Strāvas transformators

Strāvas transformators ir ierīce, kuras primārais tinums ir kārtīgi savienots ar darba ķēdi un mērīšanai izmanto sekundāro tinumu.Šādas ierīces izmanto ne tikai laboratorijās, lai novērtētu daudzumus. Patiesā strāvas transformatoru atrašanās vieta pie spēkstacijām, kur tās palīdz kontrolēt transporta veidus, pielāgojot iekārtu darbības procesu.

Aizsardzība un mērīšana ar strāvas transformatoriem

Tiklīdz bija nepieciešams pārsūtīt enerģiju no attāluma. Tas notika vēstures attīstības laikā, kad ģeneratori sāka atrasties upēs. Rūpnīcas atradās parastās vietās: resursu vietā, netālu no lielām pilsētām - darba avotiem. Izrādījās, ka spriegums 220, īpaši 110 V, ir neefektīvs pārraidīšanai pa attālumu - zaudējumi pieaug. Paskaidrojums - pastāvīgi palielinās strāvas patēriņa strāva, kas tieši noved pie stiepļu radītā siltuma pieauguma.

Iespēja palielināt stieples šķērsgriezumu ātri tika atmesta kā pārāk dārga. Tad viņi sāka izmantot pastiprinātājus. Tā rezultātā tika konstatēts, ka ar pieņemamu efektivitāti ir iespējams pārraidīt elektrību lielos attālumos tikai ar desmitiem kilovoltu spriegumu. Ir skaidrs, ka kontrolei ir nepieciešama tik liela vara. Daļa no elektrolīniju fāzes vadu pārrāvuma sekām:

1. To cilvēku nāve, kuriem vajadzētu novērst problēmu un nejauši nonākt savā vietā.
2. Trīsfāžu dzinēju atteice.
3. Sprādzienbīstamas un uzliesmojošas situācijas.

Gada laikā 100 km garš 380 V elektropārvades līnijas posms veido 40 līdz 50 negadījumus, 40% - fāzes vadu pārtraukumam. Novēršot nenormālas situācijas, mirst 4-5 cilvēki. Gaisvadu līnijas ir neuzticamas, bet pašlaik tā ir labākā metode, kā pārraidīt elektroenerģiju tādā attālumā, kas prasa kontroles un aizsardzības pasākumus. Turklāt mēraparatūrā tiek izmantoti strāvas transformatori. Piemēram, kopā ar trīsfāžu sprieguma mērītājiem.

Strāvas transformatoru klasifikācija

Strāvas transformatori parasti klasificējami:

• Pēc strāvas veida. Izmērītais spriegums mainās atkarībā no veida. Lai veiktu mērījumus DC ķēdē, tiek izmantots signāla samazinājums impulsiem. Tiešā pārveidošana nav iespējama:

1. maiņstrāvai;
2. DC.

• uz galamērķi. Mēs jau esam teikuši, ka mērījumiem bieži izmanto strāvas transformatorus( piemēram, kWh).Zvanu sistēmas, kurās nepieciešams aizsargāt personālu, lai uzlabotu drošību. Protams, metodes tiek izmantotas avārijas situāciju lokalizēšanai un likvidēšanai:

1. mērīšana;
2. aizsargs.

• Pēc konvertēšanas veida. Kontrolieri vai skaitītāji strādā ar strāvu vai spriegumu. Attiecīgi tiek ražoti šādi transformatori:

1. strāva;
2. strāvas spriegums.

• Izmantojot informāciju:

1. analog;
2. digitālā.

• Pēc uzstādīšanas veida:

1. izmantošanai telpās;
2. darbam brīvā dabā( saskaņā ar GOST 15150 izvietojuma kategoriju 1);
3. iebūvēts;
4. īpašs.

• Uzstādīšanas veidā:

1. atsauce( uzstādīšana plaknē);
2. kontrolpunkti( galvenokārt ēkas ievades ierīces);Iebūvēts
3. ( reizēm bez primārās tinuma, attēlo magnētisko kodolu, kas valkāts uz strāvas nesēja serdeņa izolācijas): autobuss( ievietots jaudas autobusā)noņemams( magnētiskais serdeņš sastāv no divām daļām, pieskrūvētas kopā).

• Pēc transformācijas koeficientu skaita. Pēc GOST domām, tiek izcelti vairāki spriegumi, kas atšķiras viena ar otru pēc kārtas. Lai saskartos ar tām pašām vadības ierīcēm, ir jāmaina transformācijas koeficients:

1. ar vienu transformācijas koeficientu;
2. ar vairākiem transformācijas koeficientiem;

• Pēc transformācijas posmu skaita. Ne vienmēr ir iespējams iegūt pieņemamu signāla līmeni, izmantojot vienu transformāciju. Pēc tam ir nepieciešams palielināt un mazināt vairāku tinumu skaitu, samazinot vai palielinot:

1. vienpakāpju;
2. kaskādes.

• Saskaņā ar primārās tinuma konstrukciju:

1. vienvirziena: ar savu primāro tinumu( primārā tinums ir taisnstūrveida vai apaļš stienis vai U-veida);bez paša primārā tinuma;
2. nogovitkovye.

• Pēc izolācijas veida starp primāro un sekundāro tinumu:

1. ar viskozu( savienojumu formā);
2. ar cietiem( kompozītmateriāliem, porcelānu);
3. ar gāzveida( gaisu);
4. ar kombināciju( eļļa un papīrs).

• Saskaņā ar strāvas pārveidošanas principu:

1. optiskā elektronika;
2. elektromagnētiskais.

Projektu, citos gadījumos un darbības principu, nosaka spriegums, kam ierīce ir paredzēta. Strāvas transformatori ir sadalīti divās ģimenēs: zemspriegumam( līdz 1 kV) un augstam( citam).Ierīces ir ļoti specifiskas. Skolas fizikas kursā pazīstamie instrumenti ir līdzīgi tikai strāvas transformatoriem ar vairāku apgriezienu tinumu, kas aptuveni atgādina spoli.

Strāvas transformatoru parametri

Izvēloties strādāt kopā ar trīsfāžu mērītāju, vispirms pievērsiet uzmanību transformācijas koeficientam. Daudzas vērtības ir standartizētas, un jums ir jāizvēlas ierīces, kas var darboties pāros. Iepriekš tika teikts, ka citos gadījumos var mainīties transformācijas koeficients, un ir nepieciešams to izmantot.

Papildus darba spriegumam svarīga ir arī strāva primārajā tinumā( pētāmā tīkla).Ir skaidrs, ka, palielinoties siltumam, un kad strāvas turētāja daļa var sadedzināt.Šī prasība neattiecas uz transformatoriem bez primārās tinuma. Nominālā sekundārā strāva parasti ir 1 vai 5 A, kas kalpo par kritēriju koordinācijai ar pārošanās ierīcēm.

Attiecas, lai pievērstu uzmanību slodzes pretestībai mērīšanas ķēdē.No vispārējās rindas gandrīz nav skaitītāja, bet ir nepieciešams kontrolēt šo brīdi. Pretējā gadījumā nolasījumu precizitāte nav garantēta. Slodzes koeficients parasti nav mazāks par 0,8.Tas attiecas uz mērinstrumentiem, kuru sastāvs ir induktīvs. GOST normalizē vērtību sprieguma ampēros. Lai iegūtu pretestību omos, skaitlis jāsadala ar sekundārā strāvas kvadrātu.

Limit darbības režīmus parasti raksturo elektrodinamiskā pretestība, kas rodas no īssavienojuma. Pasē viņi raksta vērtību, pie kuras ierīce darbosies patvaļīgi ilgu laiku bez neveiksmes.Īssavienojuma apstākļos strāva ir tik stipra, ka sāk iedarboties mehāniski. Dažreiz elektrodinamiskās pretestības strāvas vietā ir norādīts tās daudzums līdz nominālajam. Atliek tikai veikt reizināšanas darbību. Norādītais parametrs neattiecas uz ierīcēm bez primārās tinuma.

Papildus tiek noteikta termiskās pretestības strāva, ko transformators iztur bez kritiskas pārkaršanas.Šādu stabilitāti var izteikt ar daudzveidību. Bet tie dalās ar termiskās stabilitātes straumēm laikā, kamēr ierīce paliek neskarts:

1. Viena sekunde.
2. Divas sekundes.
3. Trīs sekundes.

Pastāv atkarības starp attēlā redzamajām elektrodinamiskās un termiskās pretestības straumēm. Alumīnija primārās tinuma temperatūra nedrīkst pārsniegt 200 grādus pēc Celsija un vara - no 250 līdz 300, atkarībā no izolācijas veida. Augstsprieguma transformatoriem mehāniskā pretestība ir standartizēta, ko nosaka vēja iedarbība ar ātrumu 40 m / s( viesuļvētras):

1. 500 N produktiem ar nominālo spriegumu līdz 35 kV.
2. 1000 N produktiem ar nominālo spriegumu no 110 līdz 220 kV.
3. 1500 N produktiem ar nominālo spriegumu 330 kV.

Strāvas transformatora iekļaušana ķēdē un

darbības princips

Kopumā ierīce sastāv no magnētiskās shēmas un divām tinumiem. Bet pašreizējais transformators, atšķirībā no parastā, ir ieslēgts īpašā veidā.Primārais tinums secīgi iekļūst galvenajā ķēdē, kur atrodas patērētāji, sekundārais ir aizvērts mērīšanas ierīcē vai aizsargrelejā.

Ja strāvas plūsma primārajā tinumā magnētiskā kodola iekšpusē, parādās lauks, kas rada atbildi. Vienlaikus sekundārajā tinumā tiek ierosināta strāva. Tās lauks ir pretējs iniciatoram, un iegūtā plūsma ir vienāda ar starpību starp oriģinālu un jaunizveidoto. Tas ir tikai daži procenti no oriģināla un faktiski ir sistēmas pārraides saite. Iegūtais magnētiskais lauks iziet cauri kodola ceļam primāro un sekundāro tinumu pagriezieniem, norādot uz pirmo pret-emf un otrajā emf.

elektromotoru spēks rada sekundāro strāvu, attiecība pret primāro ir atkarīga no apgriezienu skaita. Tas ir transformācijas koeficients. Sekundārā strāva paliks nemainīga, un primārā strāva palielināsies, līdz iegūtais lauks būs vienāds ar laukumu tukšgaitā.Tā rezultātā ierīce iegūs pietiekami zemu pretestību.

Izskaidrojiet pilnīgu izpratni par transformatora darbību gaidīšanas režīmā.Šajā gadījumā primārā strāva izraisa magnētisko lauku magnētiskajā kodolā.Plūsma cirkulē slēgtā elektriskā tērauda lokā ar nelielu vājinājumu. Tā darbība ir tāda, ka radītais EMF primārajā tinumā ir pretējs tīkla spriegumam. Tas notiek tāpēc, ka induktīvajā režīmā strāva atpaliek 90 grādiem, inducētais emf 90% aiz magnētiskā lauka.

Tagad iedomājieties, ka sekundārais tinums ir ielādēts. Rezultātā lauka enerģija tiek pārraidīta uz izeju, veidojot strāvu. No sekundārā tinuma magnētiskais lauks tiek veidots pretfāzē no avota, kas to radījis. Counter-EMF pie ieejas krīt, patēriņš sāk augt. Palielināta strāva palielina primāro magnētisko lauku. Process turpinās, līdz tiek sasniegts līdzsvars. Tas notiks, ja iegūtais magnētiskais lauks būs vienāds ar brīvgaitas lauku. Ierīce sāks patērēt vairāk enerģijas, tagad sistēma darbojas.

No tā, kas tika teikts, ir skaidrs:

1. Ir bezjēdzīgi ieslēgt jebkāda veida transformatoru tukšgaitas režīmā tīklā.Enerģija tiks iztērēta tikai zudumiem, kas radušies kodola magnētiskā apgrieziena dēļ( virpuļplūsmas gandrīz nav izveidotas, pateicoties īpašai konstrukcijai, kas ir izolētas viena no otras).
2. Ir nepieciešams neliels apgriezienu skaits strāvas transformatoros, lai samazinātu patēriņu norādītajā ķēdes segmentā līdz minimumam. Atsevišķām kopijām nav primāro tinumu. Kas izskatās loģiski lielām plūsmām.

Mēs esam redzējuši, ka starp strāvām ir magnētiska sakabe. Transformatoru nosaukums šķiet diezgan loģisks. Izstrādātas konstrukcijas pārslodzes aizsardzībai( īssavienojuma režīmā) un diferenciālās shēmas, kas salīdzina fāzes un neitrālu vadu strāvas lielumu. Pēdējā gadījumā tiek nodrošināta noteikta nejutīguma robeža, lai ķēde ņemtu vērā sistēmas noplūdes strāvas.

transformatora precizitāte

Apsvērtajām ierīču klasēm ir divu veidu kļūdas, kurām nepieciešams pieminēt:

1. Pašreizējā kļūda ir starpība starp faktisko transformācijas attiecību un nominālo.
2. Leņķa kļūda ir izejas strāvas vektora novirze no ideālā gadījuma( pretfāzē attiecībā pret ieeju).

Pastāv īpašas metodes šo trūkumu kompensēšanai. Piemēram, izmantojot spoles korekciju, pašreizējā kļūda tiek novērsta. Atšķirības leņķis tiek novērsts, pareizi izvēloties magnētiskās indukcijas lielumu kodolā.