+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Схемы соединений трансформаторов тока: схем, звезда, треугольник, параллель

Назначение трансформаторов тока

Счётчики для однофазных и трёхфазных сетей рассчитаны на номинальные токи до 100 А. Использование приборов с большими токами затруднено по причине необходимости использования проводов слишком большого сечения. Таким образом, для измерения характеристик в линиях с большими токами необходимо использовать специальные устройства, понижающие ток до приемлемого значения. Для этой цели используются трансформаторы тока (ТТ).

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в линейный провод, по которому проходит высокий ток, а ко вторичной обмотке подключается измерительный прибор. Для удобства выводы маркируются обозначениями. Для начала и, соответственно, конца первичной обмотки применяются обозначения Л1 и Л2. Для вторичной обмотки — И1 и И2. При подключении необходимо строго соблюдать полярность первичной и вторичной обмоток ТТ.

Чаще всего величина вторичного тока равна 5 А, иногда применяются ТТ со вторичным током 1 А.

Для измерения же напряжения в высоковольтных сетях используется подключение через трансформатор напряжения, который понижает напряжение до 100 или 57.7 вольт.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Измерительные трансформаторы вносят свою погрешность в измерения. Здесь важно соблюдать правильную схему подключения с соблюдением обозначений. Например, если изменить местами выводы вторичных цепей И1 и И2, то за этим последует существенный недоучёт электроэнергии.

Трансформаторы тока подключаются в трёхфазных цепях по схеме неполной звезды (сети с изолированной нейтралью). При наличии нулевого провода подключение осуществляется с помощью полной звезды. В дифференциальных защитах силовых трансформаторов ТТ подключаются по схеме «Треугольник».

Это позволяет скомпенсировать сдвиг фаз вторичных токов, что уменьшит ток небаланса. В трёхфазных сетях без нулевого провода обычно трансформаторы тока подключаются только на две ведущие линии, поскольку измерив ток в двух фазах, можно легко рассчитать величину тока в третьей фазе.

Если сеть имеет глухозаземлённую нейтраль (как правило, сети 110 кВ и выше), то обязательно подключение ТТ ко всем трём фазам. Соединение обмоток реле и трансформаторов тока в полную звезду. Эта схема соединения трансформаторов представлена в виде векторных диаграмм, которые иллюстрируют работу трансформатора на рис. 2.4.1 и на схемах 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4.

Если трансформатор работает в нормальном режиме, или если он симметричный, то будет проходить ток небаланса или небольшой ток, который появляется из–за разных погрешностей трансформаторов тока.

Представленная выше схема применяется против всех видов КЗ (междуфазных и однофазных) во время включения защиты.
Трехфазное КЗ
Двухфазное КЗ

Однофазное КЗ
Отношение Iр/Iф (ток в реле)/ (ток в фазе) называется коэффициентом схемы, его можно определить для всех схем соединения. Для данной схемы коэффициент схемы kсх будет равен 1.

На рис. 2.4.5 предоставлена схема соединения обмоток реле и трансформаторов тока в неполную звезду, а на рис. 2.4.6, 2.4.7. ее векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Трехфазное КЗ — когда токи могут идти в обратном проводе по обоим реле.
Двухфазное КЗ — когда токи, могут протекать в одном или в двух реле в соответствии с повреждением тех или иных фаз.

КЗ фазы В одной фазы может происходить тогда, когда токи не появляются в этой схеме защиты.

Схему неполной звезды можно применять только в сетях с нулевыми изолированными точками при kсх=1 с целью защиты от КЗ междуфазных, и может реагировать только на некоторые случаи КЗ однофазного.

На рис. 2.4.8. можно изучить схему соединения в звезду и треугольник обмоток реле и трансформаторов соответственно.

Во время симметричных нагрузок в реле и в период возникновения трехфазного КЗ может проходить линейный ток, сдвинутый на 30* по фазе относительно тока фазы и в разы больше его.

Особенности схемы этого соединения:

  1.  при разных всевозможных видах КЗ проходят токи в реле, при этом защита которая построена по такой схеме, будет реагировать на все виды КЗ;
  2. ток в реле относится к фазному току в зависимости от вида КЗ;
  3. ток нулевой последовательности, который не имеет путь через обмотки реле для замыкания, не может выйти за границы треугольника трансформаторов тока.

Выше приведенная схема применяется чаще всего для дистанционной или во время дифференциальной защиты трансформаторов.

Схема восьмерки или включение реле на разность токов двух фаз.

На рис. 2.4.9 представлена сама схема соединения, а на рис. 2.4.10, 2.4.11.векторные диаграммы, которые иллюстрируют работу этой схемы.

Соединение трансформаторов тока и обмоток реле в неполную звезду

Симметричная нагрузка при трехфазном КЗ.

Двухфазное КЗ Двухфазно КЗ АВ или ВС
При разных видах КЗ, ток в реле и его чувствительность будут разными. Ток в реле будет равен нулю во время однофазного КЗ фазы В. Эту схему можно применять, тогда, когда не требуется действий трансформатора для защиты от разных междуфазных КЗ с соединением обмоток Y/* – 11 группа, и когда эта защита обеспечивает необходимую чувствительность.

Соединение трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности

На рис. 2.4.12. можно изучить схему соединения трансформаторов тока в фильтр токов нулевой последовательности. Только во время однофазных или двуфазных КЗ на землю появляется ток в реле. Эту схему можно применять во время защиты от КЗ на землю. КЗ IN=0 при двухфазных и трехфазных нагрузках. Но часто ток небаланса Iнб появляется из–за погрешности трансформаторов тока в реле.

Последовательное соединение трансформаторов тока


На рис. 2.4.13. представлена схема последовательного соединения трансформаторов тока. Подключенная к трансформаторам тока, нагрузка, распределяется поровну. Напряжение, которое приходится на любой трансформатор тока и на вторичный ток остается неизменным.

Орлов Анатолий Владимирович

Начальник службы РЗиА Новгородских электрических сетей

Задать вопрос

Во время использования трансформаторов тока малой мощности применяется эта схема.

Параллельное соединение трансформаторов тока


На рис. 2.4.14. представлена схема параллельного соединения трансформаторов тока. Эту схему можно использовать с целью получения разных нестандартных коэффициентов трансформации. Схемы подключения счетчиков электроэнегии, как однофазных, так и 3-х фазных Вы можете найти тут.

Измерительные трансформаторы тока: назначение, устройство, схемы

Мощные электротехнические установки могут работать с напряжением несколько сот киловольт, при этом величина тока в них может достигать более десятка килоампер. Естественно, что для измерения величин такого порядка не представляется возможным использовать обычные приборы. Даже если бы таковые удалось создать, они получились бы довольно громоздкими и дорогими.

Помимо этого, при непосредственном подключении к высоковольтной сети переменного тока повышается риск поражения электротоком при обслуживании приборов. Избавиться от перечисленных проблем позволило применение измерительных трансформаторов тока (далее ИТТ), благодаря которым удалось расширить возможности измерительных устройств и обеспечить гальваническую развязку.

Назначение и устройство ИТТ

Функции данного типа трансформаторов заключаются в снижении первичного тока до приемлемого уровня, что делает возможным подключение унифицированных измерительных устройств (например, амперметров или электронных электросчетчиков), защитных систем и т.д. Помимо этого, трансформатор тока обеспечивают гальваническую развязку между высоким и низким напряжением, обеспечивая тем самым безопасность обслуживающего персонала. Это краткое описание позволяет понять, зачем нужны данные устройства. Упрощенная конструкция ИТТ представлена ниже.

Конструкция измерительного трансформатора тока

Обозначения:

  1. Первичная обмотка с определенным количеством витков (W1).
  2. Замкнутый сердечник, для изготовления которого используется электротехническая сталь.
  3. Вторичная обмотка (W2 — число витков).

Как видно из рисунка, катушка 1 с выводами L1 и L2 подключена последовательно в цепь, где производится измерение тока I1. К катушке 2 подключается приборы, позволяющие установить значение тока I2, релейная защита, система автоматики и т.д.

Основная область применения ТТ — учет расхода электроэнергии и организация систем защиты для различных электроустановок.

В измерительном трансформаторе тока обязательно наличие изоляции как между катушками, витками провода в них и магнитопроводом. Помимо этого по нормам ПУЭ и требованиям техники безопасности, необходимо заземлять вторичные цепи, что обеспечивает защиту в случае КЗ между катушками.

Получить более подробную информацию о принципе действия ТТ и их классификации, можно на нашем сайте.

Перечень основных параметров

Технические характеристики трансформатора тока описываются следующими параметрами:

  • Номинальным напряжением, как правило, в паспорте к прибору оно указано в киловольтах. Эта величина может быть от 0,66 до 1150 кВ. получит полную информацию о шкале напряжений можно в справочной литературе.
  • Номинальным током первичной катушки (I1), также указывается в паспорте. В зависимости от исполнения, данный параметр может быть в диапазоне от 1,0 до 40000,0 А.
  • Током на вторичной катушке (I2), его значение может быть 1,0 А (для ИТТ с I
    1
    не более 4000,0 А) или 5,0 А. Под заказ могут изготавливаться устройства с I2 равным 2,0 А или 2,50 А.
  • Коэффициентом трансформации (КТ), он показывает отношение тока между первичной и вторичной катушками, что можно представить в виде формулы: КТ = I1/I2. Коэффициент, определяемый по данной формуле, принято называть действительным. Но для расчетов еще используется номинальный КТ, в этом случае формула будет иметь вид: IНОМ1/IНОМ2, то есть в данном случае оперируем не действительными, а номинальными значениями тока на первой и второй катушке.

Ниже, в качестве примера, приведена паспортная таблица модели ТТ-В.

Перечень основных параметров измерительного трансформатора тока ТТ-В

Виды конструкций измерительных трансформаторов

В зависимости от исполнения, данные устройства делятся на следующие виды:

  1. Катушечные, пример такого ТТ представлен ниже. Катушечный ИТТ

Обозначения:

  • A – Клеммная колодка вторичной обмотки.
  • В – Защитный корпус.
  • С – Контакты первичной обмотки.
  • D – Обмотка (петлевая или восьмерочная) .
  1. Стержневые, их также называют одновитковыми. В зависимости от исполнения они могут быть:
  • Встроенными, они устанавливаются на изоляторы вводы силовых трансформаторов, как показано на рисунке 4. Рисунок 4. Пример установки встроенного ТТ

Обозначения:

  • А – встроенный ТТ.
  • В – изолятор силового ввода трансформатора подстанции.
  • С – место установки ТТ (представлен в разрезе) на изоляторе. То есть, в данном случае высоковольтный ввод играет роль первичной обмотки.
  1. Шинными, это наиболее распространенная конструкция. Ее принцип строения напоминает предыдущий тип, стой лишь разницей, что в данном исполнении в качестве первичной обмотки используется токопроводящая шина или жила, которая заводится в окно ИТТ. Шинные ТТ производства Schneider Electric
  1. Разъемными. Особенность данной конструкции заключается в том, что магнитопровод ТТ может разделяться на две части, которые стягиваются между собой специальными шпильками.

Такой вариант конструкции существенно упрощает монтаж/демонтаж.

Расшифровка маркировки

Обозначение отечественных моделей интерпретируется следующим образом:

  • Первая литера в названии модели указывает на вид трансформатора, в нашем случае это будет буква «Т», указывая на принадлежность к ТТ.
  • Вторая литера указывает на особенность конструктивного исполнения, например, буква «Ш», говорит о том, что данное устройство шинное. Если указана литера «О», то это опорный ТТ.
  • Третьей литерой шифруется исполнение изоляции.
  • Цифрами указывается класс напряжения (в кВ).
  • Литера, для обозначения климатического исполнения согласно ГОСТ 15150 69
  • КТ, с указанием номинального тока первичной и вторичной обмотки.

Приведем пример расшифровки маркировки трансформатора тока.

Шильдик на ТТ с указанием его марки

Как видим, на рисунке изображена маркировка ТЛШ 10УЗ 5000/5А, это указывает на то, что перед нами трансформатор тока (первая литера Т) с литой изоляцией (Л) и шинной конструкцией (Ш). Данное устройство может использоваться в сети с напряжением до 10 кВ. Что касается исполнения, то литера «У», говорит о том, что аппарат создан для эксплуатации в умеренной климатической зоне. КТ 1000/5 А, указывает на величину номинального тока на первой и второй обмотке.

Схемы подключения

Обмотки трехфазных ТТ могут быть подключены «треугольником» или «звездой» (см. рис. 8). Первый вариант применяется в тех случаях, когда необходимо получить большую силу тока в цепи второй обмотки или требуется сдвинуть по фазе ток во вторичной катушке, относительно первичной. Второй способ подключения применяется, если необходимо отслеживать силу тока в каждой фазе.

Рисунок 8. Схема подключения трехобмоточного ТТ «звездой» и «треугольником»

При наличии изолированной нейтрали, может использоваться схема для измерения разности токов между двумя фазами (см. А на рис. 9) или подключение «неполной звездой» (B).

Рисунок 9. Схема подключения ТТ на разность двух фаз (А) и неполной звездой (В)

Когда необходимо запитать защиту от КЗ на землю, применяется схема, позволяющая суммировать токи всех фаз (см. А на рис 10.). Если к выходу такой цепи подключить реле тока, то оно не будет реагировать на КЗ между фазами, но обязательно сработает, если происходит пробой на землю.

Рис 10. Подключения: А – для суммы токов всех фаз, В и С — последовательное и параллельное включение двухобмоточных ТТ

В завершении приведем еще два примера соединения вторичных обмоток ТТ для снятия показаний с одной фазы:

Вторичные катушки включаются последовательно (В на рис. 10), благодаря этому возникает возможность измерения суммарной мощности.

Вторичные обмотки соединяются параллельно, что дает возможность понизить КТ, поскольку происходит суммирование тока в этих катушках, в то время как в линии этот показатель остается без изменений.

Выбор

При выборе трансформатора тока в первую очередь необходимо учитывать номинальное напряжение прибора было не ниже, чем в сети, где он будет установлен. Например, для трехфазной сети с напряжением 380 В можно использовать ТТ с классом напряжения 0,66 кВ, соответственно для установок более 1000 В, устанавливать такие устройства нельзя.

Помимо этого IНОМ ТТ должен быть равен или превышать максимальный ток установки, где будет эксплуатироваться прибор.

Кратко изложим и другие правила, позволяющие не ошибиться с выбором ТТ:

  • Сечение кабеля, которым будет подключаться ТТ к цепи вторичной нагрузки, не должно приводить к потерям сверх допустимой нормы (например, для класса точности 0,5 потери не должны превышать 0,25%).
  • Для систем коммерческого учета должны использоваться устройства с высоким классом точности и низким порогом погрешности.
  • Допускается установка токовых трансформаторов с завышенным КТ, при условии, что при максимальной нагрузке ток будет до 40% от номинального.

Посмотреть нормы и правила, по которым рассчитываются измерительные трансформаторы тока (в том числе и высоковольтные) можно в ПУЭ ( п.1.5.1.). Пример расчета показан на картинке ниже.

Пример расчета трансформатора тока

Что касается выбора производителя, то мы рекомендуем использовать брендовую продукцию, достоинства которой подтверждены временем, например ABB, Schneider Electric b и т.д. В этом случае можно быть уверенным, что указанные в паспорте технические данные, а методика испытаний соответствовала нормам.

Обслуживание

Необходимо обратить внимание, что при соблюдении режима и условий эксплуатации, правильно подобранных номиналах и регулярном обслуживании ТТ будет служить 30 лет и более. Для этого необходимо:

  • Обращать внимание на различные виды неисправностей, заметим, что большинство из них можно обнаружить при визуальном осмотре.
  • Производить контроль нагрузки в первичных цепях и не допускать перегрузку выше установленной нормы.
  • Необходимо отслеживать состояние контактов первичной цепи (если таковые имеются), на них должны отсутствовать внешние признаки повреждений.
  • Не менее важен контроль состояния внешней изоляции, почти в половине случаев ее стойкость нарушается из-за скопления грязи или влаги, которые закорачивают контакты на землю.
  • У масляных ТТ осуществляют проверку уровня масла, его чистоту, наличие подтеков и т.д. Обслуживание таких установок практически не сильно отличается от других силовых установок, например, емкостных трансформаторов НДЕ, разница заключается в небольших технических деталях.
  • Поверка ТТ должна проводиться согласно действующих нормативов (ГОСТ 8.217 2003).
  • При обнаружении неисправности производится замена прибора. Поврежденный ТТ отправляют в ремонт, который производится специализированными службами.

Использованная литература

  • В.В. Афанасьев «Трансформаторы тока»  1989
  • И С. Таев  «Основы теории электрических аппаратов»  1987
  • Вавин В. Н. «Трансформаторы тока» 1966
  • Кацман М. М. «Электрические машины и трансформаторы»  1971

Трансформаторы тока. Нюансы схем соединения.

Приветствую, уважаемые друзья.

Сегодня буквально короткой строкой о последствиях путаницы в маркировки выводов обмоток трансформаторов тока.

Бригада релейщиков  настраивала токовую защиту электродвигателя в ячейке КСО в РУ-6кВ

 Схемы на ячейку не было. Визуально определили, что схема соединений вторичных обмоток трансформаторов тока «НЕПОЛНАЯ ЗВЕЗДА» с реле в нулевом проводе. (см. рисунок выше).

Как видно из векторной диаграммы, ток через реле равен току в фазе, т.е. коэффициент схемы единица.

Исходя из этого, прогрузили реле вторичным током.

Запустили электродвигатель. Через некоторое время произошел останов двигателя в результате срабатывания защиты. Никаких аварийных режимов не наблюдалось.

Стали разбираться. Оказалось один из трансформаторов тока (фаза С) перевернут. То есть маркировка выводов первичной обмотки трансформатора тока (часто она представляет собой просто шину) Л1 и Л2 направлена следующим образом Л2 в сторону секции шин (источник энергии), Л1 в сторону двигателя (нагрузка).

В этом случае происходит и переворот выводов вторичной обмотки трансформатора тока (И2 становится как бы началом обмотки, а И1 – концом ). Показано в скобках на рисунке   ниже.

То есть получается, что схема соединения вторичных обмоток трансформаторов тока меняется и превращается из «НЕПОНОЙ ЗВЕЗДЫ» в «РАЗНОСТЬ ТОКОВ» — когда начало вторичной обмотки одного трансформатора тока соединяется с концом вторичной обмотки другого, как показано на рисунке ниже.

И как видно из векторной диаграммы ток, протекающий через реле, гораздо больше ожидаемого. Действительно коэффициент схемы для соединения вторичных обмоток на «РАЗНОСТЬ ТОКОВ» составляет 1,73.

Вот почему произошло ложное срабатывание защиты при одном и том же первичном токе токи во вторичных цепях совершенно разные.

Вот в принципе и все.

Вывод: обращайте внимание на маркировку выводов обмоток трансформаторов тока. Кстати это может повлиять и на учет электроэнергии. И еще при монтаже старайтесь устанавливать трансформаторы тока единообразно, чтобы не возникало путаницы.

Желаю успехов.

Кстати поздравьте меня. Я сегодня в очередной раз подтвердил пятую группу по электробезопасности.             

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение Статьи

« Назад

Трансформатор тока, их применение и правильное подключение  18.06.2014 01:56

Назначение и применение

Трансформаторы – электротехнические устройства, широко применяемые как в производственной, так и в бытовой сфере. При этом различают категории  трансформаторов напряжения и трансформаторов тока.

Установка трансформатора тока осуществляется с целью преобразования значений переменного тока с высоких на первичной обмотке до малых на вторичной, что обеспечивает удобство и безопасность эксплуатации. Их используют при подключении приборов учета расхода электроэнергии (электросчетчиков) и других электроизмерительных приборов, а также устройств, обеспечивающих релейную защиту различных систем электроэнергетики.

Устройство и правильное подключение

Важнейшими конструкционными элементами трансформатора являются первичная и вторичная обмотки, а также магнитопровод, заключенные в единый корпус. При этом первичная обмотка выполняется обычно в один виток (обмотка более точных устройств имеет два витка), или представляет собой проходящую сквозь специальное окно силовую шину (трансформатор шинного исполнения).

Первичная обмотка подключается к источнику тока, вторичная –  непосредственно к измерительным приборам и другим потребителям, характеризуемым малым значениям внутреннего сопротивления.

С целью предотвратить неверное подключение и, как следствие, последующую неисправность трансформатора тока либо подключаемых устройств, выводы трансформаторов маркируются буквенными и цифровыми обозначениями, как это показано на нижеприведенной схеме. Начало и конец первичной обмотки обозначают как Л1 и Л2 (линия), а начало и конец вторичной обмотки — как И1 и И2 (измерение). Обмотку напряжения необходимо подключать к проводам «фаза» и «ноль». С этой целью между выводами Л1 и И1 устанавливают специальную перемычку, а нулевой провод подсоединяют к третьему зажиму.

Трансформатора тока (общая схема)

В высоковольтных трансформаторах тока напряжением 6-10 кВ и более устанавливается несколько групп вторичных обмоток, к одной из которых подключают устройство защиты, а к прочим, более точным, – приборы учета или измерения.

 

Вторичные обмотки трансформаторов тока при установке в три фазы соединяют по методу «Звезды» (рис.1), при двухфазной установке – по схеме «Неполной звезды» (рис. 2).

Чаще всего используются трансформаторы с номинальными значениями первичного  тока от 50 до 2000 А. Показатель вторичного тока в большинстве случаев составляет 5А.

Меры профилактики

Правильное подключение трансформатора тока – залог нормальной работы оборудования.

Электромонтаж цепей тока и напряжения должен производиться сообразно Правилам Устройства Электроустановок. Согласно нормативным документам, сечение медного провода в токовых цепях должно быть не менее 2,5 кв. мм, в цепях напряжения — не менее 1,5 кв.мм.

Вторичные цепи трансформаторов тока должны в обязательном порядке быть заземлены.  Это обеспечивает как сохранность самих приборов, так и безопасность людей.

 

Особенности эксплуатации

 

Каждый из трансформаторов тока должен обязательно подвергаться периодическим поверкам госповерителя и иметь на корпусе пломбу с соответствующим клеймом, а также отметку в техническом паспорте. Необходимо помнить об этом при установке нового трансформатора, следя за тем, чтобы на момент монтажа дата последующей госповерки не была просрочена. Поверка должна производиться регулярно, с интервалом в четыре-пять лет, в зависимости от марки трансформатора и его типа.

Принадлежность трансформатора к определенному классу предопределяет применение методики и установочного инструментария. Вместе с тем первичная установка или замена трансформатора тока регламентированы обязательными условиями работ, которые предусматривают соблюдение той или иной схемы подключения. Такие схемы могут различаться в зависимости от  требований организации, на которую производителем и поставщиком возложены вопросы компетенции в сфере генерации и доставки электроэнергии потребителям. В частности, ряд определенных различий имеют схемы подключения от Ленэнерго и Сбытовой компании.

Ленэнерго

Петербургская сбытовая компания

Самый простой и одновременно наиболее надежный вариант установки трансформатора в бытовых условиях — вызов электрика на дом. Это позволит, не нарушая нормативные требования, квалифицированно и в точном соответствии со всеми предписаниями выполнить весь комплекс монтажных и электротехнических работ.

Компания ЭлектроТехников предлагает Вам любые электромонтажные работы начиная с установки осветительных систем и заканчивая работами по автоматизации технических процессов:

 

Услуги электрика ( вызов электрика на дом )

Замена эл. счетчика

Ремонт проводки ( замена проводки )

Монтаж освещения

Установка эл. щита ( установка распределительного щита )

Установка розеток ( перенос розеток )

Проводка в квартирах ( проводка в коттеджах )

Слаботочные системы 

Монтаж теплого пола

Проектирование электроснабжения

Лабораторные испытания электроустановок

Электролаборатория 

Договор электроснабжения «под ключ»

 

 

Обслуживание

 

и другие услуги наш телефон: 333-43-16

 

 

Трансформаторы на электросхемах — Весёлый Карандашик

2013, Апрель 2 , Вторник

На мой взгляд, по количеству металла раритетные ламповые радиоприёмники или телевизоры превзойдут любую современную электро-радио технику. Грешно судить ‘предков’, но кто-то ещё помнит цветной ламповые телевизоры  ‘Рубин’, ‘Рекорд’, ‘Берёзка’, ‘Горизонт’,  которые угрожающе смотрели на хозяев, предупреждая о своём весе  в 61-63 кг, большую часть которой занимали трансформаторы.

Когда включаем нами любимые электроприборы в домашнюю электросеть, мы даже не догадываемся, что присутствующее напряжение в сети 220 вольт преобразовано(трансформировано) силовым электрическим трансформатором из более высокого напряжения, поступающего от другого распределительного трансформатора, который, в свою очередь, получает электричество через линии электропередачи(ЛЭП) от самой электростанции. Если включим домашний сварочный трансформатор или зарядное автомобильное устройство в сеть, то напряжение из 220 вольт будет трансформироваться в низкое, безопасное для нас.

А как работает трансформатор?

Что бы электрическая цепь, состоящая из набора элементов, потребителей и источника питания была действующей, она должна быть замкнутой, то есть электрический ток от одного полюса источника питания должен пройти через потребитель и вернуться на на другой полюс источника. У трансформатора входная сторона имеет два подключаемых конца-ввода. У нашей питающей электросети тоже два провода, которые мы и подключаем к вводным концам. Таким образом, мы запитываем электрический трансформатор, рабочее напряжение которого должно быть рассчитано на напряжение сети.

Получается рабочая электрическая цепь электросеть-трансформатор, точнее — выходная обмотка понижающего потребительского трансформатора  сети с выходным напряжением 220 вольт на первичную обмотку нашего, бытового трансформатора на 220 вольт. А так как в сети ток переменный, с частотой 50Гц, то  колебания тока посредством связи через обмотки трансформаторов  вызывают некую вибрацию металлического сердечника — магнитопровода электрического трансформатора, образовывая вокруг себя переменное электромагнитное поле. Когда поверх первичной обмотки, запитанной от сети в 220 вольт и размещённой на металлическом сердечнике, установить другую, вторичную обмотку, то можно получить переменное напряжение желаемой величины(к примеру: 12вольт), но той же частоты, что и в сети.

Таким образом, переменное напряжение электрической сети трансформируется в необходимое для нас по величине вторичное напряжение. Ко вторичной обмотке можно подключить автомобильную лампу на 12 вольт, с которой ничего плохого не случится. Тем более, первичная электрическая цепь(сеть 220 вольт + первичная катушка трансформатора) никак не соединена с другой(вторичная катушка 12 вольт + электролампа). В данном случае говорится о гальванической развязке, которая обезопасит нас и питаемое электрооборудование от опасного высокого напряжения сети. Есть трансформаторы и без гальванической развязки(автотрансформаторы), катушки у которого связаны между собой электрически(соединены).

А вот и ответ: трансформатор через расположенные  на магнитопроводе обмотки трансформирует, преобразует переменное напряжение посредством электромагнитной индукции или осуществляет гальваническую развязку между входной и питающей стороной.

Как изображается трансформатор на схеме.

В электротехнике и радиоэлектронике существует много разных видов и типов трансформаторов. Одни применяются строго в высокочастотных цепях, другие только в измерительной технике, а описываемые нами — большинство в быту и в бытовой аппаратуре.

Изображение обмотки трансформатора напоминает волнообразную линию, у которой одна сторона волны остроконечная. В последнее время обмотку изображают в виде прямоугольника с отводами по краям. Начало обмотки обозначается толстой жирной точкой. Если трансформатор магнитоэлектрический — с сердечником, то между параллельно указанными катушками рисуется сердечник, в виде чёрного закрашенного  прямоугольника.

На однолинейных схемах изображение трансформатора выполняется в виде смещения относительно друг-друга с наложением двух окружностей.

Существуют трансформаторы регулируемые и не регулируемые, с дополнительными отводами и секциями, с сердечниками и без таковых, трансформаторы тока и напряжения. Но при всех типах трансформатора всегда на схеме присутствует изображение обмотки — волнообразная линия или прямоугольник с отводами.

Обозначение на схеме используется латинской буквой T, хотя, она аналогична и кирилице. Рядом с литерой Т ставится буквенный символ, указывающий на тип электрического трансформатора.

К примеру: А — TA(трансформатор тока), V — TV(трансформатор напряжения), UV — TUV(трансформатор регулировочный).

Следует запомнить, что нарисованные параллельно или по одной оси обозначения катушек с указанием сердечника или без него и есть общее схематичное изображение трансформатора.


«Трансформаторы на электросхемах»

Таким образом, переменное напряжение электрической сети трансформируется в необходимое для нас по величине вторичное напряжение. Ко вторичной обмотке можно подключить автомобильную лампу на 12 вольт, с которой ничего плохого не случится. Тем более, первичная электрическая цепь(сеть 220 вольт + первичная катушка трансформатора) никак не соединена с другой(вторичная катушка 12 вольт + электролампа). В данном случае говорится о гальванической развязке, которая обезопасит нас и питаемое электрооборудование от опасного высокого напряжения сети. Есть трансформаторы и без гальванической развязки(автотрансформаторы), катушки у которого связаны между собой электрически(соединены).

Игорь Александрович

«Весёлый Карандашик»

Назначение, устройство и схема трансформаторов тока

Автор Фома Бахтин На чтение 3 мин. Просмотров 7.2k. Опубликовано Обновлено

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Трансфоматоры тока- устройство и сборка схемы.


Работа и устройство трансформаторов тока.


Трансформаторы тока. Подключение. Ассортимент


13.Схемы соединения трансформаторов тока и реле.

 

Схемы соединения трансформаторов тока и реле

 

В схемах с включением реле на полные токи фаз токи в реле Iр в общем случае отличаются от вторичных фазных токов I измери­тельных преобразователей. Это отличие характеризуется коэффи­циентом схемы

kcx =Iр/I,

который может зависеть от режима ра­боты защищаемого элемента. Если ток I выразить через первич­ный ток I и коэффициент трансформации KI измерительного пре­образователя, то

kcx = Iр *KI / I.

Это соотношение справедливо так­же для тока срабатывания реле Iс.р и тока срабатывания защиты Iс.з, т. е.

kcx =Iс.р*KI/Iс.з.

 При определении токов срабатывания обычно рассматривается симметричный режим. В этом случае ко­эффициент схемы обозначают как.

 

Применяются следующие схемы:

 

1. Трехфазная схема соединения в полную звезду.

 

Имеется три трансформатора в каждойц фазе.

Достоинства.

1.     Реагирует на все виды однофазных и многофазных КЗ.

2.     Равная чувствительность схемы при всех видах КЗ. 

3.     Коэффициент схемы равен 1.

Недостатки

1.     Большое количество оборудования.

2.     Возможность неселективного действия при КЗ на землю разных фаз в двух точках сети с изолированной нейтралью.

 

2.     Двухфазная двухрелейная схема соединения в неполную звезду.

Достоинства.

1. Схема реагирует на все виды КЗ за исключением КЗ на землю фазы в который TA не установлен, поэтому данная схема применяется для междуфазных защит.

2. Коэффициент схемы равен 1.

Недостатки.

1. Коэффициент чувствительности в некоторых случаях может быть в два раза меньше чем у схемы полной звезды. Например, при КЗ за трансформатором, с соединением обмоток Y-D или  D- Y.

3. Схема на разность токов двух фаз.

 

 

Ток реле равен геометрической разности токов двух фаз

Достоинство.

1.     Экономичность. Используется только одно реле.

Недостатки.

1.     Различная чувствительность при различных видах КЗ.

2.     Данная схема отказывает в действии при некоторых вида двухфазных КЗ.

 

4. Трехфазная схема соединения ТА в полный треугольник, а реле — в полную звезду.

Схема используется в дифференциальных защитах.

Токи в обмотках реле равены геометрической разности фазных токов.

Коэффициент схемы равен .

Недостатки.

Схема имеет неодинаковую чувствительность к различным видам КЗ. Чувствительность минимальна при однофазных и двойных КЗ.

Во всех этих схемах измерительные органы включают на пол­ные токи фаз.

Применяются также схемы включения на составляющие токов нулевой и обратной последовательности. В этих схемах реле подключается к  фильтрам тока нулевой и обратной последовательностей.

 

5. Схема соединения реле на сумму токов трех фаз.

Схема используется для защиты от замыканий на землю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения трансформаторов тока.

ТКЛ -3                ТПОЛМ-10     К- катушечный         Ш- шинный

ТПЛ-10               ТШЛ-10          Л- с литой изоляцией  М-масло

ТПОЛ-10            ТШЛП-10       П- проходной         У- усиленный

ТПЛУ-10             ТПШЛ-10   О – одновитковый,  Число – напряжение в кВ.

 

Трансформатор тока

и трансформатор напряжения, принципиальная схема, рабочая

Привет, ребята, добро пожаловать в мой блог. В этой статье я расскажу о трансформаторе тока и трансформаторе напряжения, принципиальную схему трансформатора тока и трансформатора напряжения, почему вторичная сторона трансформатора тока не должна быть открыта и т. Д.

Если вам нужна статья по другим темам, оставьте комментарий ниже в поле для комментариев. Вы также можете поймать меня в Instagram — Четан Шидлинг.

Также читайте:

  1. Разница между линиями передачи LT, HT и используемыми проводниками.
  2. Разница между единством, запаздыванием, опережающим коэффициентом мощности, определением.
  3. Импульсный реактивный двигатель (SRM), конструкция, работа, система привода.

Трансформатор тока и трансформатор напряжения

Измерительные трансформаторы предназначены для преобразования напряжения или тока высоких значений в системах передачи и распределения в низкие значения, которые могут использоваться устройствами измерения низкого напряжения.Измерительный трансформатор также изолирует схемы защиты, измерения и управления от высоких токов или напряжений, присутствующих в измеряемых или проверяемых схемах. Существует два типа измерительных трансформаторов, оба приведены ниже:

  1. Трансформатор тока
  2. Трансформатор потенциала

Трансформатор тока (ТТ) вместе с трансформатором напряжения (ТН) признается измерительными трансформаторами.

Трансформатор тока

Трансформатор тока (ТТ) используется для анализа электрических токов.В то время как ток в цепи также высок для прямого подключения к измерительным приборам, трансформатор тока обеспечивает пониженный ток, точно пропорциональный току в цепи, который можно удобно подключить к регистрирующим и измерительным приборам. Он используется вместе с устройствами измерения тока, его первичная обмотка предназначена для последовательного включения с линией.

Важно, чтобы полное сопротивление первичной обмотки было как можно меньше. Количество витков вторичной обмотки больше, чем у первичной.Отношение первичного тока к вторичному обратно пропорционально отношению витков первичной обмотки к вторичному. Этот трансформатор обычно является повышающим трансформатором с точки зрения соотношения витков первичной и вторичной обмоток.

В трансформаторе тока сопротивление нагрузки или нагрузка на вторичную обмотку намного меньше, поэтому трансформатор тока работает в условиях короткого замыкания. Ток во вторичной обмотке зависит от тока, протекающего в первичной обмотке. Трансформатор тока дополнительно изолирует измерительные приборы от очень высокого напряжения в контролируемой цепи.Трансформатор тока обычно используется в реле измерения и защиты в электроэнергетике.

Как показано на рисунке, первичная обмотка трансформатора включена последовательно с линией, по которой проходит большой ток. Вторичная обмотка трансформатора состоит из большого количества витков тонкой проволоки с малой площадью поперечного сечения. Он подключен к катушке амперметра нормального диапазона.

Трансформатор — это, прежде всего, повышающий трансформатор, повышающий напряжение от первичной к вторичной.Таким образом, он снижает ток от первичной до вторичной. С текущей точки зрения конструкции это понижающий трансформатор. В конструкции класса с обмоткой первичная обмотка намотана на сердечник более чем на один полный оборот. В модельном трансформаторе тока с низковольтной обмоткой вторичная обмотка намотана на бакелитовый формирователь.

Массивная первичная обмотка наматывается непосредственно на верхнюю часть вторичной обмотки с надлежащей изоляцией между ними. В противном случае первичную обмотку наматывают полностью отдельно, а затем отводят подходящим изоляционным материалом и соединяют с вторичной обмоткой на сердечнике.В конструкции стержневого типа первичная обмотка представляет собой стержень подходящего размера. Он проходит через центр полого металлокорда. Пруток может иметь круглое или прямоугольное сечение. На этот сердечник намотана вторичная обмотка.

Почему вторичная обмотка трансформатора тока не должна быть открыта?

Вторичная обмотка трансформатора тока не должна оставаться разомкнутой. Либо они должны быть закорочены, либо должны быть подключены последовательно с катушкой с низким сопротивлением, например, токовые катушки ваттметра, катушка амперметра и т. Д.Если оставить его открытым, ток через вторичную обмотку позже станет нулевым, следовательно, ампер-витки, обеспечиваемые вторичной обмоткой, которые обычно противостоят первичным ампер-виткам, становятся равными нулю. Поскольку нет ни противодействующей магнитодвижущей силы (MMF), ни противодействующей первичной MMF (ампер-витки), он обеспечивает высокий магнитный поток в сердечнике.

Это приводит к чрезмерным потерям в сердечнике и чрезмерному нагреву сердечника. Подобным образом большая электродвижущая сила будет создаваться на первичной и вторичной сторонах. Это может повредить изоляцию обмотки.Обычно трансформатор тока заземляют на вторичной обмотке, чтобы избежать риска поражения оператора электрическим током.

Поэтому никогда не размыкайте цепь вторичной обмотки трансформатора тока, пока его первичная обмотка находится под напряжением. Следовательно, большая часть трансформатора тока имеет перемычку короткого замыкания или переключатель на клеммах вторичной обмотки. Когда первичная обмотка должна быть под напряжением, перемычка короткого замыкания должна быть замкнута, чтобы не было риска разрыва вторичной цепи.

Трансформатор потенциала

Его также называют трансформатором напряжения (ТН).Трансформатор напряжения используется для измерения высоких напряжений с помощью вольтметра низкого диапазона. Как первичная, так и вторичная обмотки изготовлены из высококачественной стали, обмотка низкого напряжения расположена рядом с заземляющим сердечником, а обмотка высокого напряжения находится снаружи. Они снижают напряжение до разумного рабочего значения. Первичная обмотка состоит из большого количества витков, а вторичная — из меньшего.

Первичная обмотка подключается к линии высокого напряжения, а вторичная обмотка подключается к катушке вольтметра нижнего диапазона.Подключение трансформатора напряжения показано на рисунке. Трансформатор напряжения всегда понижающий трансформатор

.

Измеряемое напряжение подключается к первичной обмотке, имеющей большое количество витков, и подключается по цепи. Вторичная обмотка с очень меньшим числом витков магнитно связана с первичной обмоткой через магнитную цепь. Передаточное число регулируется таким образом, чтобы вторичное напряжение составляло 110 В, когда к первичному подключено полное номинальное первичное напряжение.

Разница между трансформатором тока и потенциала

SI. No. Трансформатор тока Трансформатор потенциала
01 Это повышающий трансформатор. Это понижающий трансформатор.
02 Обмотка проходит полный ток. Обмотка находится под полным напряжением.
03 Первичный ток не зависит от условий
вторичной цепи.
Первичный ток зависит от состояния
вторичной цепи.
04 Вторичная обмотка никогда не должна открываться.
Это должно быть короткое замыкание.
Вторичная обмотка почти разомкнута.
цепь.

Преимущества трансформатора тока и трансформатора напряжения

01. Вольтметр и амперметр могут использоваться с этими трансформаторами для измерения высокого напряжения и тока.

02. Рейтинг нижнего диапазона можно зафиксировать независимо от измеряемого значения высокого напряжения или тока.

03. Их можно использовать для управления многими видами защитных устройств, например реле.

04. Эти трансформаторы изолируют измерения от цепей высокого напряжения и тока. Это обеспечивает безопасность оператора и делает работу с оборудованием очень простой и безопасной.

Недостатки трансформатора тока и трансформатора напряжения

Единственным недостатком этих измерительных трансформаторов является то, что они используются для a.c. цепей, но не для постоянного тока схемы.

Я надеюсь, что эта статья может вам всем очень помочь. Если у вас есть сомнения по поводу статьи «Трансформатор тока и трансформатор напряжения», оставьте комментарий ниже. Спасибо за чтение.

Также читайте:

  • 10 шагов для подготовки к трудоустройству и получения высокой годовой зарплаты
  • 10 советов по обслуживанию батареи для длительного срока службы
  • 10 советов, как сэкономить на счетах за электроэнергию, сэкономить деньги за счет экономии электроэнергии
  • 100+ Electrical MCQ для интервью
  • 200+ Проекты электромобилей для инженеров, MTech, Ph.Д., Диплом
  • 50 советов по экономии электроэнергии дома, в магазине, в промышленности, офисе
  • 50+ Вопросы и ответы по подстанции, вопрос по электрике
  • 500+ Идеи проектов Matlab Simulink для инженеров, MTech, диплом
  • Активная балансировка ячеек с использованием имитации обратноходового преобразователя в Matlab Simulink
  • Основы электротехники, термины, определения, единицы СИ, формула
  • Базовый тест по электрике, пройдите онлайн-тест по основному электричеству, тест по электричеству
  • Лучшее инженерное направление для будущего
  • Лучший инвертор и аккумулятор для покупки в 2021 году
  • Лучшие языки программирования для инженеров-электриков
  • Двигатель BLDC, преимущества, недостатки, применение, работа
  • Блок-схема системы управления батареями (BMS)
  • Карьерные возможности для инженеров-электриков
  • Потолочный вентилятор работает, цена, почему используется конденсатор
  • Расчет номинала автоматического выключателя
  • Сравнение внутренней и внешней подстанции, достоинства и недостатки

Я энтузиаст обучения, блоггер, ютубер, специалист по цифровому маркетингу, фрилансер и создатель контента.Мне всегда нравится делиться своими знаниями через блоги, Instagram и YouTube.

Установите пользовательское содержимое вкладки HTML для автора на странице профиля

Трансформатор тока

Почти все защитные реле переменного тока в различных системах защиты срабатывают током, подаваемым трансформаторами тока. Это непростой способ измерить переменный ток большой величины амперметрами с малым диапазоном. А также реле должны быть рассчитаны на высокие токи, чтобы срабатывать при этих высоких переменных токах.Следовательно, трансформатор тока выполняет преобразование тока из сильных токов в измеримый диапазон токов. Конкретное применение трансформаторов тока связано с различными соображениями, такими как тип механической конструкции, соотношение первичного и вторичного токов, тип изоляции (масляная или сухая), тепловые условия, точность, тип обслуживания и т. Д.

Трансформаторы тока (ТТ) )

Это тип преобразователя тока, который выдает ток во вторичной обмотке, пропорциональный по величине току, протекающему через первичную обмотку.Они используются для преобразования высоких токов от силовой цепи в измеримый диапазон токов приборов и устройств управления. Кроме того, они обеспечивают изоляцию амперметров, других измерительных приборов и устройств управления от силовых цепей высокого напряжения. Это самый дешевый и простой метод измерения тока, превышающий диапазон цифровых измерителей и лопастных измерителей с подвижной катушкой.

Первичная обмотка трансформатора тока состоит из одного или нескольких витков с большой площадью поперечного сечения и соединена последовательно с цепью, в которой должен измеряться ток.В трансформаторах тока стержневого типа первичная обмотка имеет только один виток, что означает, что сам проводник действует как первичная обмотка. Вторичная обмотка выполнена из большого количества витков тонкой проволоки с малой площадью поперечного сечения. Эта обмотка подключена либо к рабочей катушке реле, либо к катушке тока инструментов, как показано на рисунке. Очень часто трансформаторы тока конструируются таким образом, что вторичные клеммы выдают ток 5 А или 1 А при полном или номинальном первичном токе.

В начало

Принцип работы трансформаторов тока

Трансформатор тока работает аналогично обычному силовому трансформатору.ТТ в основном представляют собой повышающие трансформаторы напряжения, с другой стороны, это понижающие трансформаторы с учетом тока. Это связано с тем, что на стороне высокого напряжения ниже будет ток, а на стороне низкого напряжения ток выше. Когда первичная обмотка трансформатора тока находится под напряжением, амперные витки первичной стороны создают магнитное поле в сердечнике. Эта связь магнитного потока с вторичной обмоткой индуцирует ЭДС, и эта ЭДС управляет током во вторичной обмотке трансформатора тока. Ток во вторичной обмотке пытается уравновесить ампер-витки первичной обмотки.Следовательно, соотношение между первичной и вторичной обмоткой задается как

I1N1 = I2N2

I1 / I2 = N2 / N1

I1 / I2 = n

Это называется коэффициентом трансформации трансформатора тока.

Где I1 и I2 — первичный ток и вторичный ток соответственно.

N1 и N2 — первичные витки и вторичные витки соответственно, а

n — отношение витков вторичной обмотки к первичной.

Трансформатор тока

В качестве примера типичный трансформатор тока от 100 до 5 А имеет номинальное отношение одного витка первичной обмотки к 20 виткам вторичной обмотки или 1:20.Из приведенного выше уравнения, зная вторичный ток амперметра и соотношения тока, мы можем легко определить ток, протекающий через первичную обмотку, которая подключена к основной линии. В силовом трансформаторе первичный ток зависит от вторичного тока. В отличие от этого, первичная обмотка трансформатора тока подключена непосредственно последовательно с силовой цепью, а падение напряжения на ней намного меньше, и, следовательно, первичный ток не зависит от вторичного тока.

Следует отметить, что вторичная обмотка ТТ не должна оставаться открытой, пока первичная обмотка находится под напряжением.Если вторичная обмотка остается открытой, вторичный ток становится равным нулю, но практически витки вторичной обмотки противоположны виткам первичной обмотки. Следовательно, не встречный первичный mmf создает большой магнитный поток в сердечнике, поскольку нет встречного вторичного mmf. Это приводит к большим потерям в сердечнике и, таким образом, увеличивает нагрев сердечника. Кроме того, это вызывает высокие ЭДС как на первичной, так и на вторичной стороне, что приводит к повреждению изоляции. Следовательно, очень важно, чтобы вторичная обмотка была подключена последовательно к токовым катушкам с низким сопротивлением прибора или просто закорочена.А также, чтобы избежать опасности поражения электрическим током, вторичная сторона должна быть заземлена. На практике трансформаторы тока снабжены переключателем короткого замыкания на клеммах вторичной обмотки.

В начало

Конструкция трансформаторов тока

Конструкция трансформатора тока может быть намотанной или стержневой. ТТ с обмоткой аналогичен обычному двухобмоточному трансформатору. Первичная обмотка состоит из более чем одного полного витка или нескольких витков, намотанных на сердечник.Для трансформаторов тока низкого напряжения с обмоткой вторичные витки намотаны на бакелитовый каркас и с соответствующей изоляцией между ними, первичная обмотка непосредственно намотана на верхнюю часть вторичной обмотки. В зависимости от конструкции сердечника это могут быть ТТ кольцевого, прямоугольного или оконного типа. В трансформаторе тока стержневого типа первичная обмотка представляет собой не что иное, как одиночный стержень, который проходит через центр сердечника, образуя одновитковую первичную обмотку.

Плотность магнитного потока, используемая в трансформаторах тока, намного меньше, чем у силовых трансформаторов.Поэтому материалы сердечника выбираются таким образом, чтобы они обеспечивали низкое сопротивление, низкие потери в сердечнике, а также работали с низкими плотностями магнитного потока. Поскольку кольцевые сердечники имеют меньше стыков и прочны, они обладают низким сопротивлением. Обычные материалы, используемые для сердечников, включают горячекатаную кремнистую сталь, холоднокатаную кремнистую сталь с ориентированным зерном и никелевые сплавы железа. Для высокоточного измерения сердечник CT изготовлен из легированной стали очень высокого качества, называемой мукомольной мукой. Для обеспечения изоляции используются лак и ленточные материалы для малых линейных напряжений.Но для высоких линейных напряжений используются трансформаторы тока с компаундом или маслом. В случае трансформаторов тока, используемых при передаче более высоких напряжений, для изоляции между вторичными обмотками и проводниками высокого напряжения используется бумага, пропитанная маслом. Опять же, такие CT могут быть построены в форме живых и мертвых резервуаров.

В начало

Типы трансформаторов тока

Трансформаторы тока подразделяются на различные типы в зависимости от таких факторов, как тип использования, напряжение в цепи, способ монтажа и т. Д.Некоторые из этих типов включают

Внутренние трансформаторы тока

Они обычно используются для цепей низкого напряжения и далее подразделяются на трансформаторы с обмоткой, стержневые и оконные трансформаторы. Как и обычный трансформатор, трансформатор с обмоткой имеет как первичную, так и вторичную обмотки. Они используются при очень низких отношениях тока, например, в суммирующих приложениях. Из-за более высоких значений ампер-витков первичной обмотки с помощью этих трансформаторов тока можно достичь высокой точности. ТТ стержневого типа состоит из первичного стержня, который является неотъемлемой частью ТТ с вторичными сердечниками.Точность трансформатора тока стержневого типа снижается из-за намагничивания сердечника, для которого требуется большая часть общего числа ампер-витков при низких номинальных токах. ТТ оконного типа устанавливаются вокруг первичного проводника (или линейного проводника), поскольку они не имеют первичной обмотки. Это наиболее распространенные трансформаторы тока, доступные в конструкциях со сплошным и разъемным сердечником. Перед установкой ТТ со сплошным окном первичный провод должен быть отключен, в то время как в случае разъемного сердечника его можно установить непосредственно вокруг проводника, не отсоединяя его.

трансформаторы тока

Вернуться к началу

Трансформаторы тока наружной установки

Они обычно используются для цепей с более высоким напряжением, таких как распределительные станции и подстанции. Эти трансформаторы тока снабжены изоляцией из масла или элегаза. По сравнению с маслонаполненными трансформаторами тока трансформаторы тока с элегазовой изоляцией легче по весу. Верхний бак подключен к первичному проводу, и поэтому они называются трансформаторами тока под напряжением. Втулки малого диаметра используются, поскольку первичный проводник и резервуар имеют одинаковый потенциал.Этот бак установлен на изолирующей конструкции, как показано на рисунке. В основании вторичные клеммы расположены в клеммной коробке. Также в основании предусмотрена клемма заземления.

OutdoorCurrentTransformer

Для многоскоростных трансформаторов тока первичная обмотка имеет разъемный тип. Таким образом, на баке предусмотрены отводы для первичной обмотки. Используя эти трансформаторы, можно получить переменный коэффициент тока с отводами на первичной или вторичной обмотке. Когда применяется ко вторичной обмотке, рабочие ампер-витки изменяются, когда прикладываются к первичной обмотке, большая часть медного пространства остается неиспользованной, за исключением самого нижнего диапазона.

В начало

Втулочные трансформаторы тока

ТТ с проходным изолятором также похож на трансформатор тока стержневого типа, в котором сердечник и вторичная обмотка установлены вокруг первичного проводника. Вторичная обмотка намотана на сердечник круглой или кольцевой формы, который устанавливается в высоковольтный ввод силовых трансформаторов, выключателей, генераторов или распределительных устройств. Проводник проходит через втулку, действующую как первичную обмотку, а сердечник расположен так, чтобы окружать изолирующую втулку.Из-за меньшей стоимости трансформаторы тока с вводом в основном используются для реле в цепях высокого напряжения.

Вводные трансформаторы тока

В начало

Переносные трансформаторы тока

Это трансформаторы тока с высокой прецессией, используемые для высокоточных амперметров и анализаторов мощности. Это могут быть переносные трансформаторы тока с разъемным сердечником, гибкие и с фиксатором. Типичный диапазон измерения тока портативного трансформатора тока составляет от 1000 до 1500 А, а также эти трансформаторы тока обеспечивают изоляцию измерительных приборов от цепей высокого напряжения.

Переносные трансформаторы тока

В начало

Ошибки в трансформаторе тока

В идеальном трансформаторе тока соотношение первичного и вторичного тока точно равно отношению вторичного и первичного витков, а также токи в каждой обмотке дают равные миллисекунды в точном анти- фаза. Однако на практике коэффициент тока отличается от коэффициента передачи, а также существует определенный фазовый угол между ними от противостояния. Они называются ошибками соотношения и ошибками фазового угла.В случае трансформаторов тока, которые используются для высокоточного измерения и измерения, эти ошибки должны быть как можно меньше.

Рассмотрим векторную диаграмму трансформатора тока, показанную ниже,

, где

Io = ток холостого хода

Im = намагничивающая составляющая тока холостого хода

Ie = Ваттная составляющая тока холостого хода

Es и Ep = индуцированные напряжения во вторичной и первичной обмотках соответственно

Np и Ns = Количество витков в первичной и вторичной обмотках соответственно

Ip и Is = Первичный ток и вторичный ток

Rs = Сопротивления вторичной обмотки

Xs = Реактивное сопротивление вторичной обмотки

β = фазовая погрешность

n = коэффициент трансформации = N2 / N1

Для поддержания возбуждения железного сердечника трансформатор тока потребляет первичный ток.Этот ток возбуждения состоит из двух компонентов: намагничивающей составляющей и ваттной составляющей, как показано на рисунке. ЭДС, наведенная во вторичной обмотке, передает вторичный ток через нагрузку и из-за собственного сопротивления и реактивного сопротивления вторичной обмотки вызывает падение напряжения во вторичной обмотке. В приведенном выше векторном изображении I2 относится к первичной обмотке (показано пунктирной линией), поэтому существует угол бета между первичным и вторичным токами.

Ошибка соотношения

В приведенном выше векторе I1 или первичный ток состоит из составляющей тока возбуждения.Следовательно, рассматривая треугольник OBC, мы можем получить фактическую ошибку соотношения в терминах компонентов вектора I2, Io (в свою очередь, это зависит от компонентов намагничивания и мощности) и I1. Кроме того, вторичный ток зависит от сопротивления и реактивного сопротивления обмотки, а также от коэффициента мощности нагрузки. Но номинальный или номинальный ток в точности равен отношению вторичного к первичному виткам. Следовательно, погрешность коэффициента трансформации трансформатора тока определяется как отклонение фактического коэффициента преобразования от номинального.

Ошибка по току или коэффициенту = (Номинальное отношение — Фактическое отношение) / Фактическое отношение

= (Kn — R) / R × 100%

Погрешность фазового угла

В идеальном трансформаторе тока вторичный ток должен смещаться точно на 180 градусов от первичного тока. Другими словами, между первичным током и обратным вторичным током должен быть нулевой фазовый угол. На приведенной выше векторной диаграмме обратный вторичный ток опережает первичный ток на определенный угол, следовательно, вносит фазовую ошибку.Если обратный вторичный ток отстает от первичного тока, сдвиг фаз отрицательный, тогда как он опережает, фазовый угол положительный.

Чтобы уменьшить эти ошибки в ТТ, ток возбуждения или ток холостого хода должен быть небольшим, а также малым должен быть угол нагрузки вторичной нагрузки. Для выполнения этих требований сердечник должен иметь низкие потери в сердечнике и низкое сопротивление, чтобы минимизировать ваттные и намагничивающие компоненты возбуждающего тока. Кроме того, уменьшение количества витков во вторичной обмотке и уменьшение импеданса вторичной обмотки приводит к минимуму этих ошибок.

Вернуться к началу

Применения трансформаторов тока

Трансформаторы тока используются в широком спектре приложений, начиная от управления энергосистемой и заканчивая точным измерением тока в промышленных, медицинских, автомобильных и телекоммуникационных системах. Некоторые из приложений включают

  • Расширение диапазона измерительных приборов, таких как амперметр, счетчик энергии, счетчики кВА, ваттметр и т. Д.
  • Дифференциальные системы защиты от циркулирующего тока.
  • Дистанционная защита в системах передачи электроэнергии.
  • Защита от перегрузки по току.

Вернуться к началу

Трансформатор тока: конструкция и принципы работы

— Реклама —

Трансформатор тока — это инструмент, который используется для преобразования тока из большего значения в пропорциональный выход на меньшее значение. Он преобразует ток высокого напряжения в ток низкого напряжения, благодаря чему сильный ток, протекающий по линиям передачи, надежно контролируется амперметром.

Что такое трансформатор тока?

Трансформатор тока (C.T) — это разновидность «измерительного трансформатора», который предназначен для генерации переменного тока во вторичной обмотке, который связан с током, измеряемым в его первичной обмотке. Трансформаторы тока снижают значения высокого напряжения до гораздо более низкого тока и предоставляют удобный метод безопасного измерения фактического электрического тока, протекающего в линии передачи переменного тока, с использованием стандартного амперметра.Принцип работы стандартного трансформатора тока умеренно отличается от обычного трансформатора напряжения.

Трансформатор тока используется в устройствах переменного тока, счетчиках или контрольных приборах, где измеряемый ток имеет такую ​​величину, что измерительную катушку или измеритель невозможно создать с помощью адекватной пропускной способности по току.

В отличие от силового трансформатора или трансформатора напряжения, трансформатор тока включает только один или очень мало витков в качестве первичной части.Эта первичная часть может быть либо простым плоским витком, либо катушкой из прочной проволоки, намотанной вокруг сердечника, либо просто шиной или проводником, пропущенным через центральное отверстие.

Исходя из этой формы конфигурации, трансформатор тока всегда вводится как «последовательный трансформатор», поскольку первичная секция, у которой никогда не бывает более нескольких витков, соединена последовательно с токонесущим проводником, обеспечивающим нагрузку.

Первичный ток и вторичный выход трансформаторов тока связаны друг с другом.Трансформатор тока используется для измерения тока высокого напряжения из-за сложности недостаточной изоляции самого счетчика. Трансформатор тока используется в счетчиках для измерения тока до 100 А.

Вторичная часть, однако, может иметь большое количество катушек, намотанных на многослойный компонент из магнитного материала с низкими потерями. Этот компонент имеет большую область поперечного сечения, так что создаваемая плотность магнитного потока низкая, при этом используется зонный провод с гораздо меньшим поперечным сечением, в зависимости от того, насколько ток должен быть понижен, поскольку он хочет создать постоянный ток, не связанный с подключенная нагрузка.

Вторичная часть будет подавать ток на резистивную нагрузку или на короткое замыкание в форме амперметра до тех пор, пока напряжение, генерируемое во вторичной обмотке, не станет достаточно высоким, чтобы насыщать сердечник или привести к отказу из-за дополнительного пробоя напряжения.

В отличие от трансформатора напряжения, первичный выход трансформатора тока не связан с током вторичной нагрузки, а определяется внешней нагрузкой. Вторичный выход обычно рассчитан на 1 А или 5 А для большего номинального тока первичной обмотки.

Что такое трансформатор тока (Ссылка: electronics-tutorilas.ws )

Существует три основных типа трансформаторов тока: тороидальные, обмотанные и стержневые.

Тороидальные трансформаторы тока: без первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой проходит ток, протекающий в системе, проходит через отверстие или окно в тороидальном трансформаторе. Некоторые трансформаторы тока содержат «разъемный сердечник», который позволяет их открывать, устанавливать и закрывать без отключения системы, к которой они присоединены.

Трансформаторы тока с обмоткой: первичная секция трансформатора физически сконфигурирована последовательно с проводником, по которому протекает обнаруженный ток, протекающий в системе. Величина вторичного выхода зависит от коэффициента трансформации инструмента.

Трансформаторы тока стержневого типа: в этой форме трансформаторов тока используется фактический провод или шина главной цепи в качестве первичной части, которая идентична однооборотной. Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения системы и обычно прикрепляются болтами к токоведущему компоненту.

Трансформаторы тока могут понижать или понижать уровни с тысяч ампер до нормального выходного сигнала с известным коэффициентом до 1 А или 5 А для стандартной функции. Таким образом, с трансформаторами тока могут применяться точные и небольшие приборы и устройства контроля, поскольку они изолированы от любых высоковольтных линий электропередач. Существует несколько измерительных корпусов и применений для трансформаторов тока, таких как измерители коэффициента мощности, ваттметры, защитные реле, счетчики ватт-часов или в качестве катушек отключения в автоматических выключателях или магнитных выключателях.

Конструкция трансформатора тока

Центр трансформатора тока сосредоточен слоем кремнистой стали. Mumetal или Permalloy используются для изготовления стержней с высокой степенью точности. Первичная часть трансформаторов тока проходит через измеряемый ток и подключается к главной цепи. Вторичные обмотки трансформатора пропускают ток, пропорциональный измеряемому току, и он подключается к токовым обмоткам счетчиков или приборов.Посетите здесь, чтобы узнать больше о конструкции трансформатора тока.

Первичная и вторичная части изолированы от жил и друг от друга. Первичная часть представляет собой простую витковую обмотку (также представленную как первичную шину) и несет ток полной нагрузки, в то время как вторичная часть трансформаторов имеет несколько витков.

Конструкция трансформатора тока (Ссылка: circuitglobe.com )

Уровень первичного и вторичного выходов представлен как коэффициент трансформатора тока системы.Норма тока трансформатора обычно высока. Значения вторичного тока составляют порядка 0,1 A, 1 A и 5 A. Необычные значения первичного тока отличаются от 10 A до 3000 A или более. Символическое обозначение трансформатора тока представлено на рисунке ниже.

Представление трансформатора тока (Ссылка: circuitglobe.com )

Подробнее о Linquip

Типы трансформаторов: статья о различиях конструкции и конструкции трансформаторов

Принцип работы трансформатора тока

Принцип работы трансформатор тока особенно отличается от силового трансформатора.Полное сопротивление нагрузки или нагрузка на вторичный компонент умеренно отличается от типов мощности в трансформаторе тока. Следовательно, трансформатор тока работает на основе состояний вторичной цепи.

Нагрузка на нагрузку

Нагрузка на трансформатор тока — это величина нагрузки, генерируемой во вторичной обмотке. Он представлен как выходной сигнал в ВА (вольт-амперы). Номинальная нагрузка на нагрузку может быть рассчитана как значение нагрузки, указанное на паспортной табличке трансформатора тока.Номинальная нагрузка системы — это напряжение и ток на вторичной обмотке, когда трансформатор тока поддерживает реле или прибор с его максимальной номинальной величиной тока.

Уравнение трансформатора тока

В общем, трансформаторы тока и амперметры используются вместе как особая пара, в которой модель прибора такова, что подает максимальный вторичный ток, контролируемый полным отклонением амперметра. Приблизительный уровень обратных витков существует между двумя токами в большинстве трансформаторов тока во вторичной и первичной обмотках.Вот почему калибровка ТТ обычно применяется для амперметра особого типа.

Большинство трансформаторов тока имеют номинальный ток вторичной обмотки 5 А, при этом вторичный и первичный токи представлены в виде отношения, например 5/100. Это означает, что первичный ток в 20 раз выше, чем вторичный, поэтому, когда 100 ампер движутся по первичному проводнику, это приведет к генерации 5 ампер во вторичной обмотке. Трансформатор тока, скажем, 5/500 будет создавать 5 ампер во вторичной обмотке и 500 ампер в первичной части, что в 100 раз больше.

Вторичный выход можно создать намного ниже, чем ток в первичной обмотке, увеличив количество измеряемых вторичных обмоток, Ns, потому что по мере увеличения Ns Is (ток вторичной части) уменьшается на соответствующую величину. Другими словами, ток и количество витков во вторичной и первичной обмотках пропорциональны обратной форме.

Трансформатор тока, как и любой другой тип трансформатора, должен удовлетворять формуле ампер-виток. Это передаточное число равно:

T.R = n = \ frac {{N} _ {P}} {{N} _ {S}} = \ frac {{I} _ {S}} {{I} _ {P}}

из которых получаем:

Вторичный ток, {I} _ {S} = {I} _ {P} (\ frac {{N} _ {P}} {{N} _ {S}})

Скорость тока будет определять соотношение витков, и, поскольку первичная обмотка обычно включает в себя один или два витка, тогда как вторичная обмотка может включать несколько сотен витков, скорость между первичной и вторичной обмоткой может быть относительно большой. Например, предположим, что сила тока первичной части составляет 100 А, а вторичная обмотка имеет нормальную скорость 5 А.Типы 100 к 5 и 20 к 1 являются наиболее распространенными формами существующей трансформации на рынке.

Однако следует учитывать, что трансформатор тока, представленный как 100/5, не идентичен трансформатору, выраженному как 20/1 или делениям 100/5. Это связано с тем, что соотношение 100/5 представляет собой «номинальный входной / выходной ток», а не практическое соотношение первичных и вторичных выходов. Также учтите, что количество валков и ток во вторичной и первичной обмотках связаны обратным соотношением.

Но относительно большие вариации в соотношении витков трансформатора тока могут быть получены путем изменения валков первичной обмотки в пределах окна трансформатора тока, где один виток первичной обмотки идентичен одному проходу, а более одного прохода через окно вызывают изменение электрического коэффициента.

Так, например, трансформатор тока с соотношением, скажем, 300/5, можно модифицировать до другого, равного 150/5 или даже 100/5, путем прохождения основного первичного проводника внутри его внутреннего окна два или три раза.Это представляет собой трансформатор тока большей величины для обеспечения максимального выходного тока для амперметра при использовании в системах первичного тока меньшей мощности.

Влияние разомкнутых вторичных обмоток трансформатора тока

В нормальных рабочих состояниях вторичная обмотка трансформатора тока прикреплена к своей нагрузке и обычно замкнута. Когда ток проходит через первичную часть, он часто течет во вторичных обмотках, и ампер-витки каждой секции впоследствии идентичны и противоположны.

Вторичные валки будут на 1% и 2% меньше, чем первичные, и разница будет использоваться в намагничивающем сердечнике. В результате, если вторичный компонент разомкнут и ток течет по первичным обмоткам, размагничивающей среды из-за вторичного тока не будет.

Из-за отсутствия противоамперных роликов вторичной секции, не имеющая сопротивления первичная MMF (магнитодвижущая сила) создаст необычно большой магнитный поток в системе.Этот поток будет генерировать отходы активной зоны с последующим нагревом, и большое напряжение будет стимулироваться через клемму вторичной обмотки.

Это напряжение привело к пробою изоляции, а также к потере точности в будущем, поскольку дополнительный MMF оставляет остаточный магнетизм в системе. Следовательно, вторичная обмотка трансформатора тока никогда не может быть разомкнута, когда по первичной части проходит ток.

Векторная диаграмма трансформатора тока

Векторная диаграмма трансформатора тока показана на рисунке ниже.Базовый поток взят за эталон. Создаваемые вторичные и первичные напряжения отстают от основного потока на 90º. Величина первичного и вторичного напряжений зависит от количества валков на обмотках. Ток возбуждения стимулируется частями намагничивания и рабочего тока.

Фазорная диаграмма трансформатора тока (Ссылка: circuitglobe.com )

Где I s — вторичный ток, E s — вторичное индуцированное напряжение, I p — первичный ток, E p — первичное индуцированное напряжение, K t — отношение витков, или количество витков вторичной обмотки / число витков первичной обмотки, I 0 — ток возбуждения, I m — ток намагничивания, I w — рабочий компонент, а Φ s — основной поток.

Вторичный выход отстает от вторичного стимулированного напряжения на определенный угол (θº). Вторичный ток заменяет первичную сторону, реверсируя вторичный выход и умножая на частоту вращения. Ток, протекающий через первичную обмотку, является произведением вторичного тока, отношения витков I s K t и суммы возбуждающего тока I 0 с ними.

Ошибки соотношения и фазового угла CT

В трансформаторе тока есть две проблемные ошибки, а именно: ошибка соотношения и ошибка фазового угла.

Ошибки соотношения тока

Трансформатор тока в основном основан на энергетической составляющей выхода возбуждения и получается как

Ratio_ {Error} = \ frac {{K} _ {t} {I} _ { s} — {I} _ {P}} {{I} _ {P}}

Где K t — коэффициент поворота, I p — первичный ток, а I s — вторичный Текущий.

Ошибка фазового угла

В идеальном трансформаторе тока векторный угол между обратным вторичным и первичным токами равен нулю.Но в практическом трансформаторе тока существует разность фаз между вторичным и первичным токами, поскольку первичный выход также обеспечивает часть возбуждающего тока. Следовательно, разница между двумя фазами вводится как ошибка угла сдвига фаз.

Коэффициент трансформации первичной обмотки трансформатора тока Коэффициент трансформации первичной обмотки трансформатора тока (Ссылка: electronics-tutorilas.ws )

Трансформатор тока никогда не должен оставаться в разомкнутом состоянии или работать без нагрузки, когда основная первичная обмотка по нему течет ток, точно так же, как трансформатор напряжения никогда не должен работать в условиях короткого замыкания.Если необходимо снять нагрузку (или амперметр), необходимо установить короткое замыкание на клеммах вторичной обмотки, прежде всего, чтобы исключить риск поражения электрическим током.

Это высокое напряжение связано с тем, что, когда вторичная секция находится в разомкнутой ситуации, железный сердечник системы работает с высокой степенью насыщения и ничем не управляет, поэтому он генерирует необычно большое вторичное напряжение. Это высокое вторичное напряжение может повредить изоляцию или привести к поражению электрическим током при случайном прикосновении к клеммам трансформатора тока.

Переносные трансформаторы тока

Сейчас на рынке доступно несколько специализированных форм трансформаторов тока. Распространенный и портативный тип, который может использоваться для обнаружения нагрузки в цепи, представлен как «токоизмерительные клещи» или «портативный тип», как показано. Переносной трансформатор тока

(Ссылка: electronics-tutorilas.ws )

Токоизмерительные клещи закрываются и открываются вокруг токопроводящего проводника и контролируют его ток, идентифицируя магнитное поле вокруг него, обеспечивая быстрое измерение, обычно на цифровом дисплее без открытия или отключив цепь.

Наряду с переносным трансформатором тока, существуют трансформаторы тока с разъемным сердечником, которые имеют одну съемную секцию, так что шину или провод нагрузки не нужно отсоединять для ее установки. Они используются для измерения токов от 100 до 5000 А с квадратными окнами от 25 мм до 300 мм. (От 1 до более 12 дюймов).

Резюме

Подводя итог, трансформатор тока (ТТ) — это форма трансформаторов, используемых для преобразования первичного тока во вторичный выход через магнитную среду.Его вторичная секция затем подает значительно уменьшенный ток, который можно использовать для измерения пониженного тока, сверхтока, пикового тока или среднего тока.

Первичная обмотка трансформатора тока часто соединяется последовательно с основным проводником. Он также вводится как «серийный трансформатор». Стандартный вторичный ток обычно составляет 5 А или 1 А для простоты измерения. Их структура может представлять собой один единственный виток первичной обмотки, как в кольцевых, тороидальных или стержневых формах, или несколько витков первичной обмотки, обычно для приложений с низким током.

Трансформаторы тока считаются применяемыми как пропорциональные приборы тока. Таким образом, вторичная часть трансформатора тока никогда не должна работать в состоянии разомкнутой цепи, так же как трансформатор напряжения никогда не должен работать в состоянии короткого замыкания.

— Реклама —

Строительство, типы и применение

Трансформатор тока (ТТ), также известный как инструментальный трансформатор, используется для уменьшения или продвижения первичного тока через вторичную обмотку.Ток, возникающий на вторичной клемме, прямо пропорционален первичной обмотке. В цепях большой мощности напряжение на первичной стороне снижается до минимального значения, что помогает безопасно измерять фактический ток передачи переменного тока с помощью стандартного амперметра. В этой статье подробно рассказывается о трансформаторе тока, простая схема его принципа работы, различные типы, ошибки, преимущества и типичные применения, которые могут быть рассмотрены на протяжении всей статьи. Подобно трансформатору напряжения и мощности, этот трансформатор состоит из первичной и вторичной обмоток с минимумом или всего несколькими витками первичной обмотки.Вторичная обмотка состоит из большего количества витков, чтобы выдерживать максимальное напряжение и ток. С учетом приведенного выше краткого описания трансформатора тока у читателя может возникнуть вопрос, чтобы узнать стандартное определение «Что такое трансформатор тока?»

Что такое трансформатор тока?

Определение: С технической точки зрения трансформатор тока определяется как единица измерения, которая преобразует ток высокого уровня в уровень, подходящий для работы в нормальных условиях.Он может варьироваться в зависимости от типа приложений, требований в зависимости от сообщества, например, для промышленных и бытовых целей и т. Д. Надлежащая функциональность, управление оборудованием и система рабочих данных могут быть легко обеспечены за счет использования трансформатора тока, включенного последовательно с первичной цепью. Этот трансформатор в основном делится на два типа: измерительные трансформаторы тока (преобразующие ток в измеримый диапазон измерителей и инструментов) и защитные трансформаторы тока (интегрированные с реле защиты для правильной работы в переходных условиях).

Схема трансформатора тока состоит из первичной и вторичной обмоток с одним или несколькими витками в поперечном сечении. В некоторых случаях этот трансформатор подключается последовательно с главной цепью, а другой охватывает кожух стержня, который действует как первичная цепь, а катушка — как вторичная цепь. Количество витков с точно настроенной площадью поперечного сечения спроектировано как вторичная обмотка трансформатора тока. Максимальный номинальный ток цепи составляет 5 А.

трансформатор тока

Принцип работы / Работа трансформатора тока

Обычно он используется для повышения или понижения входного напряжения и тока первичной цепи.Но в приложениях реального времени этот трансформатор используется в приложениях высокого напряжения; следовательно, он снижает ток до значительного значения.

Стандартная формула для расчета количества витков:

I 1 / I 2 = N 1 / N2—— (1)

Где,

I 1 = Ток через первичную обмотку

I 2 = Ток во вторичной обмотке

N2 = Счетчик вторичных витков

N 1 = Количество витков первичной обмотки

P = VI —— (2)

Где P = мощность

В = Напряжение

I = текущий

Согласно уравнению расчета мощности (2), напряжение и ток прямо пропорциональны друг другу.Требуется увеличить количество витков вторичной обмотки, которое должно быть высоким, что, в свою очередь, снижает напряжение, ток и позволяет легко измерять ток.

Конструкция трансформатора тока

Как обсуждалось в предыдущих разделах, трансформаторы тока делятся на три типа, а именно,

  • Трансформатор стержневой
  • Трансформатор обмоточный
  • Трансформатор тороидального типа
Преобразователь стержневого типа

Шина или провод под напряжением считается первичной обмоткой трансформатора тока.Обычно он имеет только один виток на первичной стороне и имеет сквозную изоляцию, чтобы выдерживать высокие рабочие условия. Внешний сердечник действует как вторичная обмотка. По сравнению с обычным трансформатором, имеется большое количество штамповок, которые покрывают большую площадь поперечного сечения сердечника и пластин. Этот процесс обеспечивает низкое сопротивление, и небольшой ток намагничивания индуцируется в углах вторичной стороны

.

Расстояние между отдельными обмотками поддерживается небольшим, чтобы минимизировать эффект сопротивления, и большим внешним диаметром для устранения фактора коронного разряда.Более того, вся схема спроектирована таким образом, чтобы избежать короткого замыкания внутри катушки.

Трансформатор с обмоткой

В этом типе один полный виток сердечника связан с первичной цепью. Бакелитовый формирователь трансформатора тока низкого напряжения покрыт вторичной обмоткой. При подходящем соотношении изоляции первичная обмотка наматывается над вторичной обмоткой, а изоляция между этими обмотками рассчитывается в зависимости от области применения. Другая процедура включает отдельный отвод первичного материала с изолированным сердечником.

Обычно в качестве материала сердечника используется ориентированная электротехническая сталь или никель-железный сплав. Перед установкой вторичной обмотки концевые муфты и окружные обертки прессованных картонов считаются изоляционным материалом. Этот процесс обеспечивает дополнительную изоляцию обмотки и защиту от неконтролируемых воздействий, таких как повреждения острыми углами.

Трансформатор тороидального типа

В трансформаторе этого типа не требуется первичная обмотка. Токопроводящая линия, направленная внутрь сети, проходит через окно тороидальной катушки.Следовательно, его также называют «оконным трансформатором». Некоторые из этих типов также состоят из разъемного сердечника, который можно открывать, закрывать и устанавливать без удаления соединений из цепи.

Типы трансформаторов тока

С точки зрения применения, этот трансформатор делится на два типа: трансформаторы тока для внутреннего и наружного применения.

При использовании внутри помещений отсутствие первичного проводника приводит к развертыванию первичной изоляции поверх сборной шины или проводника.В зависимости от области применения он подразделяется на материалы с изоляцией из литьевой смолы и ленточной изоляцией. Аналогичным образом проектируется и изготавливается наружный тип с учетом внешних и функциональных характеристик.

В частности, чтобы противостоять хрупким условиям, износу и истиранию. Охлаждение и изоляция достигаются с помощью трансформаторного масла или других подходящих жидкостей. Разработан уникальный ТТ с погружением в жидкость, который работает в герметичной среде и минимально связан с внешней средой.

Маслонаполненный ТТ для наружного применения подразделяется на следующие категории:

  • Трансформатор тока баковый
  • Трансформатор тока баковый

Трансформаторы тока под напряжением бакового типа чаще всего используются в распределительных сетях. Сердечник трансформатора погружается в масляный бак для гашения выделяемого тепла или искры. Втулки действуют как изолятор для разделения первичного вывода. Втулки более подвержены повреждениям, поскольку они гибкие и переходят к центру тяжести с большей высоты.

В трансформаторе тока с мертвым баком сердечник, окруженный маслом, находится под потенциалом земли. В этом типе центр тяжести низкий или незначительный, что позволяет избежать повреждений при транспортировке. Проходные изоляторы компактны и легко монтируются рядом со стальной конструкцией выключателей для наружной установки.

  • Согласно теоретическим расчетам, его построение в значительной степени зависит от четырех факторов, а именно:
  • Передаточное число первичного и вторичного витков (например, 1200/1).
  • Допустимая нагрузка : Нормальная нагрузка в ВА, которую трансформатор может эффективно выдерживать без какой-либо нагрузки.
  • Коэффициенты точности трансформатора как в переходных, так и в установившихся режимах.
  • Параметры физической конфигурации, такие как количество витков в первичной и вторичной обмотках, форма, размер и т. Д.

Ошибки трансформатора тока

В приложениях реального времени трансформатор не будет работать в соответствии с теоретическими ожиданиями.Причина в внешнем климатическом воздействии, долговечности материалов и возможности подключения к другим сетям. Обычно погрешность в реальном трансформаторе тока рассчитывается на основе векторной диаграммы.

трансформатор тока-векторная диаграмма

Лет,

I S = Вторичный ток

E S = Наведенная ЭДС на вторичной клемме

I P = Ток через первичную обмотку

E P = Наведенная ЭДС на первичной клемме

K T = Передаточное число витков (т.е.е. вторичные витки по сравнению с первичными витками)

I o = Минимальный ток возбуждения

I м = Компонент намагничивания по отношению к I_o

I w = Потери в сердечнике относительно I_o

ϕ м = Основной поток

Во время анализа основной поток рассматривается как эталон, коэффициенты наведенной ЭДС E S и E P запаздывают на 90 градусов, а величина пропорциональна коэффициенту витков первичной и вторичной обмоток.I o рассчитывается с использованием компонентов I m и I w . ϕ s — угловая разность между вторичным током и вторичной наведенной ЭДС. Отрицательный коэффициент I S и его умножение на отношение витков K T дает полный ток, передаваемый через первичную обмотку.

Векторная сумма K T I S и I o представляет собой общий ток через первичную обмотку. Вывод из приведенной выше векторной диаграммы показывает, что I P не является фактическим значением согласно расчету.Разница вносится в ток возбуждения сердечника и приводит к ошибке отношения в трансформаторе тока
.

Текущая ошибка (%) = (| I P | — | K T .I S |) / I P * 100

Фазовый угол β — это разность фаз между вектором обратного вторичного тока и вектором первичного тока. В идеальных условиях значение равно нулю, но всегда есть компонент питания для тока возбуждения, который приводит к этому типу ошибки.Кроме того, часть тока, потребляемого для возбуждения сердечника, также приведет к возникновению ошибки.

Уменьшение ошибок в трансформаторе тока

В любой электрической, электронной и механической системе можно достичь максимальной эффективности с минимальными ошибками. Было отмечено несколько мер предосторожности для уменьшения ошибок, и они заключаются в следующем:

  • Учитывая сердечник с высокой магнитной проницаемостью и низкие гистерезисные потери для магнитных материалов при строительстве.
  • Разница между номинальной и фактической нагрузкой должна быть как можно меньше или равна нулю.
  • Длина пути потока и соединения должны быть минимальными.
  • Уменьшение вторичного внутреннего импеданса.

Преимущества

Преимущества:

  • Большие значения тока можно легко измерить.
  • Его способность изолировать высокое напряжение и ток до низких значений обеспечивает безопасную работу и безопасное обращение с оборудованием.
  • Может использоваться в качестве управляющего устройства для срабатывания защитных устройств, таких как реле и сигнальные лампы.
  • От одного трансформатора может питаться множество инструментов.

Применения трансформатора тока

Недостатки есть;

  • Он широко используется для преобразования и измерения тока, протекающего в электросети.
  • Высокая точность позволила пользователям подключаться к точкам измерения.
  • Он используется для расчета гармоник и контроля качества электроэнергии в течение цикла частотной характеристики.
  • Он подходит для преобразователей на подстанциях, в проектах HVDC, в фильтрах переменного и постоянного тока.
  • В качестве защитного устройства в сетях высокого напряжения и подстанциях.
  • Используется как интегрированный защитный модуль в емкостных батареях.
  • В приложениях коммерческого учета.

Как правило, трансформатор тока позволяет пользователям обнаруживать большой ток в цепи. Хотя это полезно для приложений реального времени, получение точных показаний без гармоник и ошибок тока является важной задачей.Кроме того, с повышенным спросом точные и усовершенствованные автоматические цифровые трансформаторы тока уменьшают потери мощности во время передачи, а также передают или рассчитывают нагрузку в соответствии с требованиями пользователя в данный момент времени. Вот вам вопрос, каковы основные характеристики трансформатора тока?

Трансформаторы тока

Этот трансформатор тока является важной частью энергосистемы. Основы трансформатора тока, включая конструкцию, применение, принципы работы, будут рассмотрены в этой статье.Кроме того, будут всесторонне рассмотрены некоторые практические аспекты, такие как заземление и подключение трансформатора тока, а также связанные с этим ошибки.

Мы только что выпустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по разработке энергетических систем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам, , и получите от этого пользу.

Что такое трансформатор тока & W Почему он используется?

Трансформатор тока

— это измерительный трансформатор, который понижает высокие значения токов до более низких значений.

Как видно из названия, измерительные трансформаторы используются для изоляции измерительных устройств от высоких напряжений и токов, чтобы облегчить измерение электрических величин.

Трансформаторы тока

широко используются для измерения тока и контроля работы электросети.Необходимость в трансформаторе тока оправдана двумя причинами:

  1. Изолирует систему защиты от высоких напряжений и токов, что приводит к уменьшению размера и стоимости защитного оборудования.
  2. Выходной сигнал трансформатора тока является стандартным (т. Е. 1 А или 5 А), что устраняет необходимость в защитном оборудовании, например. реле с разнообразными рабочими значениями.

Конструкция ТТ (трансформатор тока):

Конструкция трансформатора тока очень похожа на обычный трансформатор.Сердечник трансформатора тока изготовлен из слоистой кремнистой стали.

Трансформатор тока (ТТ) в основном имеет первичную обмотку из одного или нескольких витков с большим поперечным сечением. В некоторых случаях перемычка, по которой проходит большой ток, может выступать в качестве первичной обмотки. Он включен последовательно с линией, по которой проходит большой ток.

Вторичная обмотка трансформатора тока состоит из большого количества витков тонкой проволоки с малой площадью поперечного сечения. Обычно он рассчитан на 1А или 5А.

Принцип работы:

Трансформатор тока не только по конструкции похож на обычный трансформатор, но и принцип работы такой же.

Переменный ток в первичных обмотках индуцирует магнитный поток в сердечнике, который передается вторичным обмоткам и индуцирует там переменный ток.

Эти трансформаторы в основном представляют собой повышающие трансформаторы, то есть повышающие напряжение от первичной до вторичной.Таким образом, ток снижается от первичной к вторичной.

Классификации:

На основе функции:

Измерительный CT:

Трансформатор тока

, используемый для цепей измерения и индикации, обычно называют измерительным CT . У них низкая точка насыщения. В случае неисправности сердечник станет насыщенным, и вторичный ток не повредит подключенные к нему измерительные устройства.

Защита CT:

Трансформатор тока

, используемый вместе с защитными устройствами, называется Protection CT . Назначение — обнаружение токов короткого замыкания в системе и передача сигнала на реле. Поскольку он работает при значениях тока, превышающих его номинальное значение, его сердечник имеет высокую точку насыщения.

На основе конструкции:

Трансформатор тока стержневого типа:

В трансформаторе тока этого типа в качестве первичной обмотки используется фактический кабель или шина главной цепи, что эквивалентно одному витку.Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения.

Трансформатор тока с обмоткой:

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

Тороидальный / оконный трансформатор тока:

Не содержат первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой проходит ток, протекающий в сети, проходит через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе.Некоторые трансформаторы тока имеют «разъемный сердечник», который позволяет открывать, устанавливать и закрывать его без отключения цепи, к которой они подключены.

Подключение ТТ:

ТТ довольно просто подключить к однофазной системе, но для трехфазной системы есть 3 ТТ, которые можно подключить двумя способами:

Звезда (звезда) Подключено:

В случае соединения звездой полярная сторона трансформаторов тока подключается к оборудованию i.е. реле и неполярные стороны закорочены, а затем заземлены. Нейтральная сторона может присутствовать или отсутствовать в трехфазной системе.

Соединено треугольником:

При соединении по схеме треугольник ТТ подключаются друг к другу по схеме треугольник, но при подключении учитывается полярность ТТ.

Обычно ТТ подключают по схеме треугольник, если трансформатор подключен по схеме звезды, и наоборот.

Полярность CT:

Как и любой другой трансформатор, ТТ также имеет полярность.Полярность относится к мгновенному направлению первичного тока по отношению к вторичному току и определяется тем, как выводы трансформатора выведены из корпуса.

Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность. Полярность трансформатора тока иногда указывается стрелкой, эти трансформаторы тока следует устанавливать так, чтобы стрелка указывала в направлении протекания тока.

Очень важно соблюдать правильную полярность при установке и подключении трансформаторов тока к реле измерения мощности и защитных реле.

Заземление ТТ:

Заземление трансформатора тока очень важно для безопасности и правильной работы реле защиты.

В соответствии со стандартом заземления трансформатора тока вторичная цепь трансформатора тока должна быть подключена к заземлению станции только в одной точке. Это справедливо независимо от количества вторичных обмоток трансформатора тока, подключенных к цепи.

Нагрузка CT:

Нагрузка трансформатора тока определяется как нагрузка, подключенная к его вторичной обмотке.Обычно выражается в ВА (вольт-ампер).

Короче говоря, соединительные провода и подключенный счетчик образуют нагрузку трансформатора тока. Технически это называется нагрузкой в ​​ВА. Эта нагрузка влияет на точность трансформатора тока. В конструкции трансформатора тока учтены внутренние потери и внешняя нагрузка трансформатора тока.

Нагрузка выражается в ВА путем умножения вторичного тока на падение напряжения на нагрузке (нагрузке) ТТ.Трансформаторы тока делятся на классы на основе точности, которая, в свою очередь, зависит от нагрузки ТТ.

Коэффициент CT:

Коэффициент CT — это отношение первичного входного тока к вторичному выходному току при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 100: 5 рассчитан на 100 ампер первичной обмотки при полной нагрузке и будет производить 5 ампер вторичного тока, когда 100 ампер проходят через первичную обмотку.

Коэффициент трансформации =

Первичный ток Вторичный ток

Ошибки в CT:

Трансформатор тока имеет две ошибки — ошибку соотношения и ошибку угла сдвига фаз.

Ошибки коэффициента тока

Это в основном связано с энергетической составляющей тока возбуждения и определяется как

. Ошибка соотношения =

K t I s — I p I p

Где I p — ток первичной обмотки, K t — коэффициент трансформации, а I s — вторичный ток.

Ошибка фазового угла

В идеальном трансформаторе тока векторный угол между первичным и обратным вторичным током равен нулю.Но в реальном трансформаторе тока существует разница фаз между первичным и вторичным токами, потому что первичный ток также обеспечивает составляющую тока возбуждения. Таким образом, разница между двумя фазами называется ошибкой фазового угла.

Фазорные диаграммы идеального и реального КТ:

Можно определить идеальный трансформатор тока, в котором любое первичное состояние воспроизводится во вторичной цепи с точным соотношением фаз и соотношением фаз.Векторная диаграмма идеального трансформатора тока показана на рисунке 1.

В реальном трансформаторе обмотки имеют сопротивление и реактивное сопротивление, а трансформатор также имеет намагничивающую и потерянную составляющую тока для поддержания магнитного потока (см. Рисунок 2). Следовательно, в реальном трансформаторе соотношение тока не равно соотношению витков, и также существует разность фаз между током первичной обмотки и токами вторичной обмотки, отраженными обратно на первичной стороне. Следовательно, у нас есть ошибка отношения и ошибка угла фазы.

Где:

Kn = соотношение витков = число витков вторичной обмотки / число витков первичной обмотки,

Rs, Xs = сопротивление и реактивное сопротивление вторичной обмотки соответственно,

Rp, Xp = сопротивление и реактивное сопротивление первичной обмотки соответственно,

Ep, Es = первичное и вторичное индуцированные напряжения соответственно,

Tp, Ts = количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно,

Ip, Is = токи первичной и вторичной обмоток соответственно,

θ = фазовый угол трансформатора

Φm = рабочий поток трансформатора

δ = угол между вторичным наведенным напряжением и вторичным током,

Io = ток возбуждения,

Im = намагничивающая составляющая возбуждающего тока

Il = составляющая потерь возбуждающего тока,

α = угол между Io и Φm

Вы получите знания в области принципов, работы, применения и размеров трансформатора тока, которые позволят вам прочно разобраться в основах трансформатора тока.Ознакомьтесь с курсом «Основы работы с трансформатором тока» , в котором мы кратко обсудили «Режим эквивалентной схемы трансформатора тока».

Модель ТТ:

Трансформатор тока моделируется так же, как и любой другой трансформатор. Модель CT как показано ниже:

X 1 = Первичное реактивное сопротивление утечки

R 1 = Сопротивление первичной обмотки

X 2 = Вторичное реактивное сопротивление утечки

Z 0 = намагничивающее сопротивление

R 2 = Сопротивление вторичной обмотки

Z b = Вторичная нагрузка

Все о трансформаторе тока (CT) и трансформаторе напряжения (PT)

Все о трансформаторе тока (CT) и трансформаторе напряжения (PT)

Трансформатор тока (CT) и трансформатор напряжения (PT) — очень полезные и важные измерительные трансформаторы.В этом посте мы узнаем, что такое CT, что такое PT, как используются CT и PT, символы CT и PT, а также многие важные вещи о CT и PT, особенно почему вторичная обмотка CT не должна быть разомкнутой. .


Зачем нам нужны трансформатор тока (ТТ) и трансформатор напряжения (РТ)?




На самом деле, когда мы хотим измерить высокое напряжение и большой ток, возникает проблема, заключающаяся в том, что нам нужны вольтметр и амперметр с очень высоким номиналом.Но нет в наличии вольтметр и амперметр с очень высокими номиналами или очень сложно изготовить амперметр и вольтметр с очень высокими номиналами. Итак, чтобы преодолеть эту проблему, мы должны использовать трансформатор потенциала (PT) и трансформатор тока (CT).

С другой стороны, реле, которые используются для защиты, также имеют низкий номинальный ток и напряжение. Итак, для работы реле мы использовали трансформатор тока и трансформатор напряжения.

Что такое трансформатор тока (ТТ)?


Вы уже знаете, что CT означает трансформатор тока.Трансформатор тока — это измерительный трансформатор, который используется для измерения высокого тока. Это повышающий трансформатор. Поскольку это повышающий трансформатор, он имеет меньший вторичный ток, чем его первичный ток.

Некоторые трансформаторы тока имеют очень мало витков в первичной обмотке, и они подключены к источнику питания и нагрузке для измерения тока.

У некоторых трансформаторов тока нет первичной обмотки, есть только вторичная обмотка.В трансформаторах этого типа используется проводник, ток которого должен измеряться в качестве первичной обмотки. Для лучшего понимания см. Рисунок ниже.







Как вы видите на приведенном выше рисунке, когда ток, протекающий по проводнику, создает магнитный поток и разрезает вторичную обмотку, во вторичной обмотке индуцируется ЭДС. Когда амперметр подключен к его вторичной обмотке, через амперметр протекает ток, и он показывает показания.Коэффициент текущей ликвидности зависит от числа оборотов. Поскольку это уменьшает ток, мы можем использовать амперметр с низким номиналом для измерения высокого тока.

Что такое трансформатор напряжения (ПТ)?


Potential Transformer — это понижающий трансформатор. Он подключается параллельно источнику питания, напряжение которого необходимо измерить. У него больше витков в первичной обмотке, чем во вторичной обмотке при определенном соотношении. Он понижает напряжение от высокого до низкого.Таким образом, мы можем подключить вольтметр с низким номиналом к ​​его вторичной обмотке и измерить высокое напряжение. Трансформатор напряжения также известен как трансформатор напряжения.






Обозначение трансформатора тока (CT) и трансформатора напряжения (PT):

Почему вторичная обмотка трансформатора тока (ТТ) не должна быть разомкнутой?


Поскольку трансформатор тока соединен последовательно с источником питания и нагрузкой, его первичный ток зависит от тока нагрузки.Его первичный ток не зависит от вторичного тока. В силовом трансформаторе первичный ток зависит от вторичного тока, но в случае трансформатора вторичный ток зависит от первичного тока при коротком замыкании.

В нормальных условиях поток первичной обмотки, создаваемый первичным током, противостоит потоку вторичной обмотки, создаваемому вторичным током. Таким образом, во вторичной обмотке будет индуцироваться очень низкая ЭДС.Но когда вторичная обмотка трансформатора тока разомкнута, ток не течет через вторичную обмотку, а также не будет создаваться магнитный поток. Но первичный ток, который очень велик, соответствует предыдущему состоянию. Таким образом, будет образовываться огромное количество магнитного потока, поскольку нет встречного потока, и он перережет вторичную обмотку. Поскольку вторичная обмотка имеет большое количество витков, она создает большое напряжение на вторичной обмотке, что очень опасно.

Подключение трансформатора тока (CT) и трансформатора напряжения (PT):





Щелкните изображение, чтобы просмотреть оригинал.





Читайте также:




Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Трансформатор тока — конструкция, основные моменты и ошибки

Трансформаторы тока широко используются для измерения высокого тока. Трансформатор тока понижает высокое значение тока до низкого значения, которое может считывать измерительный прибор. Если ток в 2000 ампер должен быть измерен счетчиком, это невозможно, потому что необходимо использовать параллельное шунтирующее сопротивление большой мощности параллельно гальванометру.Однако непрактично использовать шунтирующее сопротивление небольшого значения с высокой номинальной мощностью для считывания высокого тока непосредственно с помощью счетчика. Вот почему трансформатор тока используется для понижения величины тока, чтобы измерительный прибор и защитное реле могли считывать ток.

Конструкция трансформатора тока (ТТ)

Трансформатор тока имеет две обмотки, называемые первичной и вторичной. Первичная обмотка имеет меньшее количество витков и включена последовательно с первичной цепью.Ток всей цепи проходит через первичную обмотку, и желательно, чтобы падение напряжения на первичной обмотке было как можно меньше. Трансформатор тока имеет меньше витков с большим поперечным сечением и, таким образом, падение напряжения в первичной обмотке значительно уменьшается.


Обмотка вторичной обмотки имеет большее количество витков по сравнению с первичной обмоткой и соединена с амперметром, счетчиком энергии, ваттметром, преобразователем и реле защиты.Вторичная обмотка трансформатора тока должна быть соединена с измерителем низкого импеданса, чтобы магнитный поток в сердечнике не превышал его номинальной магнитной емкости. Поток в сердечнике, превышающий номинальную мощность, вызывает насыщение магнитопровода, что приводит к полному выходу из строя трансформатора тока. Вторичную обмотку ТТ нельзя оставлять открытой, потому что в этом состоянии поток в сердечнике увеличивается во много раз, что вызывает насыщение сердечника ТТ.

В зависимости от конструкции существует два типа трансформаторов тока — ТТ с живым резервуаром и ТТ с мертвым резервуаром.В трансформаторах тока обоих типов сердечник и обмотки заключены в фарфоровую структуру, и эта структура заполнена минеральным маслом с изоляцией, которое действует как охлаждающая среда, а также обеспечивает необходимую электрическую изоляцию.

Обозначение трансформатора тока (ТТ)

Клеммы P1 и P2 показывают первичную обмотку ТТ, а клеммы S1 и S2 показывают вторичную обмотку ТТ. Коэффициент CT 2000/1 означает, что вторичный ток будет 1 ампер, если первичный ток через CT равен 2000 ампер.

Эквивалентная схема трансформатора тока (ТТ)

Эквивалентная схема ТТ приведена ниже.

Первичная обмотка трансформатора тока имеет мало витков и очень низкое сопротивление. Сопротивление первичной обмотки и реактивное сопротивление обозначены соответственно Rp и Xp. Сопротивление вторичной обмотки и реактивное сопротивление обозначены соответственно Rs и Xs. Компонентами намагничивания трансформатора тока являются Rc и Xm.Rc отвечает за составляющую потерь в сердечнике, а Xm — реактивное сопротивление намагничивания трансформатора тока. Остальные параметры CT приведены ниже.

Векторная диаграмма трансформатора тока (ТТ)

Коэффициент трансформации CT

Коэффициент трансформации трансформатора тока

рассчитывается следующим образом. Чтобы найти коэффициент трансформации, нам необходимо вычислить первичный ток Ip согласно определению, а затем разделить его на вторичный ток Is.Давайте рассмотрим ту часть вектора, которая важна для расчета Ip, как показано ниже.

Исходя из приведенного выше вектора, первичный ток Ip представляет собой векторную сумму nIs и I0. Первичный ток трансформатора тока Ip можно рассчитать с помощью формулы сложения векторов.



Ток намагничивания Io очень мал по сравнению с первичным током Ip. Таким образом, приведенное выше выражение можно упростить следующим образом.


















Из приведенного выше выражения ясно, что коэффициент трансформации не равен коэффициенту поворота.Коэффициент трансформации и коэффициент поворота будут равны, если α = 0 и δ = 0. Это условие может быть достигнуто , если потери в сердечнике равны нулю и нагрузка является чисто резистивной. Это идеальное состояние , однако это условие практически невозможно.

Фазовый угол трансформатора тока

Фазовый угол трансформатора тока определяется как угол между первичным током Ip и вторичным током Is. На приведенной выше векторной диаграмме θ — это фазовый угол.

Рассмотрим прямоугольный треугольник obc на приведенной выше векторной диаграмме.

Ошибка соотношения трансформатора тока

Ошибка коэффициента трансформации ТТ определяется как отклонение на единицу коэффициента трансформации от номинального. Ошибка соотношения выражается в процентах.

Поскольку нагрузка ТТ обычно резистивная, коэффициент мощности нагрузки равен единице и, следовательно, δ = 0

Погрешность фазового угла трансформатора тока

Фазовый угол между первичной и вторичной обмотками трансформатора тока должен составлять 180 градусов.Первичный и вторичный ток должны быть в противофазе. Отклонение фазового угла первичного и вторичного тока называется ошибкой фазового угла. Фазовый угол между первичным и вторичным током ТТ обозначается углом θ.

Поскольку нагрузка ТТ обычно резистивная, коэффициент мощности нагрузки равен единице и, следовательно, δ = 0. Погрешность фазового угла CT определяется следующим выражением.

Поскольку нагрузка ТТ обычно резистивная, коэффициент мощности нагрузки равен единице и, следовательно, δ = 0.

Схем

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *