Proudový transformátor

Proudový transformátor je zařízení, jehož primární vinutí je sériově zapojeno s pracovním obvodem a sekundární vinutí se používá pro měření.Taková zařízení se používají nejen v laboratořích k odhadu množství.Skutečné místo proudových transformátorů poblíž elektráren, kde pomáhají řídit režimy a provádět úpravy procesu provozu zařízení.

Ochrana a měření s proudovými transformátory

Poté, co bylo nutné přenášet energii na vzdálenost. Toto se stalo v době vývoje historie, kdy se začaly nacházet generátory v blízkosti řek. Továrny se nacházely na běžných místech: v místě výskytu zdrojů, v blízkosti velkých měst - zdrojů práce. Ukázalo se, že napětí 220, zejména 110 V, je neúčinné pro přenos přes vzdálenost - ztráty rostou. Vysvětlení - s konstantním proudem spotřeby energie se zvyšuje, což přímo vede ke zvýšení tepla generovaného v drátech.

Možnost zvýšení průřezu vodiče byla rychle vyřazena jako příliš drahá.Pak začali používat transformátory s krokem nahoru. V důsledku toho bylo zjištěno, že s přijatelnou účinností je možné přenášet elektřinu na dlouhé vzdálenosti pouze při napětí desítek kilovoltů.Je zřejmé, že pro ovládání je zapotřebí tolik energie.Část důsledků přerušení fázových vodičů elektrických vedení:

1. Smrt lidí, kteří mají problém opravit a náhodou se ocitli na svém místě.
2. Porucha třífázových motorů.
3. Výbušné a hořlavé situace.

Za rok je úsek 100 km z přenosové linky 380 V účtován pro 40 až 50 nehod, 40% pro přerušení fázového vodiče. V průběhu eliminace abnormálních situací zemřou 4-5 lidí.Nadzemní vedení je nespolehlivá, ale dnes je to nejlepší způsob přenosu elektrické energie na vzdálenost, která vyžaduje kontrolní a ochranné opatření.Kromě toho se v měřicích přístrojích používají proudové transformátory. Například v tandemu s třífázovými měřiči napětí.

Klasifikace proudových transformátorů

Proudové transformátory jsou obvykle klasifikovány:

• Podle typu proudu. Naměřené napětí se mění podle typu. Pro měření ve stejnosměrném obvodu se používá řezání signálu do impulzů.Přímá transformace není možná:

1. pro střídavý proud;
2. pro DC.

• Do cíle. Již jsme říkali, že proudové transformátory se často používají pro měření( například kWh).Call systémy, kde je třeba chránit personál, aby zlepšil bezpečnost. Samozřejmě, techniky se používají k lokalizaci a eliminaci nouzových situací: měření

1. ;Ochrana
2. .

• Podle typu konverze.Řídicí jednotky nebo měřiče pracují s proudem nebo napětím. Proto jsou vyráběny následující transformátory: proudový proud

1. ;
2. proudové napětí.

• Prostřednictvím prezentace:

1. analog;
2. digitální.

• Podle typu instalace:

1. pro vnitřní použití;
2. pro práce na volném prostranství( podle GOST 15150 kategorie umístění 1);
3. embedded;
4. speciální.

• Prostřednictvím instalace: reference

1. ( instalace v rovině);Kontrolní body
2. ( zejména vstupní zařízení do budovy);Vložená
3. ( někdy bez primárního vinutí, představuje magnetické jádro, opotřebované na izolaci jádra nesoucího proud): sběrnice( umístěna na silové sběrnici);oddělitelné( magnetické jádro se skládá ze dvou částí sešroubovaných dohromady).

• Počet transformačních poměrů.Podle GOST se rozlišuje řada stresů, které se navzájem liší o řádu. Pro propojení se stejnými řídicími zařízeními musí být změněn poměr transformace:

1. s jedním transformačním poměrem;
2. s více poměry transformace;

• Podle počtu stupňů transformace. Není vždy možné získat přijatelnou úroveň signálu pomocí jediné transformace. Poté je nutno opakovaně zvyšovat a snižovat počet vinutí, snižovat nebo zvyšovat:

1. jednostupňový;
2. kaskádová.

• Konstrukce primárního vinutí:

1. jednootáčkový: s vlastním primárním vinutím( primární vinutí je pravoúhlý nebo kulatý prut nebo tvar U);bez vlastního primárního vinutí;
2. nogovitkovye.

• Podle povahy izolace mezi primárním a sekundárním vinutím:

1. s viskózní( ve formě sloučenin);
2. s tvrdým( kompozitní materiály, porcelán);
3. s plynem( vzduchem);
4. s kombinací( olej a papír).

• Podle principu současné konverze:

1. optické elektroniky;
2. elektromagnetické.

Konstrukce, v jiných případech a princip činnosti, je určena napětím, pro které je zařízení určeno. Proudové transformátory jsou rozděleny do dvou skupin: pro nízké napětí( do 1 kV) a vysoké( jiné).Zařízení jsou velmi specifická.Přístroje, které jsou známé v kurzu fyziky, se podobají pouze proudovým transformátorům s vícenásobným vinutím, které se přibližně podobají cívce.

Parametry proudových transformátorů

Při výběru pro práci ve tandemu s třífázovým měřičem se nejprve věnujte pozornost poměru transformace.Řada hodnot je standardizováno a je třeba vybrat zařízení, která mohou pracovat ve dvojicích. Bylo řečeno výše, že v jiných případech může být poměr transformace změněn a je nutné ho použít.

Kromě provozního napětí hraje roli proud v primárním vinutí( studované sítě).Je zřejmé, že se zvyšující se teplo zvyšuje, a jakmile součást nesoucí proud může spálit. Tento požadavek není tak důležitý pro transformátory bez primárního vinutí.Nominální sekundární proud je obvykle 1 nebo 5 A, který slouží jako kritérium pro koordinaci se spojovacími zařízeními.

Relativní pozornost věnujte odporu zatížení měřicího obvodu. Z obecného řádu je jen stěží přepážka, je však nutné tuto chvíli ovládat. V opačném případě není zaručena přesnost měření.Faktor zatížení není obvykle nižší než 0,8.To se týká měřicích přístrojů s indukčností ve složení.GOST normalizuje hodnotu ve voltových ampérech. Abyste získali odpor v ohmech, musíte rozdělit číslo na čtverec sekundárního proudu.

Režimy omezování provozu jsou obvykle charakterizovány elektrodynamickým odporem, který je způsoben zkratem. V pasu zapisují hodnotu, při které zařízení bude pracovat libovolně dlouhou dobu bez selhání.Za zkratových podmínek je proud tak silný, že začíná mít mechanický efekt. Někdy namísto proudu elektrodynamické odolnosti je naznačena její multiplicita na nominální.Zbývá pouze provést násobící operaci. Zadaný parametr se nevztahuje na zařízení bez primárního vinutí.

Dále je určen proud tepelného odporu, který transformátor odolává bez kritického přehřátí.Tento druh stability lze vyjádřit mnohotvárností.Sdílejí však proudy tepelné stability v čase, dokud zařízení zůstane neporušené:

1. Jedna sekunda.
2. Dvou sekundy.
3. Tři sekundy.

Na obrázku jsou závislosti mezi proudy elektrodynamického a tepelného odporu. Teplota primárního vinutí hliníku by neměla překročit 200 stupňů Celsia a měď - od 250 do 300, v závislosti na druhu izolace. Pro vysokonapěťové transformátory je mechanická odolnost standardizována, určená působením větru při rychlosti 40 m / s( hurikán):

1. 500 N pro výrobky s jmenovitým napětím do 35 kV.
2. 1000 N pro výrobky s jmenovitým napětím 110 až 220 kV.
3. 1500 N pro výrobky s jmenovitým napětím 330 kV.

Zahrnutí proudového transformátoru do obvodu a principu provozu

Zařízení se obecně skládá z magnetického obvodu a dvou vinutí.Proudový transformátor se však, na rozdíl od obvyklého, zapíná speciálním způsobem. Primární vinutí postupně vstupuje do hlavního obvodu, kde jsou umístěny spotřebiče, sekundární je uzavřeno k měřícímu zařízení nebo ochrannému relé.

Když proud proudí v primárním vinutí uvnitř magnetického jádra, objeví se pole, které způsobí odezvu. Současně je v sekundárním vinutí indukován proud. Jeho pole je opačné k originátoru a výsledný průtok se rovná rozdílu mezi původním a nově vytvořeným. Je to jen několik procent původní a ve skutečnosti je přenosovým spojením systému. Výsledné magnetické pole proniká po dráze jádra otáčky primárního a sekundárního vinutí, což naznačuje, že v prvním protiběžném emf a ve druhém emf.

Elektromotorická síla vytváří sekundární proud, poměr primárního závisí na poměru počtu otáček. To je poměr transformace. Sekundární proud zůstane nezměněn a primární proud poroste, dokud se výsledné pole nezmění na pole při volnoběhu. V důsledku toho zařízení dosáhne dostatečně nízkého odporu.

Vysvětlete úplné pochopení chování transformátoru v klidovém režimu. V tomto případě primární proud indukuje magnetické pole v magnetickém jádru. Proud cirkuluje v uzavřené smyčce z elektrické oceli s malým útlumem. Jeho činnost je taková, že vytvořený EMF v primárním vinutí ve směru naproti napětí sítě.K tomu dochází, protože v indukčnosti proud zaostává o 90 stupňů, indukovaný emf se zaostává za 90 stupňů za magnetickým polem.

Teď si představte, že bylo vloženo sekundární vinutí.Výsledkem je, že energie na poli začíná být přenášena na výstup, čímž vzniká proud. Ze sekundárního vinutí se vytvoří magnetické pole v antifázi ze zdroje, který ho vytvořil. Kontraformní EMF při vstupu klesá, spotřeba začíná růst. Zvýšený proud zvyšuje primární magnetické pole. Proces pokračuje až do dosažení rovnováhy. K tomu dojde, když se výsledné magnetické pole rovná polovičnímu stavu. Zařízení začne spotřebovávat více energie, nyní funguje systém.

Z toho, co bylo řečeno, je jasné:

1. Je zbytečné zapnout jakýkoliv typ transformátoru v pohotovostním režimu v síti. Energie se vynaloží pouze na ztráty způsobené magnetickým obrácením jádra( vířivé proudy se téměř netvoří, díky speciální konstrukci ve formě desek izolovaných od sebe).
2. Je zapotřebí malého počtu otáček proudových transformátorů, aby se snížila spotřeba ve specifikovaném segmentu obvodu na minimum. Jednotlivé kopie nemají primární vinu. Co vypadá logicky pro velké tekoucí proudy.

Viděli jsme, že mezi proudy existuje magnetické spojení.Název transformátorů se zdá být docela logický.Byly vyvinuty konstrukce pro ochranu proti přetížení( v režimu zkratu) a diferenciální obvody, které porovnávají velikost proudů fázových a neutrálních vodičů.V posledně uvedeném případě je stanoven určitý prah necitlivosti, aby obvod odpovídal za unikající proudy systému.

Přesnost transformátoru

Uvažovaná třída zařízení má dva typy chyb, které vyžadují uvedení:

1. Aktuální chyba je rozdíl mezi skutečným převodovým poměrem a jmenovitým poměrem.
2. Úhlová chyba je odchylka vektoru výstupního proudu od ideálního případu( v antifázi vzhledem ke vstupu).

Existují zvláštní metody pro kompenzování těchto nevýhod. Například pomocí korekce cívky je odstraněna aktuální chyba.Úhel divergence je vyloučen správnou volbou velikosti magnetické indukce v jádru.