Transformator prądu

Przekładnik prądowy jest urządzeniem, którego uzwojenie pierwotne jest połączone szeregowo z obwodem roboczym, a uzwojenie wtórne służy do pomiaru. Takie urządzenia są wykorzystywane nie tylko w laboratoriach do szacowania ilości. Prawdziwe miejsce transformatorów prądowych w pobliżu elektrowni, gdzie pomagają kontrolować tryby, dostosowując proces pracy urządzenia.

Ochrona i pomiary z przekładnikami prądowymi

Kiedy konieczne było przeniesienie energii na odległość.Stało się to w momencie rozwoju historii, kiedy generatory zaczęły się znajdować w pobliżu rzek. Fabryki zlokalizowane były w zwykłych miejscach: w miejscu występowania zasobów, w pobliżu dużych miast - źródeł pracy. Okazało się, że napięcie 220, zwłaszcza 110 V, jest nieefektywne do transmisji na odległość - straty rosną.Wyjaśnienie - przy stałym poborze prądu wzrasta prąd, co bezpośrednio prowadzi do wzrostu ciepła wytwarzanego w przewodach.

Schematy uzwojenia transformatorów prądowych

Opcja zwiększenia przekroju przewodu została szybko odrzucona jako zbyt kosztowna. Potem zaczęli używać transformatorów podwyższających. W rezultacie stwierdzono, że przy akceptowalnej wydajności możliwe jest przesyłanie energii elektrycznej na duże odległości tylko przy napięciu kilkudziesięciu kilowoltów. Oczywiste jest, że kontrola wymaga tak dużej mocy. Część konsekwencji zerwania przewodów fazowych linii energetycznych:

instagram viewer

  1. Śmierć ludzi, którzy mają naprawić problem i przypadkowo znaleźć się w miejscu.
  2. Awaria silników trójfazowych.
  3. Sytuacje wybuchowe i łatwopalne.

W ciągu roku odcinek 100 km linii przesyłowej 380 V odpowiada za 40 do 50 wypadków, 40% za przerwę w przewodzie fazowym. W trakcie eliminowania anormalnych sytuacji umiera 4-5 osób. Linie napowietrzne są niewiarygodne, ale jest to obecnie najlepsza metoda przesyłania energii elektrycznej na odległość, która wymaga środków kontroli i ochrony. Ponadto w urządzeniach pomiarowych stosowane są przekładniki prądowe. Na przykład w parze z miernikami napięcia trójfazowego.

Klasyfikacja przekładników prądowych

Przekładniki prądowe są zwykle klasyfikowane:

  • Według typu prądu. Zmierzone napięcie zależy od typu. W przypadku pomiarów w obwodzie prądu stałego stosuje się cięcie sygnału na impulsy. Bezpośrednia transformacja nie jest możliwa:
  1. dla prądu przemiennego;
  2. dla DC.
  • Do celu. Powiedzieliśmy już, że przekładniki prądowe są często używane do pomiarów( na przykład kWh).Systemy połączeń, w których musisz chronić personel w celu poprawy bezpieczeństwa. Techniki są oczywiście stosowane do lokalizowania i eliminowania sytuacji awaryjnych: pomiar
  1. ;
  2. ochronne.
  • Według typu konwersji. Kontrolery lub mierniki pracują z prądem lub napięciem. W związku z tym wytwarzane są następujące transformatory: prąd prądowy
  1. ;
  2. napięcie prądu.
  • Poprzez przedstawienie informacji:
  1. analog;
  2. cyfrowy.
  • Według rodzaju instalacji:
  1. do użytku w pomieszczeniach;
  2. do pracy na wolnym powietrzu( zgodnie z kategorią 1 umieszczania GOST 15150);
  3. osadzone;
  4. specjalny.
  • W drodze instalacji: referencja
  1. ( instalacja na płaszczyźnie);Punkty kontrolne
  2. ( głównie urządzenia wejściowe do budynku);
  3. osadzony( czasami bez uzwojenia pierwotnego, reprezentuje rdzeń magnetyczny, noszony na izolacji rdzenia przenoszącego prąd): magistrala( podłączona do magistrali zasilającej);odpinany( rdzeń magnetyczny składa się z dwóch części, skręconych ze sobą).
  • Według liczby współczynników transformacji. Zgodnie z GOST, rozróżnia się kilka napięć, różniących się między sobą rzędem wielkości. Aby połączyć się z tymi samymi urządzeniami sterującymi, należy zmienić współczynnik transformacji:
  1. z jednym współczynnikiem transformacji;
  2. o wielu stosunkach transformacji;
  • Według liczby etapów transformacji. Nie zawsze jest możliwe uzyskanie akceptowalnego poziomu sygnału za pomocą pojedynczej transformacji. Następnie należy wielokrotnie zwiększać i zmniejszać liczbę zwojów, zmniejszając lub zwiększając:
  1. jednostopniowy;
  2. kaskadowanie.
  • Zgodnie z projektem uzwojenia pierwotnego:
  1. jednoobrotowy: z własnym uzwojeniem pierwotnym( uzwojenie pierwotne ma kształt prostokąta lub okrągły pręt lub kształt litery U);bez własnego uzwojenia pierwotnego;
  2. nogovitkovye.
  • Według rodzaju izolacji między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym:
  1. o lepkości( w postaci związków);
  2. z twardym( materiały kompozytowe, porcelana);
  3. z gazowym( powietrzem);
  4. z połączeniem( olej i papier).
  • Zgodnie z zasadą aktualnej konwersji:
  1. optyczno-elektroniczny;
  2. elektromagnetyczny.

Projekt, w innych przypadkach i zasadzie działania, jest określony przez napięcie, dla którego urządzenie jest przeznaczone. Przekładniki prądowe są podzielone na dwie rodziny: dla niskiego napięcia( do 1 kV) i wysokiego( inne).Urządzenia są bardzo specyficzne. Instrumenty znane szkolnemu kursowi fizyki przypominają tylko transformatory prądowe z uzwojeniem wieloobrotowym, które w przybliżeniu przypomina cewkę.

Odmiany przekładników prądowych

Parametry przekładników prądowychWiele wartości jest ustandaryzowanych i musisz wybrać urządzenia, które mogą pracować parami. Mówi się powyżej, że w innych przypadkach stosunek transformacji może ulec zmianie i konieczne jest jej użycie.

Oprócz napięcia roboczego, prąd w uzwojeniu pierwotnym( badanej sieci) odgrywa rolę.Oczywiste jest, że wraz ze wzrostem temperatury wzrasta i gdy część przenosząca prąd może się palić.Ten wymóg nie jest tak istotny dla transformatorów bez uzwojenia pierwotnego. Nominalny prąd wtórny wynosi zwykle 1 lub 5 A, który służy jako kryterium koordynacji z urządzeniami współpracującymi.

Dotyczy zwracania uwagi na rezystancję obciążenia w obwodzie pomiarowym. Z ogólnego rzędu nie ma prawie przeciwwagi, ale trzeba kontrolować chwilę.W przeciwnym razie dokładność odczytów nie jest gwarantowana. Współczynnik obciążenia zwykle nie jest niższy niż 0,8.Dotyczy to przyrządów pomiarowych z indukcyjnością w kompozycji. GOST normalizuje wartość w woltoamperach. Aby uzyskać rezystancję w omach, musisz podzielić liczbę przez kwadrat prądu wtórnego.

Tryby pracy granicznej zazwyczaj charakteryzują się elektrodynamicznym prądem rezystancyjnym wynikającym ze zwarcia. W paszporcie zapisują wartość, przy której urządzenie będzie działało przez arbitralnie długi czas bez awarii. W warunkach zwarcia prąd jest tak silny, że zaczyna działać mechanicznie. Czasami, zamiast prądu o oporności elektrodynamicznej, wskazuje się jego krotność do nominalnej. Pozostaje tylko wykonać operację mnożenia. Podany parametr nie dotyczy urządzeń bez uzwojenia pierwotnego.

Ponadto określa się rezystancję termiczną, którą transformator wytrzymuje bez krytycznego przegrzania. Ten rodzaj stabilności można wyrazić wielością.Ale dzielą one prądy stabilności termicznej w czasie, aż urządzenie pozostanie nienaruszone:

  1. Jedna sekunda.
  2. Dwie sekundy.
  3. Trzy sekundy.

Zależności między prądami rezystancji

Istnieją zależności między prądami oporu elektrodynamicznego i termicznego przedstawionymi na rysunku. Temperatura pierwotnego uzwojenia aluminium nie powinna przekraczać 200 stopni Celsjusza, a miedzi - od 250 do 300, w zależności od rodzaju izolacji. W przypadku transformatorów wysokonapięciowych wytrzymałość mechaniczna jest znormalizowana, określona przez działanie wiatru z prędkością 40 m / s( huragan):

  1. 500 N dla produktów o napięciu znamionowym do 35 kV.
  2. 1000 N dla produktów o napięciu znamionowym od 110 do 220 kV.
  3. 1500 N dla produktów o napięciu znamionowym 330 kV.

Włączenie przekładnika prądowego w obwodzie i zasady działania

Zasadniczo urządzenie składa się z obwodu magnetycznego i dwóch uzwojeń.Ale obecny transformator, w przeciwieństwie do zwykłego, jest włączany w specjalny sposób. Uzwojenie pierwotne wchodzi kolejno do obwodu głównego, w którym znajdują się odbiorcy, wtórny jest zamknięty dla urządzenia pomiarowego lub przekaźnika zabezpieczającego.

Gdy prąd płynie w uzwojeniu pierwotnym wewnątrz rdzenia magnetycznego, pojawia się pole powodujące odpowiedź.Równocześnie w uzwojeniu wtórnym indukowany jest prąd. Jego pole jest przeciwne do inicjatora, a wynikowy przepływ jest równy różnicy między oryginałem a nowo utworzonym. To tylko kilka procent oryginału i, w rzeczywistości, jest łącze transmisji systemu. Wynikające z tego pole magnetyczne przenika wzdłuż ścieżki rdzenia zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego, co sugeruje w pierwszym kontr-emf, a w drugim emf.

Siła elektromotoryczna wytwarza prąd wtórny, stosunek do pierwotnego zależy od stosunku liczby zwojów. Jest to stosunek transformacji. Prąd wtórny pozostanie niezmieniony, a prąd pierwotny będzie rósł, dopóki wynikowe pole nie stanie się równe polu na biegu jałowym. W rezultacie urządzenie uzyska wystarczająco niski opór.

Wyjaśnijmy dla pełnego zrozumienia zachowania transformatora w trybie bezczynności. W tym przypadku prąd pierwotny indukuje pole magnetyczne w rdzeniu magnetycznym. Strumień krąży w zamkniętej pętli stali elektrotechnicznej z niewielkim tłumieniem. Jego działanie jest takie, że wytworzona EMF w uzwojeniu pierwotnym w kierunku przeciwnym do napięcia sieci. Dzieje się tak, ponieważ w indukcyjności prąd opóźnia się o 90 stopni, indukowane emf pozostaje w tyle za polem magnetycznym o 90 stopni.

Uzwojenia pierwotne i wtórne

Teraz wyobraź sobie, że uzwojenie wtórne zostało załadowane. W rezultacie energia pola zaczyna być przesyłana na wyjście, tworząc prąd. Z uzwojenia wtórnego powstaje pole magnetyczne w antyfazie ze źródła, które je wytworzyło. Licznik-EMF przy wejściu spada, konsumpcja zaczyna rosnąć.Zwiększony prąd zwiększa pierwotne pole magnetyczne. Proces trwa dopóki równowaga nie zostanie osiągnięta. Nastąpi to, gdy wynikowe pole magnetyczne będzie równe polu na biegu jałowym. Urządzenie zacznie zużywać więcej energii, teraz system działa.

Z tego, co zostało powiedziane, wynika jasno:

  1. Nie ma sensu włączać żadnego rodzaju transformatora w trybie bezczynności w sieci. Energia zostanie zużyta tylko na straty wynikające z magnetycznego odwrócenia rdzenia( prądy wirowe prawie się nie tworzą, ze względu na specjalny projekt w postaci płytek oddzielonych od siebie).
  2. Wymagana jest niewielka liczba zwojów w przekładnikach prądowych, aby zmniejszyć zużycie do określonego obwodu do minimum. Poszczególne kopie nie mają uzwojenia pierwotnego. To, co wygląda logicznie dla dużych prądów płynących.

Widzieliśmy, że pomiędzy prądami istnieje sprzężenie magnetyczne. Nazwa transformatorów wydaje się dość logiczna. Tworzone są konstrukcje zabezpieczające przed przeciążeniem( w trybie zwarciowym) i obwody różnicowe, które porównują wielkości prądów fazowych i neutralnych. W tym drugim przypadku dla obwodu przewidziano pewien próg niewrażliwości w celu uwzględnienia prądów upływowych układu.

Dokładność transformatora

Rozważana klasa urządzeń ma dwa rodzaje błędów, które wymagają wzmianki:

  1. Bieżący błąd jest różnicą między rzeczywistym współczynnikiem transformacji a rzeczywistym.
  2. Błąd kątowy to rozbieżność wektora prądu wyjściowego od przypadku idealnego( w antyfazie względem wejścia).

Istnieją specjalne metody kompensowania tych wad. Na przykład, dzięki korekcji cewki, bieżący błąd jest wyeliminowany. Kąt rozbieżności jest eliminowany przez właściwy dobór wielkości indukcji magnetycznej w rdzeniu.

Moc prądu elektrycznego

Moc prądu elektrycznegoEncyklopedia

Moc prądu elektrycznego - prędkość pracy wykonywanej przez obwód. Prosta definicja, zamieszanie ze zrozumieniem. Moc podzielona jest na aktywną, reaktywną.I to się zaczyna. .. Praca prądu el...

Czytaj Więcej
Generator termoelektryczny

Generator termoelektrycznyEncyklopedia

Generator termoelektryczny - to urządzenie, które odbiera energię elektryczną z ciepła. Doskonałym źródłem energii, niestety, charakteryzuje się niską efektywnością. Ponadto, obecny DC transformato...

Czytaj Więcej
Cewka Tesli

Cewka TesliEncyklopedia

Cewka Tesli to płaska helisa o wysokiej wrodzonej pojemności wraz z indukcyjnością.Patent na wynalazek został złożony w styczniu 1894 roku. Naturalnie autorem był Nikola Tesla. Pod tą nazwą, masy...

Czytaj Więcej