Tokovni transformator

Tokovni transformator je naprava, katere primarno navitje je zaporedno priključeno z delovnim vezjem, za merjenje pa se uporablja sekundarni navitje. Takšne naprave se ne uporabljajo samo v laboratorijih za ocenjevanje količin. Pravo mesto sedanjih transformatorjev v bližini elektrarn, kjer pomagajo nadzorovati načine, prilagajajo proces obratovanja opreme.

Zaščita in merjenje s tokovnimi transformatorji

Ko je bilo potrebno prenesti energijo na razdaljo. To se je zgodilo v času razvoja zgodovine, ko so se generatorji začeli nameščati v bližini rek. Tovarne so se nahajale na običajnih mestih: na kraju nastanka virov, v bližini velikih mest - virov dela. Izkazalo se je, da je napetost 220, zlasti 110 V, neučinkovita za oddajanje na daljavo - izgube rastejo. Razlaga - s konstantno porabo energije se poveča tok, kar neposredno vodi do povečanja toplote, ki se proizvaja v žicah.

Možnost povečanja prečnega prereza žice je bila hitro zavržena kot predraga. Nato so začeli uporabljati stopnjevalne transformatorje. Kot rezultat je bilo ugotovljeno, da je s sprejemljivo učinkovitostjo mogoče oddajati električno energijo na dolge razdalje le pri napetosti desetih kilovoltov. Jasno je, da je za nadzor potrebna toliko moči. Del posledic razbijanja faznih žic električnih vodov:

1. Smrt ljudi, ki naj bi odpravili težavo in se po nesreči znašli na svojem mestu.
2. Napaka trifaznih motorjev.
3. Eksplozivne in vnetljive razmere.

V enem letu odsek 100 km prenosnega voda 380 V predstavlja 40 do 50 nesreč, 40% za prekinitev fazne žice. Pri odpravljanju nenormalnih situacij umre 4-5 ljudi. Nadzemne vode so nezanesljive, vendar je to trenutno najboljša metoda za prenos električne energije na daljavo, ki zahteva nadzorne in zaščitne ukrepe. Poleg tega se v merilni opremi uporabljajo tokovni transformatorji. Na primer, v tandemu s trifaznimi merilniki napetosti.

Klasifikacija tokovnih transformatorjev

Tokovni transformatorji so običajno razvrščeni kot:

• Po vrsti toka. Izmerjena napetost je odvisna od vrste. Za meritve v enosmernem tokokrogu se uporablja rezanje signala v impulze. Neposredno preoblikovanje ni možno:

1. za izmenični tok;
2. za DC.

• Do cilja. Rekli smo že, da se za meritve pogosto uporabljajo tokovni transformatorji( npr. KWh).Pokličite sisteme, kjer morate zaščititi osebje za izboljšanje varnosti. Seveda se tehnike uporabljajo za lokalizacijo in odpravo izrednih razmer: merjenje

1. ;
2. zaščitni.

• Po vrsti pretvorbe. Krmilniki ali števci delujejo s tokom ali napetostjo. Izdelani so naslednji transformatorji: tok

1. ;Tokovna napetost
2. .

• Pri predstavitvi informacij: analog

1. ;
2. digitalno.

• Po vrsti vgradnje:

1. za notranjo uporabo;
2. za delo na prostem( po standardu GOST 15150 1);
3. vgrajen;
4. posebno.

• Vgradnja: referenca

1. ( vgradnja na letalo);Kontrolne točke
2. ( predvsem vhodne naprave v zgradbo);
3. vgrajen( včasih brez primarnega navitja, predstavlja magnetno jedro, ki se nosi na izolaciji jedra)snemljivo( magnetno jedro je sestavljeno iz dveh delov, ki sta med seboj pritrjena).

• S številom razmerij preoblikovanja. Po GOST-u se razlikujejo številni napetosti, ki se med seboj razlikujejo po velikosti. Za povezavo z istimi nadzornimi napravami je potrebno spremeniti razmerje transformacije:

1. z enim razmerjem preoblikovanja;
2. z mnogimi razmerji preoblikovanja;

• Po številu faz preoblikovanja. Ni vedno mogoče doseči sprejemljive ravni signala s pomočjo ene same transformacije. Nato je treba povečati in razbremeniti število navitij večkrat, znižati ali povečati:

1. enostopenjski;Kaskadno
2. .

• Glede na konstrukcijo primarnega navitja:

1. enokretni: z lastnim primarnim navitjem( primarni navitje je pravokoten ali okrogel ali v obliki črke U);brez lastnega primarnega navitja;
2. nogovitkovye.

• Po vrsti izolacije med primarnim in sekundarnim navitjem:

1. z viskoznim( v obliki spojin);
2. s trdo( kompozitni materiali, porcelan);
3. s plinom( zrak);
4. s kombinacijo( olje in papir).

• V skladu z načelom pretvorbe toka:

1. optično-elektronski;
2. elektromagnetno.

Zasnova v drugih primerih in načelo delovanja je določena z napetostjo, za katero je naprava namenjena. Tokovni transformatorji so razdeljeni v dve družini: za nizko napetost( do 1 kV) in visoko( drugo).Naprave so zelo specifične. Instrumenti, ki jih poznajo šolski tečaji fizike, so podobni samo tokovnim transformatorjem z več obratnim navitjem, kar približno spominja na tuljavo.

Parametri tokovnih transformatorjev

Pri delu v tandemu s trifaznim merilnikom najprej bodite pozorni na razmerje transformacije.Številne vrednosti so standardizirane in izbrati morate naprave, ki lahko delujejo v parih. Zgoraj je bilo rečeno, da se v drugih primerih lahko spremeni razmerje preoblikovanja in ga je treba uporabiti.

Poleg obratovalne napetosti igra vlogo tudi v primarnem navitju( v preučevanem omrežju).Jasno je, da se z naraščajočo toploto povečuje, in ko lahko tok nosijo del. Ta zahteva ni pomembna za transformatorje brez primarnega navitja. Nominalni sekundarni tok je običajno 1 ali 5 A, kar služi kot merilo za usklajevanje s parnimi napravami.

Upoštevati je treba upornost obremenitve v merilnem tokokrogu. Iz splošne vrstice komajda ni nobenega nasprotnika, vendar je treba nadzorovati trenutek. V nasprotnem primeru točnost odčitkov ni zagotovljena. Faktor obremenitve običajno ni nižji od 0,8.To velja za merilne instrumente z induktivnostmi v sestavi. GOST normalizira vrednost v volt-amperih. Da bi dobili upor v ohmih, morate število razdeliti na kvadrat sekundarnega toka.

Mejni načini delovanja so običajno označeni z elektrodinamičnim upornim tokom, ki nastane zaradi kratkega stika. V potnem listu zapisujejo vrednost, pri kateri bo naprava delovala poljubno dolgo brez okvare. Pri pogojih kratkega stika je tok tako močan, da začne imeti mehanski učinek. Včasih je namesto toka elektrodinamičnega upora prikazana njegova mnogostranskost do nominalne. Ostaja le, da izvedete operacijo množenja. Navedeni parameter ne velja za naprave brez primarnega navitja.

Poleg tega se določi toplotni uporni tok, ki ga transformator prenaša brez kritičnega pregrevanja. Takšno stabilnost se lahko izrazi z mnogoterostjo. Vendar pa so tokovi termične stabilnosti v času, ko naprava ostane nedotaknjena:

1. Ena sekunda.
2. Dve sekundi.
3. Tri sekunde.

Obstajajo odvisnosti med tokovi elektrodinamičnega in toplotnega upora na sliki. Temperatura primarnega navitja aluminija ne sme presegati 200 stopinj Celzija, bakra pa od 250 do 300, odvisno od vrste izolacije. Pri visokonapetostnih transformatorjih je mehanska odpornost standardizirana, določena z delovanjem vetra pri hitrosti 40 m / s( orkan):

1. 500 N za izdelke z nazivno napetostjo do 35 kV.
2. 1000 N za izdelke z nazivno napetostjo od 110 do 220 kV.
3. 1500 N za izdelke z nazivno napetostjo 330 kV.

Vključitev tokovnega transformatorja v vezje in princip delovanja

Na splošno je naprava sestavljena iz magnetnega vezja in dveh navitij. Vendar pa je trenutni transformator, za razliko od običajnega, vklopljen na poseben način. Primarni navitje zaporedno vstopa v glavni tokokrog, kjer so potrošniki, sekundarni pa je zaprt za merilno napravo ali zaščitni rele.

Ko tok v primarnem navitju v magnetnem jedru teče, se pojavi polje, ki povzroča odziv. Hkrati se v sekundarnem navitju inducira tok. Njegovo polje je nasprotno od originatorja in nastali tok je enak razliki med prvotnim in novo oblikovanim. To je le nekaj odstotkov izvirnega in dejansko je prenosna povezava sistema. Nastalo magnetno polje prežema vzdolž poti jedra obrte primarnega in sekundarnega navitja, kar nakazuje v prvem nasprotnem EMF in v drugem EMF.

Elektromotorna sila generira sekundarni tok, razmerje med primarno pa je odvisno od razmerja števila obratov. To je razmerje transformacije. Sekundarni tok ostane nespremenjen, primarni tok pa se bo povečal, dokler se ne bo izenačilo polje v prostem teku. Posledično bo naprava pridobila dovolj nizko upornost.

Razložimo za popolno razumevanje obnašanja transformatorja v stanju mirovanja. Pri tem primarni tok inducira magnetno polje v magnetnem jedru. Potok kroži v zaprti zanki električnega jekla z majhnim slabljenjem. Njegovo delovanje je takšno, da je nastala EMF v primarnem navitju v smeri, nasprotni napetosti omrežja. To se zgodi zato, ker v induktivnosti tok zaostaja za 90 stopinj, inducirani EMF za magnetnim poljem zaostaja za 90 stopinj.

Sedaj si zamislite, da je bil vstavljen sekundarni navitje. Posledično se začne energija polja prenašati na izhod, ki tvori tok. Iz sekundarnega navitja se v viru, ki ga je ustvaril, v antifazi tvori magnetno polje. Counter-EMF na vhodu pade, poraba začne rasti. Povečani tok poveča primarno magnetno polje. Proces se nadaljuje, dokler ni doseženo ravnovesje. To se bo zgodilo, ko je nastalo magnetno polje enako polju v prostem teku. Naprava bo začela porabljati več energije, zdaj pa sistem deluje.

Iz že povedanega je jasno:

1. V načinu mirovanja v omrežju je nekoristno vklopiti katerikoli tip transformatorja. Energija bo porabljena le za izgube zaradi magnetnega preobrata jedra( vrtinčni tokovi skoraj niso oblikovani zaradi posebne oblike v obliki plošč, ki so izolirane druga od druge).
2. Za zmanjšanje porabe na določenem segmentu vezja na minimum je potrebno majhno število obratov v tokovnih transformatorjih. Posamezne kopije nimajo primarnega navitja. Kar je logično za velike pretočne tokove.

Videli smo, da med toki obstaja magnetna sklopka. Ime transformatorjev se zdi povsem logično. Razvite strukture za zaščito pred preobremenitvijo( v načinu kratkega stika) in diferencialna vezja, ki primerjajo velikosti tokov fazne in nevtralne žice. V slednjem primeru je določen določen prag neobčutljivosti za tokokrog, ki upošteva tokove uhajanja sistema.

Natančnost transformatorja

Razmišljeni razred naprav ima dve vrsti napak, ki zahtevata omembo:

1. Trenutna napaka je razlika med dejanskim razmerjem transformacije in nominalnim.
2. Kotna napaka je divergenca vektorja izhodnega toka iz idealnega primera( v antifazi glede na vhod).

Obstajajo posebne metode za kompenzacijo teh pomanjkljivosti. Na primer, s korekcijo tuljave se odpravi trenutna napaka. Kot odstopanja se odpravi s pravilno izbiro velikosti magnetne indukcije v jedru.