Trasformatore di corrente

Un trasformatore di corrente è un dispositivo il cui avvolgimento primario è collegato in serie a un circuito di lavoro e l'avvolgimento secondario è utilizzato per la misurazione. Tali dispositivi sono utilizzati non solo nei laboratori per stimare le quantità.Il vero luogo dei trasformatori di corrente vicino alle centrali elettriche, dove aiutano a controllare le modalità, apportando modifiche al processo di funzionamento delle apparecchiature. Protezione e misura

con trasformatori di corrente

Una volta è stato necessario trasferire energia a distanza. Ciò accadde al momento dello sviluppo della storia, quando i generatori cominciarono ad essere situati vicino ai fiumi. Le fabbriche erano situate in luoghi ordinari: nel luogo di occorrenza di risorse, vicino a grandi città - fonti di lavoro. Si è scoperto che la tensione 220, in particolare 110 V, è inefficiente da trasmettere su una distanza - le perdite crescono. Spiegazione: con una corrente di consumo costante aumenta la corrente, che porta direttamente ad un aumento del calore generato nei fili.

L'opzione per aumentare la sezione trasversale del filo è stata rapidamente scartata perché troppo costosa. Poi hanno iniziato a usare trasformatori step-up. Di conseguenza, è stato trovato che con efficienza accettabile è possibile trasmettere elettricità su lunghe distanze solo a una tensione di decine di kilovolt.È chiaro che è necessario così tanto potere per controllare. Parte delle conseguenze della rottura dei fili di fase delle linee elettriche:

1. La morte di persone che dovrebbero risolvere il problema e trovarsi casualmente sul posto.
2. Guasto dei motori trifase.
3. Situazioni esplosive e infiammabili.

In un anno, una sezione di 100 km della linea di trasmissione a 380 V rappresenta da 40 a 50 incidenti, il 40% per un'interruzione nel cavo di fase. Nel corso dell'eliminazione di situazioni anomale, 4-5 persone muoiono. Le linee aeree non sono affidabili, ma questo è attualmente il metodo migliore per trasmettere energia elettrica su una distanza che richiede misure di controllo e protezione. Inoltre, i trasformatori di corrente vengono utilizzati nelle apparecchiature di misurazione. Ad esempio, in tandem con misuratori di tensione trifase.

Classificazione dei trasformatori di corrente

I trasformatori di corrente sono generalmente classificati:

• per tipo di corrente. La tensione misurata varia in base al tipo. Per le misurazioni nel circuito DC, viene utilizzato il taglio del segnale in impulsi. La trasformazione diretta non è possibile:

1. per corrente alternata;
2. per DC.

• Alla destinazione. Abbiamo già detto che i trasformatori di corrente vengono spesso utilizzati per le misurazioni( ad esempio, kWh).Chiama i sistemi in cui è necessario proteggere il personale per migliorare la sicurezza. Naturalmente, le tecniche sono applicate per localizzare ed eliminare le situazioni di emergenza: misurazione

1. ;
2. protettivo.

• Per tipo di conversione. Controllori o contatori funzionano con corrente o tensione. Di conseguenza, vengono fabbricati i seguenti trasformatori:

1. corrente-corrente;Tensione di corrente
2. .

• A titolo di presentazione delle informazioni: analogico

1. ;
2. digitale.

• Per tipo di installazione:

1. per uso interno;
2. per lavori all'aperto( secondo GOST 15150 categoria 1);
3. incorporato;Speciale
4. .

• A titolo di installazione: riferimento

1. ( installazione sul piano);Checkpoint
2. ( principalmente dispositivi di input per l'edificio);L'
3. incorporato( a volte senza avvolgimento primario, rappresenta il nucleo magnetico, indossato sull'isolamento del nucleo che trasporta corrente): bus( collegato al bus di alimentazione);staccabile( il nucleo magnetico è costituito da due parti, imbullonate insieme).

• Dal numero di rapporti di trasformazione. Secondo GOST, si distingue una serie di tensioni, che differiscono l'una dall'altra di un ordine di grandezza. Per interfacciarsi con gli stessi dispositivi di controllo, è necessario modificare il rapporto di trasformazione:

1. con un rapporto di trasformazione;
2. con più rapporti di trasformazione;

• Dal numero di fasi di trasformazione. Non è sempre possibile ottenere un livello di segnale accettabile usando una singola trasformazione. Quindi è necessario aumentare e alleviare il numero di avvolgimenti ripetutamente, abbassando o aumentando:

1. monostadio;
2. a cascata.

• Secondo la progettazione dell'avvolgimento primario:

1. a giro singolo: con il proprio avvolgimento primario( l'avvolgimento primario è rettangolare o tondo o a forma di U);senza il proprio avvolgimento primario;
2. nogovitkovye.

• Per tipo di isolamento tra gli avvolgimenti primario e secondario:

1. con viscoso( sotto forma di composti);
2. con materiali duri( materiali compositi, porcellana);
3. con gas( aria);
4. con una combinazione( olio e carta).

• Secondo il principio della conversione corrente:

1. ottico-elettronico;
2. elettromagnetico.

Il design, in altri casi e il principio di funzionamento, è determinato dalla tensione a cui è destinato il dispositivo. I trasformatori di corrente sono divisi in due famiglie: per bassa tensione( fino a 1 kV) e alta( altro).I dispositivi sono molto specifici. Gli strumenti familiari al corso di fisica della scuola assomigliano solo ai trasformatori di corrente con un avvolgimento multigiro, che ricorda approssimativamente una bobina.

Parametri dei trasformatori di correnteUn numero di valori è standardizzato e devi scegliere dispositivi che possano funzionare in coppia.È stato detto sopra che in altri casi il rapporto di trasformazione può essere cambiato ed è necessario utilizzarlo.

Oltre alla tensione operativa, la corrente nell'avvolgimento primario( della rete in esame) svolge un ruolo.È chiaro che con l'aumentare del calore aumenta e una volta che la parte che porta corrente può bruciare. Questo requisito non è così rilevante per i trasformatori senza avvolgimento primario. La corrente secondaria nominale è solitamente 1 o 5 A, che funge da criterio per il coordinamento con i dispositivi di accoppiamento.

Si riferisce a prestare attenzione alla resistenza di carico nel circuito di misura. Non c'è quasi un contro-fuori dalla fila generale, ma è necessario controllare il momento. In caso contrario, la precisione delle letture non è garantita. Il fattore di carico di solito non è inferiore a 0,8.Questo vale per gli strumenti di misurazione con induttanze nella composizione. GOST normalizza il valore in volt-ampere. Per ottenere la resistenza in ohm, devi dividere il numero per il quadrato della corrente secondaria. Le modalità operative del limite

sono solitamente caratterizzate da una corrente di resistenza elettrodinamica derivante da un cortocircuito. Nel passaporto scrivono il valore al quale il dispositivo funzionerà per un tempo arbitrariamente lungo senza errori. In condizioni di cortocircuito, la corrente è così forte che inizia ad avere un effetto meccanico. A volte, invece della corrente di resistenza elettrodinamica, è indicata la sua molteplicità a nominale. Resta solo per eseguire l'operazione di moltiplicazione. Il parametro specificato non si applica ai dispositivi senza avvolgimento primario.

Inoltre, viene determinata la corrente di resistenza termica, che il trasformatore resiste senza surriscaldamento critico. Questo tipo di stabilità può essere espresso dalla molteplicità.Ma condividono le correnti di stabilità termica nel tempo fino a quando il dispositivo rimane intatto:

1. Un secondo.
2. Due secondi.
3. Tre secondi.

Dipendenze tra correnti di resistenza

Esistono dipendenze tra le correnti di resistenza elettrodinamica e termica presentate in figura. La temperatura dell'avvolgimento primario dell'alluminio non deve superare i 200 gradi Celsius e del rame - da 250 a 300, a seconda del tipo di isolamento. Per i trasformatori di alta tensione, la resistenza meccanica è standardizzata, determinata dall'azione del vento a una velocità di 40 m / s( uragano):

1. 500 N per prodotti con una tensione nominale fino a 35 kV.
2. 1000 N per prodotti con una tensione nominale da 110 a 220 kV.
3. 1500 N per prodotti con una tensione nominale di 330 kV.

Inclusione di un trasformatore di corrente nel circuito e principio di funzionamento di

In generale, il dispositivo è costituito da un circuito magnetico e due avvolgimenti. Ma l'attuale trasformatore, a differenza del solito, è attivato in un modo speciale. L'avvolgimento primario entra sequenzialmente nel circuito principale, dove si trovano i consumatori, il secondario è chiuso al dispositivo di misurazione o al relè di protezione.

Quando una corrente fluisce nell'avvolgimento primario all'interno del nucleo magnetico, appare un campo che causa una risposta. Contemporaneamente, una corrente viene indotta nell'avvolgimento secondario. Il suo campo è opposto all'originatore e il flusso risultante è uguale alla differenza tra l'originale e il nuovo formato.È solo una piccola percentuale dell'originale e, in effetti, è il collegamento di trasmissione del sistema. Il campo magnetico risultante permea lungo il percorso del nucleo le spire degli avvolgimenti primari e secondari, suggerendo nella prima contro-emf e nella seconda fem.

La forza elettromotrice genera una corrente secondaria, il rapporto con il primario dipende dal rapporto del numero di giri. Questo è il rapporto di trasformazione. La corrente secondaria rimarrà invariata e la corrente primaria crescerà fino a quando il campo risultante diventa uguale al campo inattivo. Di conseguenza, il dispositivo acquisirà una resistenza sufficientemente bassa.

Cerchiamo di spiegare per una comprensione completa del comportamento di un trasformatore in modalità inattiva. In questo caso, la corrente primaria induce un campo magnetico nel nucleo magnetico. Il flusso circola in un anello chiuso di acciaio elettrico con una piccola attenuazione. La sua azione è tale che l'EMF creato nell'avvolgimento primario nella direzione opposta alla tensione della rete. Questo accade perché nell'induttanza la corrente si ritarda di 90 gradi, l'emf indotta rimane indietro di 90 gradi rispetto al campo magnetico.

Avvolgimento primario e secondario

Immaginate ora di caricare l'avvolgimento secondario. Di conseguenza, l'energia di campo inizia a essere trasmessa all'uscita, formando una corrente. Dall'avvolgimento secondario, un campo magnetico è formato in antifase dalla sorgente che lo ha generato. Contro-EMF all'entrata cade, il consumo inizia a crescere. La corrente aumentata aumenta il campo magnetico primario. Il processo continua fino al raggiungimento dell'equilibrio. Ciò accadrà quando il campo magnetico risultante equivale al campo inattivo. Il dispositivo inizierà a consumare più energia, ora il sistema sta funzionando.

Da quanto detto è chiaro:

1. È inutile attivare qualsiasi tipo di trasformatore nella modalità di inattività nella rete. L'energia sarà spesa solo per le perdite dovute all'inversione magnetica del nucleo( le correnti parassite non sono quasi formate, a causa del particolare design sotto forma di lastre isolate l'una dall'altra).
2. È necessario un numero ridotto di giri nei trasformatori di corrente per ridurre al minimo il consumo nel segmento di circuito specificato. Le copie individuali non hanno un avvolgimento primario. Ciò che sembra logico per grandi correnti fluenti.

Abbiamo visto che esiste un accoppiamento magnetico tra le correnti. Il nome dei trasformatori sembra essere abbastanza logico. Vengono sviluppate strutture per la protezione da sovraccarico( in modalità cortocircuito) e circuiti differenziali che confrontano le grandezze delle correnti dei fili di fase e neutro. In quest'ultimo caso, viene fornita una certa soglia di insensibilità al circuito per tenere conto delle correnti di dispersione del sistema. Precisione del trasformatore

La classe di dispositivi considerata presenta due tipi di errori che richiedono di menzionare:

1. L'errore corrente è la differenza tra il rapporto di trasformazione effettivo e quello nominale.
2. L'errore angolare è la divergenza del vettore della corrente di uscita dal caso ideale( in antiphase rispetto all'ingresso).

Esistono metodi speciali per compensare questi svantaggi. Ad esempio, mediante una correzione della bobina, l'errore corrente viene eliminato. L'angolo di divergenza è eliminato dalla scelta corretta della grandezza dell'induzione magnetica nel nucleo.