Strömtransformator

Den aktuella transformatorn är en enhet vars primära lindning är ansluten i serie med arbetskretsen och sekundärlindningen används för mätning. Sådana anordningar används inte bara i laboratorier för att uppskatta kvantiteter. Den sanna platsen för nuvarande transformatorer nära kraftverk, där de hjälper till att styra lägena, gör anpassningar till processen med utrustningens drift.

Skydd och mätning med strömtransformatorer

När det var nödvändigt att överföra energi över ett avstånd. Detta hände vid historiens utveckling, när generatorer började ligga nära floder. Fabrikerna var placerade på vanliga platser: på platsen för resurser, nära stora städer - arbetskällor. Det visade sig att spänningen 220, speciellt 110 V, är ineffektiv att överföra över ett avstånd - förlusterna växer. Förklaring - med en konstant strömförbrukning ökar strömmen, vilket direkt leder till en ökning av värmen som genereras i ledningarna.

Alternativet att öka trådens tvärsnitt kasseras snabbt som för dyrt. Sedan började de använda stegetransformatorer. Som ett resultat blev det konstaterat att med acceptabel effektivitet är det möjligt att överföra elektricitet över långa avstånd endast vid en spänning på tiotals kilovolt. Det är uppenbart att så mycket kraft krävs för att kontrollera. En del av konsekvenserna av att bryta fasledningarna i kraftledningarna:

1. Döden av människor som ska fixa problemet och oavsiktligt befinner sig på plats.
2. Fel på trefasmotorer.
3. Explosiva och brandfarliga situationer.

Under ett år står en del av 100 km av 380 V-transmissionsledningen för 40 till 50 olyckor, 40% för en paus i fasledningen. I samband med eliminering av onormala situationer dör 4-5 personer.Överliggande linjer är opålitliga, men det är den bästa metoden idag för överföring av elektrisk energi över ett avstånd som kräver kontroll och skyddsåtgärder. Dessutom används strömtransformatorer i mätutrustning. Till exempel i kombination med trefas spänningsmätare.

Klassificering av strömtransformatorer

Strömtransformatorer klassificeras vanligen:

• Enligt typ av ström. Den uppmätta spänningen varierar efter typ. För mätningar i likströmskretsen används skärning av signalen till pulser. Direkt omformning är inte möjlig:

1. för växelström;
2. för DC.

• Till destination. Vi har redan sagt att strömtransformatorer ofta används för mätningar( till exempel kWh).Samtalssystem där du behöver skydda personal för att förbättra säkerheten. Naturligtvis används teknikerna för att lokalisera och eliminera nödsituationer:

1. mätning;
2. skyddande.

• Efter typ av omvandling. Styrenheter eller mätare arbetar med ström eller spänning. Följaktligen tillverkas följande transformatorer:

1. strömström;
2. strömspänning.

• För att presentera information:

1. analog;
2. digital.

• Enligt typ av installation:

1. för inomhusbruk;
2. för arbete utomhus( enligt GOST 15150 placeringskategori 1);
3. inbäddad;
4. special.

• Som installation:

1. -referens( installation på planet);
2. -kontrollpunkter( främst inmatningsenheter till byggnaden);
3. inbäddad( ibland utan primärlindning representerar den magnetiska kärnan, bärs på isoleringen av den nuvarande bärande kärnan): buss( sätt på strömbussen);avtagbar( magnetisk kärna består av två delar, bultad ihop).

• Med antalet omvandlingsförhållanden. Enligt GOST skiljer sig ett antal spänningar, som skiljer sig från varandra i storleksordning. För att gränssnittet med samma styrenheter måste omvandlingsförhållandet ändras:

1. med ett omvandlingsförhållande;
2. med flera transformationsförhållanden;

• Genom antalet omvandlingsstadier. Det är inte alltid möjligt att erhålla en acceptabel signalnivå med en enda transformation. Då är det nödvändigt att öka och lindra antalet lindningar upprepade gånger, sänka eller öka:

1. enstegs;
2. cascading.

• Enligt konstruktionen av primärlindningen:

1. enkel vridning: med egen primärlindning( primärlindning är rektangulär eller rund stång eller U-formad);utan egen primärlindning
2. nogovitkovye.

• Enligt typ av isolering mellan primär och sekundärlindningar:

1. med viskös( i form av föreningar);
2. med hårda( kompositmaterial, porslin);
3. med gasformig( luft);
4. med en kombination( olja och papper).

• Enligt principen om nuvarande omvandling:

1. optisk-elektronisk;
2. elektromagnetisk.

Designen, i andra fall och driftsprincipen, bestäms av den spänning för vilken anordningen är avsedd. Strömtransformatorer är uppdelade i två familjer: för lågspänning( upp till 1 kV) och hög( andra).Enheterna är mycket specifika. Instrument som är kända för fysikens skolkurs liknar bara strömtransformatorer med en flervridsspolning, som ungefär liknar en spole.

Strömtransformatorer parametrarEtt antal värden är standardiserade, och du måste välja enheter som kan fungera i par. Det sägs ovan att i andra fall kan omvandlingsförhållandet ändras, och det är nödvändigt att använda det.

Förutom driftspänningen spelar strömmen i primärlindningen( i nätverket som studeras) en roll. Det är uppenbart att med ökande värme ökar, och när den nuvarande bärande delen kan brinna. Detta krav är inte så relevant för transformatorer utan primärlindning. Den nominella sekundärströmmen är vanligtvis 1 eller 5 A, vilken tjänar som ett kriterium för samordning med parringsanordningarna.

Förhåller sig till uppmärksamhet på lastmotståndet i mätkretsen. Det finns knappast en räknare ut ur den allmänna raden, men du måste kontrollera just nu. I annat fall garanteras inte noggrannheten av avläsningarna. Lastfaktorn är vanligen inte lägre än 0,8.Detta gäller mätinstrument med induktanser i kompositionen. GOST normaliserar värdet i volt-ampere. För att erhålla resistans i ohm måste du dela numret med sekundärströmens kvadrat.

Gränsvärdena kännetecknas vanligtvis av en elektrodynamisk resistansström som uppstår genom en kortslutning. I passet skriver de värdet vid vilken enheten kommer att fungera i godtyckligt lång tid utan att misslyckas. Under kortslutningsförhållanden är strömmen så stark att den börjar få mekanisk effekt. Ibland, istället för strömmen av elektrodynamiskt motstånd, anges dess mångfald till nominell. Det återstår bara att utföra multiplikationsoperationen. Den angivna parametern gäller inte enheter utan primärlindning.

Vidare bestäms värmebeständighetsströmmen, vilken transformatorn motstår utan kritisk överhettning. Denna typ av stabilitet kan uttryckas med mångfald. Men de delar strömmen av termisk stabilitet i tid tills enheten förblir intakt:

1. En sekund.
2. Två sekunder.
3. Tre sekunder.

Beroende på strömmen av resistans

Det finns beroenden mellan strömmen av elektrodynamisk och termisk resistans som presenteras i figuren. Temperaturen för aluminiumslindningen bör inte överstiga 200 grader Celsius, och av koppar - från 250 till 300 beroende på vilken typ av isolering som helst. För högspänningstransformatorer standardiseras mekaniskt motstånd, bestämt av vindkraftverk med en hastighet av 40 m / s( orkan):

1. 500 N för produkter med märkspänning upp till 35 kV.
2. 1000 N för produkter med märkspänning från 110 till 220 kV.
3. 1500 N för produkter med märkspänning på 330 kV.

Inkludering av en strömtransformator i kretsen och driftsprincipen för

Generellt består enheten av en magnetisk krets och två lindningar. Men den nuvarande transformatorn, till skillnad från det vanliga, slås på på ett speciellt sätt. Den primära lindningen går i följd in i huvudkretsen, där konsumenterna är belägna, sekundären är stängd för mätanordningen eller skyddsreläet.

När en ström flyter i primärlindningen inuti magnetkärnan, visas ett fält som ger ett svar. Samtidigt induceras en ström i sekundärlindningen. Dess fält ligger mitt emot upphovsmannen, och det resulterande flödet är lika med skillnaden mellan originalet och det nybildade. Det är bara några procent av originalet och i själva verket är överföringslänken för systemet. Det resulterande magnetfältet genomtränger längs kärnans bana varvtalen av primär- och sekundärlindningarna, vilket föreslår i den första motememfen och i den andra emf.

Elektromotorisk kraft genererar en sekundär ström, förhållandet till det primära beror på förhållandet mellan antalet varv. Detta är omvandlingsförhållandet. Den sekundära strömmen kommer att förbli oförändrad och primärströmmen växer tills det resulterande fältet blir lika med fältet vid tomgång. Som ett resultat kommer anordningen att erhålla ett tillräckligt lågt motstånd.

Låt oss förklara för en fullständig förståelse för omvandlarens beteende i viloläge. I detta fall inducerar primärströmmen ett magnetfält i magnetkärnan. Strömmen cirkulerar i en sluten slinga av elektriskt stål med en liten dämpning. Dess agerande är sådan att den skapade EMF i primärlindningen i motsatt riktning mot nätets spänning. Detta händer för att i induktansen låter strömmen 90 grader ligger den inducerade emf 90 grader bakom magnetfältet.

Primär- och sekundärlindningar

Tänk nu att sekundärlindningen laddades. Som ett resultat börjar fältenergin att överföras till utgången, bildande en ström. Från sekundärlindningen bildas ett magnetfält i antifas från den källa som genererade den. Counter-EMF vid entrén faller, konsumtionen börjar växa. Den ökade strömmen ökar det primära magnetfältet. Processen fortsätter tills jämvikt uppnås. Detta kommer att hända när det resulterande magnetfältet är lika med fältet vid tomgång. Enheten kommer att börja konsumera mer energi, nu fungerar systemet.

Från vad som har sagts är det tydligt: ​​

1. Det är värdelöst att slå på någon typ av transformator i viloläge i nätverket. Energi kommer endast att spenderas på förluster på grund av kärnans magnetiska vändning( virvelströmmar bildas nästan inte på grund av den speciella utformningen i form av plåtar isolerade från varandra).
2. Ett litet antal varv i strömtransformatorer krävs för att minska förbrukningen i det specificerade kretssegmentet till ett minimum. Individuella kopior har ingen primärlindning. Vad ser logiskt ut för stora strömmande strömmar.

Vi har sett att det finns en magnetisk koppling mellan strömmarna. Transformers namn verkar vara ganska logiskt. Strukturer för överbelastningsskydd( i kortslutningsläge) och differentialkretsar som jämför storheterna hos fasernas och de neutrala ledarnas strömmar utvecklas. I det senare fallet tillhandahålls en viss obeständighetströskel för kretsen för att ta hänsyn till systemets läckströmmar.

Transformator Noggrannhet

Den betraktade klassen av enheter har två typer av fel som kräver nämna:

1. Det aktuella felet är skillnaden mellan det faktiska omvandlingsförhållandet och det nominella.
2. Vinkelfelet är divergensen av vektorn i utgångsströmmen från det ideala fallet( i antifas i förhållande till ingången).

Det finns speciella metoder för att kompensera för dessa nackdelar. Exempelvis elimineras det aktuella felet med hjälp av en spolekorrigering. Divergensvinkeln elimineras av det korrekta valet av magneten av magnetisk induktion i kärnan.