для 6-проводной и 4-проводной конфигурации.Три комплекта подключения ТТ могут быть введены в реле или измерительную панель двумя способами.

1. К панели можно подвести 2 провода каждого ТТ. Шесть проводов трех трансформаторов тока могут быть подключены к счетчику / реле защиты.
2. Общая точка может быть сделана на тестовой клеммной колодке, а четыре провода могут быть подведены к реле / ​​измерительной панели.

Схема подключения приведена ниже.

Если расстояние между трансформатором тока и реле или измерительной панелью составляет 10 метров, общее расстояние составляет 10 x 2 = 20 метров для 6-проводного подключения.однако расстояние для 4-проводного подключения, когда один провод используется в качестве обратного, равно 1,2 x 10 = 12 метров. Это правило применимо для трехфазного подключения.

Сопротивление вторичной обмотки ТТ:

Вторичная обмотка трансформатора тока имеет много витков медного провода, и внутреннее сопротивление ТТ учитывается при расчете нагрузки ТТ в ВА.

ВА Нагрузка трансформатора тока:

Таким образом, нагрузка трансформатора тока зависит от внутреннего сопротивления ТТ, сопротивления проводов и сопротивления реле.

Где,

Rct — Сопротивление вторичной обмотки CT
RL — Сопротивление выводов
RR — Сопротивление реле или измерителя
R (сек) Общая нагрузка ТТ (сек) Ом

Расчет нагрузки ТТ:

Пример: Если сопротивление реле 0.2 Ом , , сопротивление соединительных проводов составляет 0,2 Ом , , а сопротивление вторичной обмотки ТТ составляет 0,2 Ом . Суммарное сопротивление вторичной цепи i с 0,2 + 0,2 + 0,2 = 0,6 Ом .

Общая нагрузка ТТ составляет 0,6 Ом .

Если номинальный вторичный ток ТТ составляет 5 Ампер.Напряжение вторичной обмотки 0,6 * 5 = 3 вольта,

Нагрузка ТТ в основном представляет собой резистивное сопротивление вторичной цепи ТТ. Нагрузка ТТ может быть выражена в ВА или в импедансе. Стандарт IEC определяет нагрузку на трансформатор тока в ВА, и обычно номинальные значения нагрузки составляют 1,5 ВА, 3 ВА, 5 ВА, 10 ВА, 15 ВА, 20 ВА, 30 ВА, 45 ВА и 60 ВА. Стандарт ANSI определяет нагрузку ТТ в Ом, и обычно номинальные нагрузки ТТ составляют B-0,1, B-0,2, B-0,5, B-1,0, B-2,0 и B-4,0. ТТ B-0.1 будет поддерживать заявленную точность с точностью до 0.1 Ом на вторичной цепи.

Почему данные о нагрузке ТТ важны для системы защиты: Надежность системы защиты зависит от работы ТТ ниже уровня насыщения на кривой B-H. Напряжение точки перегиба изменяется с изменением нагрузки ТТ. Следовательно, нагрузка ТТ должна быть рассчитана при проектировании системы защиты.

Как на рабочее напряжение ТТ влияет изменение нагрузки ТТ?
Рабочее напряжение трансформатора тока изменяется с изменением нагрузки ТТ.Если защитный ТТ выходит из строя, новый ТТ должен быть проверен на его номинальную нагрузку, потому что повышенная нагрузка заставит ТТ работать при напряжении выше нормального напряжения ТТ на кривой намагничивания ТТ, и если ТТ работает при напряжении точки перегиба BH. кривая при КЗ с повышенной нагрузкой ТТ, реле защиты может не сработать. Работа ТТ вблизи точки перегиба может вызвать насыщение ТТ во время повреждения.

Если нагрузка ТТ увеличивается, чистый магнитный поток, протекающий через сердечник ТТ, будет увеличиваться, потому что вторичный ток уменьшается с увеличением нагрузки ТТ, а сердечник ТТ будет нагреваться из-за насыщения сердечника, что может вызвать постоянный отказ ТТ.

Когда нагрузка на цепь становится слишком большой, вторичное напряжение ТТ искажается. Это связано с тем, что ТТ начинает иметь плотность потока, намного превышающую нормальную работу. Напряжение возбуждения ТТ также увеличивается выше нормального напряжения с увеличением нагрузки ТТ, что может вызвать насыщение сердечника ТТ.

НАСЫЩЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА — Нарушение напряжения

Назначение трансформатора тока (ТТ) состоит в том, чтобы создать точную копию формы волны первичного тока с уменьшенной величиной пропорционально соотношению витков.КТ — очень надежное и точное устройство по большей части, за исключением случаев, когда происходит насыщение.

Как происходит насыщение трансформатора тока?

Трансформатор тока

с заданным размером сердечника может поддерживать только заданное значение максимальной плотности магнитного потока в сердечнике. Пока плотность потока (поток в сердечнике, создаваемый потоком первичного тока трансформатора тока) остается ниже максимального заданного потока, изменение потока будет создавать соотношение тока потока во вторичной цепи.

Когда первичный ток настолько велик, что сердечник больше не может обрабатывать поток, говорят, что ТТ находится в насыщении.При насыщении магнитный поток не изменяется при изменении первичного тока (поскольку сердечник уже несет максимальный магнитный поток). Поскольку нет изменения потока, вторичный ток не протекает. Другими словами, при насыщении весь ток отношения используется как ток намагничивания, и никакой ток не течет к нагрузке, подключенной к ТТ.

Параметры, относящиеся к насыщению

• Поперечное сечение сердечника ТТ: чем больше поперечное сечение, тем меньше вероятность насыщения.
• Качество и марка стали, из которой изготовлен сердечник
• Нагрузка: внешняя нагрузка, приложенная к вторичной обмотке трансформатора тока, называется «нагрузкой».

Рекомендации по применению трансформатора тока

• Номинальный ток первичной обмотки ТТ должен быть равен или превышать максимальный ожидаемый ток для соответствующих выключателей или трансформаторов.
• Максимальный вторичный ток не должен превышать в 20 раз номинальный ток (100 А для ТТ с номиналом 5 А) для ТТ ANSI класса C.
• ТТ, подключенный звездой, создает номинальный вторичный ток ТТ на внешних проводах ТТ, тогда как ТТ, подключенный треугольником, вырабатывает токи, равные 1.В 732 раза больше вторичного тока.
• Наивысший коэффициент трансформатора тока, который можно использовать в данном приложении, чтобы получить наилучшую производительность. Слишком высокий коэффициент трансформатора тока может быть проблематичным для настройки реле.
• Для ТТ с несколькими передаточными числами использование нижнего отвода снижает эффективную точность и увеличивает вероятность насыщения.

Чтение: Насыщение постоянного тока трансформатора тока и время насыщения

Расчет рабочих характеристик трансформатора тока

Характеристики трансформатора тока

(ТТ) можно оценить с помощью одного из следующих методов:

1. Метод формулы
2. Метод кривой возбуждения
3. Стандарты ANSI

Формульный метод

Метод формулы использует основное уравнение трансформатора для расчета эффективной плотности магнитного потока для конкретного значения тока короткого замыкания.Затем рассчитанная магнитная индукция сравнивается со способностью стали, используемой в сердечнике трансформатора тока, и определяется, будет ли сердечник насыщаться или нет для этого тока короткого замыкания.

Получить площадь поперечного сечения и максимальную магнитную индукцию сердечника ТТ непросто, и этот метод применим только в некоторых редких ситуациях. Далее этот метод не обсуждается.

Метод возбуждения

Кривая возбуждения представляет собой кривую среднеквадратичного значения вторичного напряжения ТТ в зависимости от среднеквадратичного значения тока при разомкнутой первичной цепи.Достаточно точная кривая вторичного возбуждения для данного ТТ может быть получена путем размыкания цепи первичной обмотки и подачи переменного напряжения соответствующей частоты на вторичную. Ток, который течет к трансформатору тока, необходимо измерить. Кривая приложенного среднеквадратичного напряжения на клеммах относительно среднеквадратичного вторичного тока приблизительно соответствует кривой вторичного возбуждения.

Пример 1: Для данного ТТ 50: 5 кривая возбуждения приведена ниже. Реле, подключенное к ТТ, должно работать при 60А симметричного первичного тока.Внутреннее сопротивление ТТ = 0,0332 Ом , сопротивление проводов = 1,25 Ом , нагрузка реле = 0,5 Ом. Рассчитайте фактический первичный ток, необходимый для отключения реле.

Ответ:

Количество витков = 50/5 = 10

Реле срабатывает при 60/10 = 6А вторичного тока ТТ

Когда во вторичной цепи протекает ток 6А, падение напряжения Vs можно рассчитать как

Вс = 6 А * (0,0332 Ом + 1,25 Ом + 0,5 Ом) = 10,7 В

Посмотрите на график возбуждения под током возбуждения I _e для 10.Напряжение вторичного возбуждения 7 В составляет примерно 5 А.

Общий первичный ток = (60A + 10 * 5A) = 110A

Таким образом, реле будет работать только в том случае, если первичный ток составляет 110А вместо желаемых 60А.

Это можно улучшить, выбрав трансформатор тока с более высоким коэффициентом передачи. Например, если выбрать ТТ 100: 5 с внутренним сопротивлением 0,064 Ом и все остальное останется прежним,

Количество витков = 100/5 = 20

Реле работает при 60/20 = 3А вторичного тока ТТ

Когда во вторичной цепи протекает ток 3А, падение напряжения Vs можно рассчитать как

Vs = 3A * (0.064 Ом + 1,25 Ом + 0,5 Ом) = 5,442 В

Посмотрите на график возбуждения (не показан), ток возбуждения I _e для 10,7 В вторичного напряжения возбуждения составляет приблизительно 0,22 А.

Общий первичный ток = (60A + 20 * 0,22A) = 64,4A

Таким образом, реле будет работать, если первичный ток составляет 64,4 А, вместо случая с ТТ 50: 5, который требовал 110 А первичного тока для срабатывания реле. Ток срабатывания реле будет 61,6 А, если используется ТТ 200: 5.

Для расчетов с использованием метода кривой возбуждения важно, чтобы в расчетах использовалось внутреннее сопротивление обмотки ТТ.

Пример 2: Кривая возбуждения может использоваться для определения соответствия ТТ определенному уровню точности реле по кривой возбуждения. Это можно продемонстрировать на примере. Рассмотрим ТТ C100 600: 5. Предположим, что общая нагрузка, включая сопротивление обмотки ТТ, составляет 0,5 Ом .

Решение: Чтобы проверить, подходит ли реле, сначала рассчитайте вторичное напряжение, в 20 раз превышающее номинальный вторичный ток.

По кривой возбуждения найдите напряжение возбуждения, соответствующее 10А тока возбуждения.Причина выбора 10А заключается в том, что 10А составляет 10% от 100А, а трансформаторы тока ANSI C гарантируют 10% погрешность соотношения, до 20 раз превышающую номинальный вторичный ток. Таким образом, для 100 А вторичного тока до 10 А может течь на импеданс намагничивания, а 90 А на нагрузку, и ТТ по-прежнему соответствует требованиям точности 10%.

Из приведенной ниже кривой возбуждения для тока возбуждения 10 А вторичное напряжение составляет 90 В. Поскольку 90 В больше расчетных 50 В, ТТ соответствует точности реле.

Стандарты ANSI

Стандарт реле

ANSI C57-13 описывается двумя символами — буквенным обозначением и номинальным напряжением. Примеры: C50, C100, C400 и т. Д.

Буквы означают следующее:

C: Можно рассчитать коэффициент трансформации

T: Коэффициент трансформации должен определяться испытанием

Трансформаторы тока (ТТ) класса

C имеют полностью распределенные обмотки, и, следовательно, поток утечки сердечника имеет незначительное влияние на коэффициент.Классификация C охватывает ввод трансформаторов тока трансформатора тока, тогда как классификация T распространяется на трансформаторы обычного типа. Для ТТ класса Т потоком утечки нельзя пренебречь и он существенно влияет на коэффициент. В этой статье обсуждаются только CT класса C.

Трансформаторы тока классов C и T

Например, обозначение C100 на ТТ 100: 5 означает, что погрешность отношения не будет превышать 10% в диапазоне от 1 до 20 раз больше нормального вторичного тока, если вторичная нагрузка не превышает 1 Ом [1 Ом * 5 А * 20 = 100 В].

Аналогично, ошибка соотношения ТТ C400 не будет превышать 10% для вторичного тока, в 1–20 раз превышающего нормальный вторичный ток, если вторичная нагрузка не превышает 4 Ом. Популярное эмпирическое правило: рейтинг C должен быть в два раза больше напряжения возбуждения, развиваемого при максимальном токе короткого замыкания.

Стандартные нагрузки для реле составляют 1, 2, 4 и 8 Ом с коэффициентом мощности 0,5.

Класс точности ANSI применяется только к полной обмотке CT .Если используется более низкий отвод, нагрузка, которую ТТ может выдержать без погрешности более 10%, пропорционально уменьшается. Эта тема снова обсуждается в конце статьи.

Стандартные нагрузки ANSI определены при коэффициенте мощности 50% . Допустимая нагрузка для различных значений «C»:

• C50: 0,5 Ом
• C100: 1 Ом
• C200: 2 Ом
• C400: 4 Ом
• C800: 8 Ом

Предотвращение насыщения ТТ при асимметричных повреждениях Рейтинг

C предполагает работу с синусоидальной волной.Когда в энергосистеме происходит сбой, может быть асимметричный компонент по отношению к току короткого замыкания. Этот асимметричный ток и результирующий затухающий экспоненциальный ток вызывают увеличение области «время напряжения» и должны быть учтены, чтобы избежать насыщения ТТ. Стандарт IEEE / ANSI C57.13 для ТТ предлагает применять ТТ в местах, где симметричный ток короткого замыкания не превышает в 20 раз номинальное значение ТТ, а вторичное напряжение не превышает класс точности ТТ.

Асимметричный ток короткого замыкания

Предотвращение насыщения из-за асимметричной составляющей тока повреждения требует, чтобы рейтинг C превышал рейтинг C, полученный для симметричного тока повреждения, на величину, равную X / R + 1. Однако достижение этих характеристик может быть затруднено во многих практических установках.

Параметры, которые необходимо учитывать, чтобы избежать насыщения ТТ при асимметричных КЗ:

Пример: схема имеет отношение X / R, равное 5.Ток повреждения составляет 25000 А. Выбран ТТ 2000: 5 C100. ТТ подключается 100-футовым (односторонним) проводом №12 SIS к следующим устройствам.

• Реле1: нагрузка 0,5 ВА
• Реле2: нагрузка 0,1 ВА
• Измеритель: нагрузка 0,05 ВА

Выясните, перейдет ли этот ТТ в режим насыщения при асимметричном токе короткого замыкания.

Раствор:

Примечание. Для допустимо не использовать вторичное сопротивление трансформатора тока при использовании этого подхода, поскольку стандарт ANSI уже учел внутреннее сопротивление трансформатора тока для класса C.Однако нельзя пренебрегать внутренним сопротивлением трансформатора тока, если анализ выполняется с использованием метода детальной кривой возбуждения.

Из [1] мы рассчитали, что общая вторичная нагрузка должна быть менее 0,2667 Ом , чтобы избежать насыщения. Поскольку расчетная нагрузка .344 Ом выше, чем 0,2667 Ом , этот ТТ не подходит для этого приложения и будет насыщаться при асимметричном КЗ.

Посмотрим, подойдет ли ТТ 2000: 5, C400 для этого приложения с такими же параметрами тока повреждения.

Из [2] мы рассчитали, что общая вторичная нагрузка должна быть меньше 1,0667 Ом , чтобы избежать насыщения. Поскольку расчетная нагрузка 0,344 Ом меньше, чем 1,0667 Ом , ТТ подходит для этого приложения и не будет насыщаться при симметричном или асимметричном токе короткого замыкания.

Хотя приведенный выше пример сработал, возможно, невозможно избежать насыщения в ситуациях с высокими отношениями X / R или высокими значениями тока короткого замыкания.В таких случаях лучше всего установить его, насколько это возможно, и оценить влияние смещения формы сигнала на характеристики реле. Для особо важных приложений может быть выполнено компьютерное моделирование переходных процессов, чтобы оценить влияние смещения постоянного тока на характеристики реле.

Нагрузка трансформатора тока с несколькими ответвлениями

Многоканальный ТТ предлагает несколько ответвлений и, следовательно, предлагает различное соотношение между первичными и вторичными витками в зависимости от используемого ответвления.

Многоканальный кран CT

Что делать с неиспользованными ответвлениями на многотводном ТТ?

Не закорачивайте неиспользуемые клеммы многоотводного ТТ, пока выбранные клеммы ответвлений загружены / подключены к нагрузке.

Для показанного выше многоотводного ТТ различные номинальные значения тока будут следующими:

600: 5 X1-X5 500: 5 X5-X2 450: 5 X3-X5 400: 5 X1-X4 300: 5 X2-X4

250: 5 X3-X4 200: 5 X4-X5 150: 5 X1-X3 100: 5 X1-X2 50: 5 X2-X3

Хотя многоточечный ТТ очень полезен на практике, следует иметь в виду, что класс точности, указанный на паспортной табличке ТТ, основан на полном номинальном значении ТТ.На рисунке выше рейтинг C200 относится к ответвлению 600: 5 (полная обмотка). Класс точности снижается, если используется более низкий кран.

Как выбрать ответвители для ТТ с несколькими коэффициентами?

Пример: как рассчитать новую эффективную точность, если на отводе 2000: 5 используется трансформатор тока C400 3000: 5?

Новый класс точности для метчика можно рассчитать по следующей формуле:

Таким образом, ТТ C400 будет иметь эффективную точность C266 при использовании нижнего отвода.

Пример: как рассчитать стандартную допустимую нагрузку, если на отводе 2000: 5 используется трансформатор тока C400 3000: 5?

Новую допустимую нагрузку на кран можно рассчитать по следующей формуле:

CT Терминология

Общая терминология ТТ в том виде, в каком она представлена ​​на паспортной табличке ТТ, обсуждается ниже.

RF (номинальный коэффициент): номинальный коэффициент (RF) указывает допустимую нагрузку по току ТТ.ТТ 100: 5 с РЧ 2 сможет непрерывно пропускать ток 200А без перегрева. Вторичный ток также увеличится и составит для этого примера 10А.

Точка колена : Согласно ANSI / IEEE пересечение кривой возбуждения с касательной 45 ⁰ является точкой перегиба. IEC определяет точку перегиба как пересечение прямых линий, продолжающихся от ненасыщенных и насыщенных участков кривой возбуждения. Колено ANSI более консервативно по сравнению с кривой IEC.

Класс точности: Класс точности может относиться к точности реле или точности измерения. Точность реле ANSI выражается в рейтинге C. См. Ниже определение рейтинга C. Класс точности для измерительного приложения представлен в качестве примера 0.3B1.8. Это означает, что трансформатор тока может подавать номинальный ток на нагрузку 1,8 Ом, а точность соотношения тока будет в пределах 0,3%. Точность 0,3% при токе 100%, а точность снижается до 0,6% при 10% номинального тока.

C Рейтинг: C Рейтинг — это вторичное напряжение на стандартной нагрузке (C100: 1 Ом, C200: 2 Ом и т. Д.), Которое реле может поддерживать без превышения погрешности отношения 10%.

Диапазон частот: Используемый частотный диапазон ТТ. Большинство реле класса CT имеют номинал от 50 до 400 Гц.

Класс изоляции: ТТ низкого напряжения обычно рассчитаны на 10 кВ BIL. Класс типа раны T CT обычно имеет более высокий рейтинг BIL.

Чтение: трансформатор тока холостого хода

Чтение: погрешность потенциального трансформатора

Измерительные трансформаторы и измерительный умножитель

Измерительные трансформаторы и измерительный умножитель

Размещено в h в инструментальных трансформаторах по

Измерительные трансформаторы и измерительный умножитель

Стив Линдси

Магазины коммунальных счетчиков занимаются многими вещами, но когда дело доходит до счетчиков и измерительных трансформаторов, коэффициент и множитель счетчика очень важны для точного выставления счетов.Итак, как счетчик определяет множитель счетчика для конкретной услуги? Это действительно сводится к основам математики.

Каждый трансформатор тока или ТТ имеет коэффициент передачи. Типичное соотношение ТТ может составлять 200: 5 или 400: 5. Это означает, что трансформатор тока снизит более высокие уровни тока до уровня, с которым измеритель может безопасно работать. В случае ТТ 400: 5, 400 ампер будут понижены или преобразованы в 5 ампер. Эта связь постоянна и линейна. Если бы через трансформатор тока протекало 200 ампер с соотношением 400: 5, вторичный ток показывал бы 2.5 ампер — половина тока первичной обмотки будет производить половину тока вторичной обмотки.

Множитель ваттметра очень похож на коэффициент в том, что это очень простой математический расчет. Если мы используем тот же трансформатор тока 400: 5, что и выше, множитель для нашего счетчика будет равен 400, разделенному на 5, или 80.

Однако не во всех установках счетчиков используются только трансформаторы тока. У многих также есть трансформаторы напряжения или трансформаторы напряжения. Однако установки, которые имеют как трансформаторы тока, так и трансформаторы тока, по-прежнему полагаются на базовую математику.Трансформаторы напряжения работают по той же причине, что и трансформаторы тока, поскольку они понижают более высокие напряжения до приемлемых уровней. Большинство ПТ имеют вторичное напряжение 120 вольт. ПТ с соотношением 4: 1 снизит напряжение с 480 до 120 вольт.

Как это влияет на множитель ваттметра? Предположим, у вас 480 трехфазных сервисов. Установленный ТТ имеет соотношение 400: 5, а ПТ — 4: 1. Множитель CT будет 80, а множитель PT равен 4. Поскольку ватт = амперы x вольт, множитель ваттметра в этом случае будет 80 x 4 или 320.

Калькулятор идеального трансформатора

Калькулятор идеального трансформатора — это простой инструмент, который помогает решить вопрос: как работает трансформатор? Вы когда-нибудь задумывались, как электрический ток из высоковольтных линий электропередач превращается в привычные 110 (или 220 В) в розетке? Вот что делают электрические трансформаторы. Текст ниже объясняет работу трансформаторов. Прочитав его, вы также узнаете о специальных типах трансформаторов, таких как трансформатор тока и трансформатор напряжения.

Как работает трансформатор?

Трансформатор — это, по сути, две катушки, первичная и вторичная, которые расположены рядом друг с другом. Переменный ток, проходящий через первичную катушку, создает переменное магнитное поле. Это магнитное поле индуцирует разность напряжений, электродвижущую силу, во вторичной катушке. Вы можете узнать больше о проверке индуктивности с помощью калькулятора индуктивности соленоида. Возвращаясь к трансформатору , по существу, магнитное поле передает энергию от одной цепи к другой .Если вы удивлены, что магнитное поле может передавать энергию, вы можете проверить калькулятор плотности энергии полей.

В идеализированной картине мы пренебрегаем всеми потенциальными потерями и предполагаем, что все магнитное поле от первичной катушки проходит через вторичную катушку. Тогда единственное, что имеет значение, — это соотношение числа обмоток между первичной и вторичной обмотками . Это связано с тем, что сила магнитного поля зависит от количества обмоток в первичной катушке.Количество витков вторичной обмотки определяет силу электродвижущей силы.

Калькулятор идеального трансформатора

Идеальное уравнение трансформатора связывает первичное и вторичное напряжение,

Vs = Vp * Ns / Np ,

где

• Vs [V] — напряжение на вторичной обмотке
• Vp [V] — напряжение на первичной обмотке,
• Ns — количество витков первичной обмотки,
• Np — количество витков вторичной обмотки,

Есть второе уравнение, которое связывает первичный и вторичный токи,

Is = Ip * Np / Ns ,

где

• Is [A] — ток на вторичной обмотке,
• Ip [A] — ток первичной обмотки.

Поучительно видеть, что электрическая мощность в первичной обмотке и вторичной обмотке одинакова.

P = Ip * Vp = Is * Vs .

Это знак сохранения энергии. В реальном трансформаторе из-за потерь мощность на вторичной обмотке всегда будет меньше, чем мощность на первичной обмотке.

Трансформатор тока

Трансформаторы тока используются для точного измерения тока. В трансформаторах тока вторичных обмоток больше, чем первичных.Следовательно, вторичный ток меньше первичного. Таким образом, мы можем контролировать или измерять большие токи, используя только стандартные малоточные измерительные устройства. Обычно мы подключаем трансформатор тока последовательно.

Трансформатор напряжения

Трансформаторы напряжения подключаются параллельно, и их обычная роль заключается в понижении напряжения. Пониженное напряжение полезно для работы бытовых предметов. Также, как и в случае с трансформаторами тока, он позволяет стандартным измерительным устройствам контролировать линии высокого напряжения.В трансформаторах напряжения первичных обмоток больше, чем вторичных.

Расчет тока короткого замыкания любого трансформатора всего за 3 шага

Рассчитайте ток короткого замыкания любого трансформатора всего за 3 шага https://www.theelectricalguy.in/wp-content/uploads/2020/05/rt-circuit-current-of-any-transformer-in-just-3-steps-theelectricalguy-YABHOrP8mr0-1024×576.jpg 1024 576 Гаурав Дж. Гаурав Дж. https: // безопасный.gravatar.com/avatar/87a2d2e0182faacb2e003da0504ad293?s=96&d=mm&r=g 28 мая 2020 г. 4 июня 2020 г.

---

В этом руководстве я объясню три простых шага для расчета тока короткого замыкания любого трансформатора. Это также поможет вам определить номинал автоматического выключателя. Итак, начнем !

Шаг 1

Получите следующие сведения

• Номинальная мощность трансформатора в кВА / МВА (для понимания предположим, что это 100 кВА)
• Вторичное напряжение (при условии 440 вольт)
• % Импеданс (Вы получите его из паспортной таблички трансформатора, для нашего примера предположим, что 5% )

Шаг 2

Расчет тока полной нагрузки

Для трехфазного трансформатора используйте следующую формулу

Для однофазного трансформатора используйте следующую формулу

Рассчитаем ток полной нагрузки в нашем примере.

Шаг 3

Рассчитать ток короткого замыкания

Теперь рассчитаем фактический ток короткого замыкания по следующей формуле.

Итак, это наш ток короткого замыкания. Это поможет вам определиться с номиналом автоматического выключателя. В этом случае вам понадобится выключатель с отключающей способностью по току короткого замыкания более 2624,1 А или 2,6 кА.

Вы также можете рассчитать первичный ток любого трансформатора всего за 2 шага, чтобы узнать больше, нажмите здесь.

Каковы условия выбора трансформатора тока в реле защиты

Трансформатор тока

Трансформатор тока является одним из основных компонентов в релейной защите. Наряду с трансформаторами напряжения (PT) это устройство также является ключевым элементом, который обнаруживает любые отклонения в системе. Когда дело доходит до приложений защитной релейной защиты, будут использоваться трансформаторы тока с большими сердечниками, которые позволяют воспроизводить первичный ток во время неисправности (высокий первичный ток).

Однако мы не должны полагаться на физические размеры при выборе правильного устройства. Нам необходимо выполнить основные требования, чтобы предотвратить нежелательные результаты. Для достижения этой цели нам необходимо выполнить два условия, а именно:

Условие 1: Номинальный ток первичной обмотки должен быть близок к току полной нагрузки нагрузки или системы, которую она защищает. Например, если ток полной нагрузки составляет 387 ампер, то лучше выбрать трансформатор тока с коэффициентом преобразования 400: 5.

Условие 2: Рассчитайте вторичное напряжение во время повреждения, чтобы определить, будет ли ТТ насыщаться во время состояния отказа. В этом случае, даже если мы удовлетворяем условию 1, нам нужно выбрать следующий более высокий рейтинг и проделать тот же процесс.

Как определить насыщенность CT?

Чтобы определить, будет ли ТТ насыщаться в определенных условиях, нам необходимо найти следующие значения:

• Величина тока короткого замыкания
• Вторичное сопротивление ТТ
• Сопротивление провода, соединяющего ТТ и реле защиты
• Сопротивление нагрузки реле.

Пример:

Реле защиты должно быть установлено на двигателе с номинальным током полной нагрузки 290. Будет использоваться трансформатор тока с коэффициентом преобразования 300: 5 на расстоянии 20 метров от реле. Провод имеет сопротивление 1,5 Ом на километр. Если сопротивление вторичной обмотки ТТ составляет 0,09 Ом, а нагрузочное сопротивление реле составляет 0,005 Ом. Определите, будет ли коэффициент ТТ насыщаться, по кривой, приведенной ниже.

Примечание: Предположим, что ток повреждения в системе равен 3.5 кА.

Решение:

В этом случае мы пронумеруем данные значения как,

• ТТ, который будет использоваться, равен 300: 5
• Ток повреждения = 3500 ампер
• Сопротивление вторичной обмотки ТТ = 0,090 Ом
• Расстояние между проводами до реле = 20 метров при 1,5 Ом / км
• Сопротивление нагрузки реле = 0,006 Ом

Рассчитайте сопротивление провода:

Rwire = (2 x 20 м) x 1,5 Ом / км

1000

Rwire = 0.06 Ом

Рассчитайте общую нагрузку

Общая нагрузка = RCT (вторичная) + Rwire + R реле

Общая нагрузка = 0,090 + 0,06 + 0,006 = 0,156 Ом

Рассчитайте вторичное напряжение в случае вина.

В = (общая нагрузка * ток повреждения) / коэффициент ТТ

В = (0,156 * 3500) / 60

В = 9,1 В

Проверьте кривую ТТ, если вторичное напряжение в случае неисправности ниже КОЛЕННОЙ ТОЧКИ.

Значение вторичного напряжения в случае неисправности составляет 9,1 В, что ниже точки перегиба. Следовательно, мы можем согласиться с ТТ 300: 5, указанным в задаче. В противном случае мы выберем следующее более высокое значение и проделаем тот же процесс, потому что значение вторичного тока по отношению к первичному значению больше не является линейным. Нелинейность этих значений приведет к неточности показаний и неисправности подключаемых к нему реле защиты. Такая ситуация может привести к катастрофическому повреждению всей энергосистемы.

Расчет предельного коэффициента погрешности трансформатора тока Примечание по применению

Расчет схемы трансформатора

Расчеты схемы трансформатора Этот рабочий лист и все связанные файлы находятся под лицензией Creative Commons Attribution License, версия 1.0. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/1.0/,

Подробнее

Номинальные значения тока и температуры

Документ 361-1 Номинальные значения тока и температуры Введение В этом примечании по применению описывается: Как интерпретировать номинальные значения тока и температуры индуктора Coilcraft Наш метод измерения номинальных значений тока и

Подробнее

НИЗКОВОЛЬТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА

НИЗКОВОЛЬТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА 5 А Счетчики силовые сетевые типа НД0 и НД.N4Z и N5Z Тел .: (+48 68) 45 75 39; 45 75 305; 45 75 3; 45 75 368; электронная почта: [email protected] ул. Słubicka 657 Zielona Góra СОДЕРЖАНИЕ

Подробнее

ТЕКУЩЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО — I

CURRNT LCTRCTY — 1. Электрический ток 2. Обычный ток 3. Дрейф электронов и ток 4. Плотность тока 5. Закон Ома 6. Сопротивление, удельное сопротивление, проводимость и проводимость 7. Температура

Подробнее

Трансформаторы тока

Корпорация Tyco Electronics Crompton Instruments 1610 Cobb International Parkway, Unit # 4 Kennesaw, GA 30152 Тел.770-425-8903 Факс. 770-423-7194 Трансформаторы тока Трансформаторы тока (ТТ) обеспечивают

Подробнее

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ BAZIAN STEAL FACTORY S / S 132 / 11кВ, 1×30 / 40MVA Курдистан, Сулеймани Май 2011 года Bazian Steal Factory S / S 132 / 11kV, 1×30 / 40 МВА Содержание: 1. Введение … 3 2. Список ссылок

Подробнее

Удельное сопротивление.V A = R = L ρ (1)

Удельное сопротивление Электрическое сопротивление R проводника зависит от его размера и формы, а также от проводящего материала. Зависимость от размера и формы была обнаружена Георгом Симоном Омом и часто рассматривается как

Подробнее

Калькулятор падения напряжения Vimpex

Инструкции к калькулятору падения напряжения Vimpex Когда несколько электрических / электронных устройств подключены к кабелю (например, датчики пожарной сигнализации к цепи звукового оповещателя), электрический ток, протекающий в

Подробнее

КАП 501.Руководство пользователя

CAP 501 1MRS751900-MUM CAP 501 Выпущено: 02.12.2003 Версия: K / 07.02.2006 Содержание 1. Об этом руководстве … 7 1.1. Авторские права … 7 1.2. Товарные знаки … 7 1.3. Гарантия … 7 1.4. Общие … 7 1.5. Использование символов … 8

Подробнее

Трансформаторы среднего напряжения

Трансформаторы среднего напряжения Мы делаем энергию измеримой и заботимся о вашем будущем www.mbs-ag.com Page 2 E-Mail: [email protected] Веб-сайт: www.mbs-ag.com Содержание Трансформаторы тока Технические характеристики

Подробнее

В КАЧЕСТВЕ КОНКУРСНЫХ ДОКУМЕНТОВ 2007 РЕШЕНИЯ

КАК ДОКУМЕНТ СОРЕВНОВАНИЙ 2007 Общая оценка / 50 РЕШЕНИЙ Раздел A: Множественный выбор 1. C 2. D 3. B 4. B 5. B 6. A 7. A 8. C 1 Раздел B: Письменный ответ на вопрос 9. A масса M прикреплен к концу горизонтального

Подробнее

Моделирование линий передачи

Моделирование линий электропередачи. Передача электроэнергии. Электроэнергия, произведенная на генерирующих станциях, транспортируется по высоковольтным линиям электропередачи к точкам использования.Тенденция к

Подробнее

6 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

6 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Для силовых кабелей, кабелей низкого и среднего напряжения номинальные площади поперечного сечения рассчитываются с учетом следующих параметров: допустимая допустимая нагрузка по току

Подробнее

Контрольные вопросы PHYS 2426 Экзамен 2

Контрольные вопросы PHYS 2426 Экзамен 2 1.Если 4,7 x 10 16 электронов проходят через определенную точку в проводе каждую секунду, каков ток в проводе? A) 4,7 мА B) 7,5 A C) 2,9 A D) 7,5 мА E) 0,29 A Ответ: D 2.

Подробнее

Руководство по выбору трансформатора тока

Подбор трансформатора тока — задача несложная. Процедура отбора состоит из четырех этапов. Руководство по выбору трансформатора тока УДЕРЖИВАЙТЕ Уточняйте требования клиентов на основе первичной обмотки

Подробнее

DCMS DC MOTOR SYSTEM Руководство пользователя

DCMS DC MOTOR SYSTEM Руководство пользователя версия 1.3 3 марта 2011 г. Заявление об ограничении ответственности Разработчики системы двигателей постоянного тока (аппаратное и программное обеспечение) приложили все усилия при разработке. Разработчики делают

Подробнее

Изолированная токопроводящая шина ACTIV-8 PLUS

Изолированная токопроводящая шина ACTIV-8 PLUS Продукт австралийского производства www.conductix.com.au ACTIV-8 PLUS ACTIV-8 — это наиболее широко используемая и имеющаяся на складе токопроводящая шина в Австралии. Он был разработан Conductix

Подробнее

РАЗМЕР КАБЕЛЯ ДЛЯ БЕЛОЙ БУМАГИ

РАЗМЕР КАБЕЛЯ ДЛЯ МИНИМАЛЬНОЙ СТОИМОСТИ ЖИЗНИ БУМАГИ Бруно Де Вахтер, Вальтер Хулсхорст, Родольфо ди Стефано Июль 2011 г. ECI Доступно на сайте www.leonardo-energy.org/node/156451 Контроль выпуска документов

Подробнее

Накладной тестер сопротивления заземления

Руководство пользователя накладной тестер сопротивления заземления МОДЕЛЬ 382357 Гарантия EXTECH INSTRUMENTS CORPORATION (компания FLIR) гарантирует, что основной прибор не имеет дефектов в деталях и не имеет дефектов изготовления для одного прибора

. Подробнее

Формула потери напряжения

www.litz-wire.com HM Wire International Inc. Телефон: 330-244-8501 Факс: 330-244-8561 Формула потери напряжения www.hmwire.com Потеря напряжения в проводе является синонимом потери давления в трубе. Электрический ток

Подробнее

Глава 14: Конструкция индуктора

Глава 14 Конструкция индуктора 14.1 Ограничения конструкции индуктора фильтра 14.2 Пошаговая процедура конструирования 14.3 Конструкция многообмоточного магнитопровода с использованием метода K g 14.4 Примеры 14.5 Краткое изложение ключевых моментов

Подробнее

Серия автоматизации подстанций COM600 Защита и управление от ABB Концепция будущего: широкая интеграция и функциональная совместимость системы подстанции Серия COM600 автоматизации подстанции — это специализированная система

Подробнее .

No related posts.