Transformador de corrente

O transformador de corrente é um dispositivo cujo enrolamento primário é conectado em série com o circuito de trabalho e o enrolamento secundário é usado para medição. Tais dispositivos são usados ​​não apenas em laboratórios para estimar quantidades. O verdadeiro lugar dos transformadores de corrente próximos às usinas de energia, onde ajudam a controlar os modos, fazendo ajustes no processo de operação dos equipamentos.

Proteção e Medição com Transformadores de Corrente

Uma vez foi necessário transferir energia a uma distância. Isso aconteceu no momento do desenvolvimento da história, quando os geradores começaram a se localizar perto dos rios. As fábricas estavam localizadas em lugares comuns: no local de ocorrência de recursos, perto de grandes cidades - fontes de trabalho. Descobriu-se que a tensão 220, especialmente 110 V, é ineficiente para transmitir a distância - as perdas aumentam. Explicação - com uma corrente de consumo de energia constante aumenta, o que leva diretamente a um aumento no calor gerado nos fios.

A opção de aumentar a seção transversal do fio foi rapidamente descartada por ser muito cara. Então eles começaram a usar transformadores elevadores. Como resultado, verificou-se que, com eficiência aceitável, é possível transmitir eletricidade a longas distâncias apenas com uma tensão de dezenas de kilovolts.É claro que muito poder é necessário para controlar. Parte das consequências de quebrar os fios de fase das linhas de energia:

1. A morte de pessoas que supostamente consertam o problema e acidentalmente se encontram no lugar.
2. Falha de motores trifásicos.
3. Situações explosivas e inflamáveis.

Em um ano, uma seção de 100 km da linha de transmissão de 380 V é responsável por 40 a 50 acidentes e 40% por uma interrupção no fio da fase. No curso da eliminação de situações anormais, 4-5 pessoas morrem. Linhas aéreas não são confiáveis, mas este é atualmente o melhor método de transmissão de energia elétrica a uma distância que requer medidas de controle e proteção. Além disso, os transformadores de corrente são usados ​​em equipamentos de medição. Por exemplo, em conjunto com os medidores de tensão trifásicos.

Classificação dos transformadores de corrente

Os transformadores de corrente são geralmente classificados:

• Por tipo de corrente. A tensão medida varia por tipo. Para medições no circuito CC, o corte do sinal em pulsos é usado. A transformação direta não é possível:

1. para corrente alternada;
2. para DC.

• Para o destino. Já dissemos que os transformadores de corrente são freqüentemente usados ​​para medições( por exemplo, kWh).Chame sistemas onde você precisa proteger o pessoal para melhorar a segurança. Naturalmente, as técnicas são aplicadas para localizar e eliminar situações de emergência: medição de

1. ;Protetor
2. .

• Por tipo de conversão. Controladores ou medidores trabalham com corrente ou tensão. Assim, os seguintes transformadores são fabricados: corrente de corrente

1. ;Tensão de corrente
2. .

• Por meio de apresentação de informações:

1. analógico;
2. digital.

• Por tipo de instalação:

1. para uso interno;
2. para trabalho ao ar livre( de acordo com a categoria de colocação 1 do GOST 15150);
3. incorporado;
4. especial.

• Por meio de instalação: referência

1. ( instalação no avião);Pontos de verificação
2. ( principalmente dispositivos de entrada para o edifício);
3. embutido( às vezes sem enrolamento primário, representa o núcleo magnético, usado no isolamento do núcleo transportador de corrente): barramento( colocado no barramento de força);Destacável( núcleo magnético consiste em duas partes, aparafusadas).

• Pelo número de proporções de transformação. De acordo com o GOST, uma série de tensões são diferenciadas, diferindo uma da outra por uma ordem de grandeza. Para interagir com os mesmos dispositivos de controle, a taxa de transformação deve ser alterada:

1. com uma taxa de transformação;
2. com múltiplas taxas de transformação;

• Pelo número de estágios de transformação. Nem sempre é possível obter um nível de sinal aceitável usando uma única transformação. Então é necessário aumentar e aliviar repetidamente o número de voltas, diminuindo ou aumentando:

1. de estágio único;
2. em cascata.

• De acordo com o projeto do enrolamento primário:

1. single-turn: com seu próprio enrolamento primário( o enrolamento primário é retangular ou redondo ou em forma de U);sem próprio enrolamento primário;
2. nogovitkovye.

• Por tipo de isolamento entre os enrolamentos primário e secundário:

1. com viscoso( na forma de compostos);
2. com disco rígido( materiais compósitos, porcelana);
3. com gasoso( ar);
4. com uma combinação( óleo e papel).

• De acordo com o princípio da conversão de corrente:

1. óptico-eletrônico;
2. eletromagnético.

O design, em outros casos e o princípio de operação, é determinado pela tensão para a qual o dispositivo é destinado. Os transformadores de corrente são divididos em duas famílias: para baixa tensão( até 1 kV) e alta( outra).Dispositivos são muito específicos. Instrumentos familiares ao curso de física da escola lembram apenas transformadores de corrente com um enrolamento multi-voltas, que se assemelha aproximadamente a uma bobina.

Parâmetros dos transformadores de corrente

Ao escolher trabalhar em conjunto com um medidor trifásico, preste primeiramente atenção à relação de transformação. Um número de valores é padronizado e você precisa escolher dispositivos que possam trabalhar em pares. Foi dito acima que em outros casos a relação de transformação pode ser alterada, e é necessário usá-la.

Além da tensão de operação, a corrente no enrolamento primário( da rede em estudo) desempenha um papel.É claro que com o aumento do calor aumenta, e uma vez que a parte transportadora de corrente pode queimar. Este requisito não é tão relevante para transformadores sem enrolamento primário. A corrente nominal secundária é geralmente 1 ou 5 A, que serve como um critério para a coordenação com os dispositivos de acoplamento.

Refere-se a prestar atenção à resistência da carga no circuito de medição. Há dificilmente um contador fora da linha geral, mas é necessário controlar o momento. Caso contrário, a precisão das leituras não é garantida. O fator de carga geralmente não é menor que 0,8.Isso se aplica a instrumentos de medição com indutâncias na composição. O GOST normaliza o valor em volt-amperes. Para obter resistência em ohms, você deve dividir o número pelo quadrado da corrente secundária.

Os modos de operação limite são geralmente caracterizados por uma corrente de resistência eletrodinâmica proveniente de um curto-circuito. No passaporte, eles escrevem o valor no qual o dispositivo funcionará por um tempo arbitrariamente longo sem falhas. Sob condições de curto-circuito, a corrente é tão forte que começa a ter um efeito mecânico.Às vezes, em vez da corrente de resistência eletrodinâmica, sua multiplicidade nominal é indicada. Resta apenas realizar a operação de multiplicação. O parâmetro especificado não se aplica a dispositivos sem enrolamento primário.

Além disso, a corrente de resistência térmica é determinada, o que o transformador suporta sem sobreaquecimento crítico. Esse tipo de estabilidade pode ser expresso pela multiplicidade. Mas eles compartilham as correntes de estabilidade térmica no tempo até que o dispositivo permaneça intacto:

1. Um segundo.
2. Dois segundos.
3. Três segundos.

Existem dependências entre as correntes de resistência eletrodinâmica e térmica apresentadas na figura. A temperatura do enrolamento primário de alumínio não deve exceder 200 graus Celsius, e de cobre - de 250 a 300, dependendo do tipo de isolamento. Para transformadores de alta tensão, a resistência mecânica é padronizada, determinada pela ação do vento a uma velocidade de 40 m / s( furacão):

1. 500 N para produtos com tensão nominal de até 35 kV.
2. 1000 N para produtos com tensão nominal de 110 a 220 kV.
3. 1500 N para produtos com uma tensão nominal de 330 kV.

Inclusão de um transformador de corrente no circuito e princípio de operação do

Em geral, o dispositivo consiste em um circuito magnético e dois enrolamentos. Mas o transformador de corrente, diferente do normal, é ligado de maneira especial. O enrolamento primário entra sequencialmente no circuito principal, onde os consumidores estão localizados, o secundário é fechado para o dispositivo de medição ou o relé de proteção.

Quando uma corrente flui no enrolamento primário dentro do núcleo magnético, um campo aparece causando uma resposta. Simultaneamente, uma corrente é induzida no enrolamento secundário. Seu campo é oposto ao originador e o fluxo resultante é igual à diferença entre o original e o recém-formado.É apenas alguns por cento do original e, de fato, é o link de transmissão do sistema. O campo magnético resultante permeia ao longo do trajeto do núcleo as voltas dos enrolamentos primário e secundário, sugerindo na primeira contrafem e na segunda fem.

A força eletromotriz gera uma corrente secundária, a relação com a principal depende da proporção do número de voltas. Essa é a taxa de transformação. A corrente secundária permanecerá inalterada e a corrente primária crescerá até que o campo resultante se torne igual ao campo em ocioso. Como resultado, o dispositivo adquirirá uma resistência suficientemente baixa.

Vamos explicar para uma compreensão completa do comportamento de um transformador no modo inativo. Neste caso, a corrente primária induz um campo magnético no núcleo magnético. O fluxo circula em um circuito fechado de aço elétrico com uma pequena atenuação. Sua ação é tal que o EMF criado no enrolamento primário na direção oposta à voltagem da rede. Isso acontece porque na indutância a corrente fica 90 graus, a força induzida fica 90 graus atrás do campo magnético.

Agora imagine que o enrolamento secundário foi carregado. Como resultado, a energia do campo começa a ser transmitida para a saída, formando uma corrente. Do enrolamento secundário, um campo magnético é formado na antifase a partir da fonte que o gerou. Contra-EMF na entrada cai, o consumo começa a crescer. A corrente aumentada aumenta o campo magnético primário. O processo continua até que o equilíbrio seja alcançado. Isso acontecerá quando o campo magnético resultante for igual ao campo em marcha lenta. O dispositivo começará a consumir mais energia, agora o sistema está funcionando.

Do que foi dito está claro:

1. É inútil ligar qualquer tipo de transformador no modo ocioso da rede. A energia será gasta apenas em perdas devido à reversão magnética do núcleo( as correntes parasitas quase não são formadas, devido ao projeto especial na forma de placas isoladas umas das outras).
2. É necessário um pequeno número de voltas nos transformadores de corrente para reduzir ao mínimo o consumo no segmento de circuito especificado. Cópias individuais não possuem um enrolamento primário. O que parece lógico para grandes correntes de fluxo.

Vimos que existe um acoplamento magnético entre as correntes. O nome dos transformadores parece ser bastante lógico. Estruturas para proteção de sobrecarga( no modo de curto-circuito) e circuitos diferenciais que comparam as magnitudes das correntes dos fios de fase e neutro são desenvolvidas. No último caso, um certo limite de insensibilidade é fornecido para o circuito considerar as correntes de fuga do sistema. Precisão do Transformador

A classe de dispositivos considerada tem dois tipos de erros que requerem menção:

1. O erro atual é a diferença entre a relação de transformação real e a nominal.
2. O erro angular é a divergência do vetor da corrente de saída do caso ideal( na antifase em relação à entrada).

Existem métodos especiais para compensar essas desvantagens. Por exemplo, por meio de uma correção de bobina, o erro atual é eliminado. O ângulo de divergência é eliminado pela escolha correta do valor da indução magnética no núcleo.