Transformateur de courant

Le transformateur de courant est un appareil dont l'enroulement primaire est connecté en série avec le circuit de travail et l'enroulement secondaire est utilisé pour la mesure. Ces appareils ne sont pas utilisés uniquement par les laboratoires pour estimer les quantités. La véritable place des transformateurs de courant à proximité des centrales électriques, où ils aident à contrôler les modes et à ajuster le processus d’exploitation des équipements. Protection et mesure

avec des transformateurs de courant

Il était une fois nécessaire de transférer de l'énergie à distance. Cela s'est produit au moment du développement de l'histoire, lorsque des générateurs ont commencé à être situés près des rivières. Les usines étaient situées à des endroits ordinaires: sur le lieu d'occurrence des ressources, à proximité des grandes villes - des sources de main-d'œuvre. Il s'est avéré que la tension 220, en particulier 110 V, est inefficace pour transmettre sur une distance - les pertes augmentent. Explication - avec une consommation d'énergie constante, le courant augmente, ce qui entraîne directement une augmentation de la chaleur générée dans les fils.

L'option pour augmenter la section du fil a rapidement été abandonnée car trop chère. Ensuite, ils ont commencé à utiliser des transformateurs élévateurs. En conséquence, il a été constaté qu’avec un rendement acceptable, il n’était possible de transmettre de l’électricité sur de longues distances qu’à une tension de dizaines de kilovolts. Il est clair que tant de pouvoirs sont nécessaires pour contrôler. Une partie des conséquences de la rupture des câbles de phase des lignes électriques:

1. Décès de personnes supposées résoudre le problème et se retrouver accidentellement sur place.
2. Défaillance des moteurs triphasés.
3. Situations explosives et inflammables.

En un an, une section de 100 km de la ligne de transmission 380 V représente 40 à 50 accidents, 40% une rupture du fil de phase. En éliminant les situations anormales, 4 à 5 personnes décèdent. Les lignes aériennes ne sont pas fiables, mais c'est la meilleure méthode aujourd'hui pour transmettre de l'énergie électrique sur une distance qui nécessite des mesures de contrôle et de protection. De plus, les transformateurs de courant sont utilisés dans les appareils de mesure. Par exemple, en tandem avec des voltmètres triphasés.

Classification des transformateurs de courant

Les transformateurs de courant sont généralement classés:

• Par type de courant. La tension mesurée varie selon le type. Pour les mesures dans le circuit CC, le signal est découpé en impulsions. La transformation directe n'est pas possible:

1. pour le courant alternatif;
2. pour DC.

• vers la destination. Nous avons déjà dit que les transformateurs de courant sont souvent utilisés pour les mesures( par exemple, les kWh).Appelez les systèmes où vous devez protéger le personnel pour améliorer la sécurité.Bien sûr, les techniques sont appliquées pour localiser et éliminer les situations d’urgence: mesure

1. ;
2. protection.

• Par type de conversion. Les contrôleurs ou les compteurs fonctionnent avec du courant ou de la tension. En conséquence, les transformateurs suivants sont fabriqués:

1. current-current;
2. courant-tension.

• À titre d'information:

1. analogique;
2. numérique.

• Par type d'installation:

1. pour une utilisation en intérieur;
2. pour les travaux en plein air( selon la catégorie de placement 1 GOST 15150);
3. intégré;
4. spécial.

• Par installation: référence

1. ( installation dans le plan);Points de contrôle
2. ( principalement des périphériques d’entrée dans le bâtiment);
3. intégré( parfois sans enroulement primaire, représente le noyau magnétique, porté sur l’isolation du noyau sous tension): bus( mis sur le bus de puissance);détachable( le noyau magnétique est constitué de deux parties, boulonnées ensemble).

• Par le nombre de rapports de transformation. Selon GOST, on distingue un certain nombre de contraintes qui diffèrent les unes des autres par un ordre de grandeur. Pour interfacer avec les mêmes dispositifs de contrôle, le rapport de transformation doit être modifié:

1. avec un rapport de transformation;
2. avec plusieurs rapports de transformation;

• Par le nombre d'étapes de transformation. Il n'est pas toujours possible d'obtenir un niveau de signal acceptable en utilisant une seule transformation. Ensuite, il est nécessaire d'augmenter et de réduire le nombre d'enroulements de manière répétée, en diminuant ou en augmentant:

1. à un étage;
2. en cascade.

• Selon la conception de l'enroulement primaire:

1. à un tour: avec son propre enroulement primaire( l'enroulement primaire est une tige rectangulaire ou ronde ou en forme de U);sans propre enroulement primaire;
2. nogovitkovye.

• Par type d'isolation entre les enroulements primaire et secondaire:

1. à visqueux( sous forme de composés);
2. avec dur( matériaux composites, porcelaine);
3. avec gazeux( air);
4. avec une combinaison( huile et papier).

• Selon le principe de la conversion de courant:

1. optique-électronique;
2. électromagnétique.

La conception, dans les autres cas et le principe de fonctionnement, est déterminée par la tension à laquelle l'appareil est destiné.Les transformateurs de courant sont divisés en deux familles: basse tension( jusqu'à 1 kV) et haute( autre).Les appareils sont très spécifiques. Les instruments familiers du cours de physique à l’école ne ressemblent aux transformateurs de courant qu’avec un enroulement à plusieurs tours, qui ressemble à peu près à une bobine.

Paramètres des transformateurs de courant

Lorsque vous choisissez de travailler en tandem avec un compteur triphasé, tenez tout d'abord compte du rapport de transformation. Un certain nombre de valeurs sont normalisées et vous devez choisir des périphériques pouvant fonctionner par paires. On a dit plus haut que, dans d’autres cas, le rapport de transformation peut être modifié et il est nécessaire de l’utiliser.

Outre la tension de fonctionnement, le courant dans l'enroulement primaire( du réseau à l'étude) joue également un rôle. Il est clair que l'augmentation de la chaleur augmente et que la partie transportant le courant peut brûler. Cette exigence est moins pertinente pour les transformateurs sans enroulement primaire. Le courant secondaire nominal est généralement de 1 ou 5 A, ce qui sert de critère de coordination avec les dispositifs d’appariement.

Relie à prêter attention à la résistance de charge dans le circuit de mesure. Il n’ya guère de compteur hors de la rangée générale, mais il est nécessaire de contrôler le moment. Sinon, la précision des lectures n'est pas garantie. Le facteur de charge n'est généralement pas inférieur à 0,8.Ceci s'applique aux instruments de mesure ayant des inductances dans la composition. GOST normalise la valeur en voltampères. Pour obtenir une résistance en ohms, vous devez diviser le nombre par le carré du courant secondaire.

Les modes de fonctionnement limite sont généralement caractérisés par un courant de résistance électrodynamique résultant d'un court-circuit. Dans le passeport, ils écrivent la valeur à laquelle l'appareil fonctionnera pendant une période arbitrairement longue sans échec. Dans des conditions de court-circuit, le courant est si fort qu'il commence à avoir un effet mécanique. Parfois, au lieu du courant de résistance électrodynamique, sa multiplicité à nominale est indiquée. Il ne reste plus qu'à effectuer l'opération de multiplication. Le paramètre spécifié ne s'applique pas aux appareils sans enroulement primaire.

De plus, le courant de résistance thermique que le transformateur supporte est déterminé sans surchauffe critique. Ce type de stabilité peut être exprimé par la multiplicité.Mais ils partagent les courants de stabilité thermique dans le temps jusqu'à ce que le dispositif reste intact:

1. Une seconde.
2. Deux secondes.
3. Trois secondes.

Il existe des dépendances entre les courants de résistance électrodynamique et thermique présentés dans la figure. La température de l'enroulement primaire de l'aluminium ne doit pas dépasser 200 degrés Celsius, et celle du cuivre - de 250 à 300 ° C, en fonction du type d'isolation. Pour les transformateurs haute tension, la résistance mécanique est normalisée. Elle est déterminée par l'action du vent à une vitesse de 40 m / s( ouragan):

1. 500 N pour les produits d'une tension nominale inférieure à 35 kV.
2. 1000 N pour les produits avec une tension nominale de 110 à 220 kV.
3. 1500 N pour les produits avec une tension nominale de 330 kV.

Inclusion d'un transformateur de courant dans le circuit et principe de fonctionnement de

En général, l'appareil est constitué d'un circuit magnétique et de deux enroulements. Mais le transformateur de courant, contrairement à l'habitude, est allumé de manière particulière. L'enroulement primaire entre séquentiellement dans le circuit principal, où se trouvent les consommateurs, le secondaire est fermé à l'appareil de mesure ou au relais de protection.

Lorsqu'un courant circule dans l'enroulement primaire à l'intérieur du noyau magnétique, un champ apparaît provoquant une réponse. Simultanément, un courant est induit dans l'enroulement secondaire. Son champ est opposé à l'initiateur et le flux résultant est égal à la différence entre l'original et le nouveau. Il ne représente que quelques pour cent de l'original et constitue en fait la liaison de transmission du système. Le champ magnétique résultant imprègne sur le trajet du noyau les spires des enroulements primaire et secondaire, suggérant dans le premier contre-emf et dans le second emf.

La force électromotrice génère un courant secondaire, le rapport au primaire dépend du rapport du nombre de tours. C'est le rapport de transformation. Le courant secondaire restera inchangé et le courant primaire augmentera jusqu'à ce que le champ résultant devienne égal au champ au repos. En conséquence, le dispositif acquerra une résistance suffisamment basse.

Laissez-nous vous expliquer pour une compréhension complète du comportement d'un transformateur en mode veille. Dans ce cas, le courant primaire induit un champ magnétique dans le noyau magnétique. Le flux circule dans une boucle fermée en acier électrique avec une faible atténuation. Son action est telle que la force électromotrice créée dans l'enroulement primaire dans la direction opposée à la tension du réseau. Cela se produit car dans l'inductance, le courant est en retard de 90 degrés, l'EMF induite en retard de 90 degrés derrière le champ magnétique.

Imaginons maintenant que l'enroulement secondaire était chargé.En conséquence, l’énergie de champ commence à être transmise à la sortie, formant un courant. A partir de l'enroulement secondaire, un champ magnétique est formé en antiphase à partir de la source qui l'a généré.La contre-FEM à l’entrée tombe, la consommation commence à augmenter. L'augmentation du courant augmente le champ magnétique primaire. Le processus se poursuit jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint. Cela se produit lorsque le champ magnétique résultant est égal au champ au ralenti. L'appareil va commencer à consommer plus d'énergie, maintenant le système fonctionne.

D'après ce qui a été dit, il est clair:

1. Il est inutile d'activer tout type de transformateur en mode veille sur le réseau. L'énergie sera dépensée uniquement sur les pertes dues à l'inversion magnétique du noyau( les courants de Foucault ne sont presque pas formés, en raison de la conception spéciale sous la forme de plaques isolées les unes des autres).
2. Un petit nombre de tours dans les transformateurs de courant est nécessaire pour réduire au minimum la consommation dans le segment de circuit spécifié.Les copies individuelles n'ont pas de bobinage principal. Ce qui semble logique pour les grands courants qui coule.

Nous avons vu qu'il existait un couplage magnétique entre les courants. Le nom des transformateurs semble être assez logique. Des structures de protection contre les surcharges( en mode court-circuit) et des circuits différentiels comparant les amplitudes des courants des fils de phase et de neutre sont développés. Dans ce dernier cas, un certain seuil d'insensibilité est prévu pour que le circuit prenne en compte les courants de fuite du système.

Transformer Accuracy

La classe de périphériques considérée comporte deux types d'erreur qui doivent être mentionnées:

1. L'erreur actuelle est la différence entre le rapport de transformation réel et le taux nominal.
2. L'erreur angulaire est la divergence du vecteur du courant de sortie par rapport au cas idéal( en antiphase par rapport à l'entrée).

Il existe des méthodes spéciales pour compenser ces inconvénients. Par exemple, au moyen d'une correction de bobine, l'erreur de courant est éliminée. L'angle de divergence est éliminé par le choix correct de la magnitude de l'induction magnétique dans le noyau.