Мтз трансформатора принцип действия: Максимальная токовая защита трансформаторов: схемы, особенности

Максимальная токовая защита трансформаторов: схемы, особенности

Простейшая одноразовая защита электрооборудования от токовой перегрузки – это плавкий предохранитель. Он применяется до сих пор, хотя стал служить для аварийного отключения питания еще до начала XX в.

Сейчас наряду с ним для повышения надежности и безопасности сетей электропитания применяют устройства релейной защиты и автоматики. Наиболее распространенным видом которых считается максимальная токовая защита трансформатора. Она отключает питание потребителей, когда их ток становится выше порогового значения. Причиной этого может быть как выход из строя одного из элементов нагрузки, так и замыкания фаз между собой или на ноль, возникающие на участках подключения потребителей и источника тока.

В случае возникновения подобной аварийной ситуации автоматика срабатывает, и обесточивает подконтрольную ей часть электрической системы и области запитанные после нее.

Устройство и особенности МТЗ

Принцип действия максимальной токовой защиты трансформатора подобен принципу работы токовой отсечки.

Сигнал выключения электропитания формируется при условии роста потребляемого тока выше порогового значения (уставки). Различаются эти системы лишь тем, что отсечка действует практически без задержки, а максимальные токовые защиты трансформаторов выключает питание спустя некоторое время, именуемое выдержкой времени.

Ее размер зависит от расположения защищаемого устройства. Он должен быть тем меньше, чем дальше находиться участок сети от источника питания (ИП). Для самых удаленных потребителей она делается как можно меньшей. А МТЗ участка электросети, расположенного ближе срабатывает с выдержкой, превышающей минимальную на величину ступени селективности.

Которая зависит от времени срабатывания защитного устройства. Это необходимо для того, чтобы после появления неисправности в какой-либо части системы защитная аппаратура более близкой области не сработала раньше, той в которой появился дефект. Если же автоматика вышедшего из строя участка не среагирует, то по окончании времени выдержки придет в действие защитное устройство более близкой к ИП области.

Оно и отключит поврежденную область вместе со своей.

Из сказанного выше следует, что принцип действия токовой мтз трансформатора предъявляет к выдержке 2 противоположные требования. Чтобы исключить преждевременное обесточивание потребителей расположенных к ИП ближе места аварии она должна быть несколько больше времени срабатывания МТЗ. И в то же время как можно меньше для сведения ущерба от КЗ к минимуму.

Классификация

МТЗ трансформатора в зависимости от характера связи времени выдержки с величиной тока КЗ делят на 3 основные группы:

• Независимые. Этот вид состоит из МТЗ с неизменной на всем рабочем интервале значений аргумента выдержкой времени (tвыд.). Которая в интервале значений тока от 0 до Iсраб. включительно уменьшается до 0. Графически корреляцию данных параметров можно представить в виде двух отрезков параллельных оси X. Один из них находящийся на расстоянии tвыд от нее, другой, лежащий ней. Если ось X графика принять за ток, а Y – за время выдержки. Устройства, входящие в эту категорию являются основным видом электрозащиты воздушных ЛЭП, запитанных с одной стороны. Они применяются также и для силовых трансформаторов, кабельных линий, и электродвигателей рабочим напряжением от 6 до 10 тыс. В.

• Зависимые. Эту группу составляют МТЗ с обратной нелинейной зависимостью выдержки времени от тока. График, отражающий связь этих параметров, является кривой формой напоминающую гиперболу. МТЗ защита трансформатора такого типа дает возможность считаться с перегрузочной способностью электрооборудования, и выполнять защиту от токовых перегрузок.
• Ограниченно зависимые. Максимальная токовая МТЗ защита трансформатора, относящаяся к этой группе, объединяет в себе характеристики 2 предыдущих. А именно: рост тока до определенного значения пропорционально сокращает время срабатывания. Дальнейшее же увеличение первого не приводит к снижению выдержки времени. Поэтому изображение зависимости этих параметров является гиперболой, переходящей в прямую линию.

Встречается также комбинированный вид защиты МТЗ. Он отличается большей помехозащищенностью и меньшим числом ложных срабатываний. Принцип действия этой мтз трансформатора состоит в том, что необходимость отключения питания определяется не только по росту потребляемого тока, но и по снижению питающего напряжения. Что достигается сочетанием токовой защиты с реле минимального напряжения. Такая конфигурация не допускает отключения питания в момент запуска мощного электродвигателя, когда возникает значительный быстрый рост потребляемой мощности на участке сети. Так как сработка токовой защиты блокируется из-за отсутствия падения напряжения.

Инсталляция МТЗ

При КЗ электроток идет от источника питания к месту замыкания.

Поэтому чем ближе к ИП установлен блок защитного устройства, тем обширнее участок сети на возникновение, неисправности в котором она будет реагировать. К примеру, рассмотрим защиту понижающего трансформатора. Автоматика, установленная на кабель высокого напряжения ближе к ИП, среагирует на возникновение неисправности этого кабеля, устройств коммутации, самого трансформатора, проводки низкого напряжения и подключенных к ней потребителей. А при ее установке на шины пониженного напряжения возникающие дефекты трансформатора и подвода питающего напряжения останутся «незамеченными».

Следовательно, для максимального контроля участка сети защитой ее необходимо устанавливать на кабель, подающий питание возможно ближе к источнику. Но 1 защитное устройство для всего участка сети удобно в эксплуатации только при небольшом количестве потребителей на нем. Так как защитное отключение участка с большим числом электроприемников, во-первых, обесточивает не только вышедшей из строя потребитель, но и все исправные. А во-вторых не позволяет определить, в какой зоне произошла авария. Поэтому для удобства работы и облегчения содержания электросети в исправном состоянии следует также установить автоматику на стороне низкого напряжения.

Определение защитных параметров

Задание уставок МТЗ с блокировкой по напряжению сводятся к выбору значений выдержки времени, а также тока и напряжения срабатывания. Юстировка независимых МТЗ ограничивается подбором тех же параметров, что в предыдущем случае. Для максимальных токовых защит с зависимой и ограниченно зависимой связью понятие тока срабатывания корректируется.

Оно означает его величину, которая ставит систему на грань срабатывания, но еще недостаточна для сработки. Время же задается для независимого участка ограниченно зависимой время токовой взаимосвязи. Причем иногда оно назначается для тока, превышающего номинальный более чем в 10 раз. Как, например, в некоторых моделях автомата «Электрон».

Уставки

Требования к току срабатывания.

• Достаточность для уверенного определения аварийных ситуаций.
• Исключение случаев срабатывания автоматики при максимальных рабочих токах потребителей и их поставарийных перегрузках. Для этого ток сработки должен превышать наибольший ток потребителя, и перегрузки после восстановления питания.
• Согласование устройства по всем параметрам срабатывания с автоматикой соседних участков электросети. Находящихся как ближе к ИП (в основной зоне), так и дальше от него (в зоне резервирования).

Рис.1 Защитные зоны

Ток возврата реле в исходное положение должен быть больше рабочего тока участка сети, после устранения КЗ. Для того чтобы отключение аварийного участка оператором автоматически приводило к восстановлению питания других, обесточенных защитным устройством потребителей.

Некоторые схемные решения

Трехфазное устройство защитного отключения (УЗО). Чувствительно ко всем типам замыкания любой фазы. Основой этого устройства являются токовые реле 1. Они срабатывают при подаче на них сигнала КЗ. Их нормально разомкнутые контактные группы запараллелины, поэтому срабатывание любого из них приводит к пуску времязадающего реле 2.

По истечении установленного промежутка времени оно включает реле-повторитель 3, срабатывающее без задержки и подающее на выключатель сигнал отключения. Реле 3 необходимо в случае, когда мощность катушки выключателя слишком велика для исполнительных контактов реле времени. Реле 4 (блинкерное) служит для индикации срабатывания выключателя. Оно подключается последовательно катушке выключателя. Поэтому его срабатывание происходит одновременно с выключателем УЗО, а выпавший в результате этого блинкер (сигнализатор) указывает на факт отключения питания участка.

Двухфазное УЗО. Отслеживает все межфазные КЗ и замыкание 2 из 3 фаз с землей на участке сети. Не имеет принципиальных отличий от трехфазного устройства. К ее преимуществам можно отнести более низкую стоимость за счет меньшего количества комплектующих и монтажных проводов. А также лучшую селективность при замыканиях с землей в 2 различных точках.

Недостатки: меньшая чувствительность при КЗ во вторичных обмотках понижающего трансформатора.
Благодаря своим качествам этот тип устройств часто используется в электросистемах с изолированной нейтралью. При необходимости повышения чувствительности на нулевой провод устанавливают дополнительное токовое реле.

Максимальная токовая защита — выбор и принцип действия РЗА

В нормальном режиме по линии, в трансформаторе, двигателе течет рабочий ток, значение которого известно и определяется номинальными параметрами.

Однако, порой возникают аварийные, переходные ситуации, когда происходят перерывы питания, вследствие коротких замыканий, самозапуска, перегрузок. Значение тока повышается до величины, которая может привести к нарушению работоспособности электрической сети, выхода из строя электрооборудования.

Чтобы не происходило подобных аварий, необходимо на этапе проектирования предусмотреть методы защиты от переходных токов. Для этого служит релейная защита, а в частности защита от токов короткого замыкания — максимальная токовая защита. Эта защита также относится к токовым, как и токовая отсечка.

На линиях с односторонним питанием МТЗ устанавливается в начале линии со стороны источника питания. Так как сеть может состоять из нескольких линий, то на каждой из них ставят свой комплект защит. При повреждении на одном из участков линии сработает защита этого участка и отключит линию. Защиты других линий отстроены по времени, таким образом соблюдается селективность. Они отключатся, не успев сработать. Время срабатывания увеличивается в направлении от потребителя к системе.

На линиях с двухсторонним питанием защита МТЗ является дополнительной и достижение селективности одними лишь средствами выдержки времени является невозможным. Поэтому в таких сетях применяются направленные защиты.

Классификация МТЗ

Максимальные токовые защиты классифицируются на трехфазные и двухфазные (в зависимости от схемы исполнения), в зависимости от способа питания (с постоянным или переменным опертоком), защиты с зависимой и независимой характеристикой.

Принцип действия максимальной токовой защиты

При достижении током величины уставки подается сигнал на срабатывание реле времени с заданной выдержкой времени. Затем после реле времени сигнал идет на промежуточное реле, которое мгновенно отправляет ток в цепь отключения выключателя.

У зависимых защит выдержка времени задается уставкой на реле, у независимых — выдержка зависит от величины тока. Зависимые защиты проще отстраивать и согласовывать.

Схема защиты МТЗ

На рисунке выше приведена схема максимальной токовой защиты — токовые цепи и цепи управления.

Параметры и расчет максимальной токовой защиты

МТЗ не может совмещать в себе функцию защиты от перегрузки, так как действие МТЗ должно происходить по возможности быстрее, а защита от перегрузки должна действовать, не отключая допустимые кратковременные токи перегрузки или пусковые токи при самозапуске электродвигателей.

1. То есть первое условие выбора МТЗ — отстройка от максимального рабочего тока нагрузки
2. После срабатывания защиты реле должно вернуться в рабочее положения. Ток возврата должен быть больше максимального рабочего тока, с учетом самозапуска, после предотвращения нарушения снабжения
3. Ток срабатывания защиты равен коэффициенту запаса отнесенный к коэффициенту возврата и умноженный на коэффициент запуска и максимальный рабочий ток
4. Ток срабатывания реле зависит от коэффициента схемы (зависит от реле), тока срабатывания защиты отнесенных к коэффициенту трансформатора тока
5. Чувствительность защиты определяется отношением минимального тока короткого замыкания в конце зоны защиты к току срабатывания защиты
6. Ступень времени для согласования выдежек времени зависит от выдержки времени соседней защиты, погрешности замедления реле времени соседней защиты, времени отключения выключателя соседней защиты. Для защит с независимой выдержкой времени это время может быть 0,4-0,5с, для защит с зависимой — 0,6-1с

К достоинствам МТЗ относится их простота и наглядность, надежность, невысокая стоимость. К недостаткам можно отнести большие выдержки времени вблизи источников питания, хотя именно там токи короткого замыкания должны отключаться быстро.

Максимальная токовая защита является основной в сетях до 10кВ, однако, применение она нашла и в сетях выше 10кВ.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Самое популярное

принцип действия, схема, уставки, видео

Обычная максимально токовая защита не всегда может отличить короткое замыкание от токов перегрузки, возникающих кратковременно. Например, при самозапуске электродвигателей потребляемый ими ток может быть классифицирован МТЗ как ток короткого замыкания.

Попытка отстроится от подобных режимов работы приводит либо к загрублению уставок по току, либо к необходимости увеличение выдержки времени срабатывания защиты. И то, и другое является нежелательным.

Чтобы обычной МТЗ дать информацию о том, что произошло именно короткое замыкание, применяют блокировку по напряжению.

Принцип действия защиты

Токовая часть защиты реализуется на обычных реле тока.

Но контакты их не действуют напрямую на выходное реле или на отключающую катушку выключателя. На этом пути дополнительно включаются нормально замкнутые контакты реле напряжения.

Выходные контакты реле тока подключаются параллельно друг другу. Последовательно с ними подключаются также собранные в параллель контакты реле напряжения, контролирующих все три линейных напряжения.

Срабатывание защиты происходит лишь в том случае, если сработает любая из комбинаций токовых и напряженческих реле.

 А такое бывает только в случае короткого замыкания, при прочих режимах, считающихся номинальными, глубокой посадки напряжения не происходит. Соответственно, защита при штатных перегрузках работать не будет.

По количеству токовых реле конструкция защиты может быть в трехфазном (для генераторов) или двухфазном исполнении. Но во всех случаях количество реле напряжения все равно должно равняться трем.

Если предполагается защита при однофазных КЗ то дополнительно к контактам реле напряжения подключается нормально разомкнутый контакт реле напряжения нулевой последовательности, подключенного к соответствующей обмотке ТН.

Для формирования выдержки по времени сигнал из описанной выше схемы поступает на катушку реле времени. По сравнению с обычной МТЗ этот вид защиты имеет более высокую чувствительность.

Предотвращение излишних действий защиты на отключение. В цепи отключения устанавливается накладка для вывода защиты из действия. А вывод этот может потребоваться.

Ложное действие защиты возможно при неисправностях в цепях ТН, сопровождающихся срабатыванием одного или нескольких реле в цепях блокировки. В основном эти случаи возникают в результате перегорания предохранителей на стороне высокого или низкого напряжения ТН.

Поэтому в схему РЗА обязательно входит узел контроля исправности этих цепей.

Интересное видео о настройке и работе ТО и МТЗ смотрите в видео ниже:

Он может работать на сигнал или на вывод защиты из действия.

Обычной практикой является работа на сигнал, поскольку совпадение неисправности ТН с перегрузкой на присоединении, защищенной МТЗ с блокировкой по напряжению, считается маловероятным. У оперативного персонала есть время на принятие решения: вывести защиту из действия или найти неисправность в цепи ТН.

Требования к уставкам защиты

 Уставка по току МТЗ с блокировкой по напряжению определяется только исходя из номинальных токов защищаемого оборудования, без учета самозапуска электродвигателей потребителей.

Уставка по времени срабатывания выбирается с учетом селективности отключения.

Напряжение для срабатывания реле блокировки определяется с учетом его снижения при номинальных режимах работы, когда защита работать не должна.

Релейная защита ПС-110-35-10-6 кВ (ТО, МТЗ, «земляная» защита), зоны действия

Согласно ПУЭ, для трансформатора требуются следующие защиты:

− Защита от внутренних повреждений – дифференциальная защита.

− Защита от повреждения внутри бака трансформатора или РПН – газовая защита трансформатора и устройства РПН с действием на сигнал и отключение.

− Защита от внешних коротких замыканий – максимальная защита с блокировкой по напряжению или без нее. Она же используется как резервная защита трансформаторов от внутренних повреждений.

− Защита от однофазных коротких замыканий на сторонах трансформатора с глухозаземленной нейтралью.

− Защита от перегрузки с действием на сигнал. В ряде случаев, на ПС без обслуживающего персонала, защита от перегрузки выполняется с действием на разгрузку или на отключение.

Кроме непосредственно защит, требуются дополнительные токовые органы, например для автоматики охлаждения, блокировки РПН.

Рассмотрим действие газовой защитыа трансформатора.

Обмотки большинства трансформаторов помещены в бак, залитый маслом, которое используется как для изо­ляции обмоток, так и для их охлаждения. При возник­новении внутри бака электрической дуги к. з., а также при перегреве обмоток масло разлагается, что сопро­вождается выделением газа. Это явление и использует­ся для создания газовой защиты.

Защита выполняется с помощью газового реле, уста­новленного в трубе, соединяющей бак трансформатора с расширителем. Газовое реле состоит из кожуха и двух расположенных внутри него поплавков, снабженных ртутными контактами, замыкающимися при изменении их положения. Оба поплавка шарнирно укреплены на вертикальной стойке. Один из них расположен в верхней части, а второй — в центральной. При слабом газообра­зовании (газ скапливается в верхней частей кожуха ре­ле), а также при понижении уровня масла верхний по­плавок опускается, что приводит к замыканию его кон­тактов. При бурном газообразовании потоки масла устремляются в расширитель, что приводит к замыка­нию контактов обоих поплавков. .Контакты верхнего по­плавка носят название сигнальных, а нижнего — основ­ных контактов газового реле.

Достоинствами газовой защиты являются простота выполнения, срабатывание при всех видах повреждения внутри бака трансформатора, высокая чувствительность.

Однако газовая защита, естественно, не срабаты­вает при повреждениях вне бака трансформатора. По­этому она не может быть единственной основной защи­той трансформатора.

Газовая защита РПН трансформатора выполнена на струйном реле и действует на отключение трансформатора при интенсивном движении потока масла из бака РПН в сторону расширителя.

Контакторы переключателя РПН находятся в отделенном от бака трансформатора отсеке. Поскольку при переключении контакторов дуга горит в масле, то масло постепенно разлагается с выделением газа и других компонентов. Это масло не смешивается с остальным маслом в баке и не ухудшает его качество. Бак РПН так же соединяется с расширителем (отдельный отсек) и в соединительной трубе устанавливается специальное реле. Это реле называется струйным и работает только при выбросе масла. Реле не имеет крана для спуска воздуха (нормально в смотровом окошке может быть воздух), и имеет только один отключающий элемент – заслонка вместо поплавка. Срабатывание реле вызывает выброс масла, происходящий при перекрытии внутри отсека РПН. При срабатывании струйного реле РПН в его смотровом окошке появляется красный сигнальный флажок. После срабатывания струйное реле остается в сработанном положении и должно возвращаться в исходное положение нажатием кнопки на реле. Реле снабжено также кнопкой опробования, нажав на которую можно отключить трансформатор. У струйных реле немецкого производства на корпусе имеется всего одна кнопка проверки исправности и возврата реле. Нажатие ее на ½ хода вызывает срабатывание реле, а нажатие до упора — возврат. Кнопка опробования исправности реле может использоваться для опробования отделителя и короткозамыкателя, и были случаи, когда после опробования, реле оставляли в сработанном состоянии и, при включении трансформатора, он сразу же отключался. Струйное реле РПН может так же сработать при доливке масла в бак РПН снизу. Поэтому, при вводе трансформатора в работу, необходимо проверить не сработанное положение струйного реле РПН по отсутствию красного флажка в смотровом окошке реле.

Рассмотрим принцип работы дифференциальной защиты трансформатора.

Дифференциальная защита, выполненная на принципе сравнения токов на входе и выходах, применяется в качестве основной быстродействующей защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Защита абсолютно селективна, реагирует на повреждения в обмотках, на выводах и в соединениях с выключателями, и действует на отключение трансформатора со всех сторон без выдержки времени. Зона действия дифференциальной защиты трансформатора (ДЗТ) ограничивается местом установки трансформаторов тока, и включает в себя ошиновку СН, НН и присоединение ТСН, включенного на шинный мост НН.

При параллельной работе трансформаторов (автотрансформаторов) дифференциальная защита обеспечивает не только быстрое, но и селективное отключение поврежденного трансформатора (автотрансформатора). Если параллельно работающие трансформаторы Т1 и Т2 оснащены только максимальными токовыми защитами, то при повреждении на вводах низшего напряжения трансформатора, например в точке К, подействуют максимальные токовые защиты обоих трансформаторов, а так как их выдержки времени одинаковы, отключатся оба трансформатора. Дифференциальная защита, действующая без выдержки времени, обеспечивает в рассмотренном случае отключение только поврежденного трансформатора. Для выполнения дифференциальной защиты трансформатора (автотрансформатора) устанавливаются ТТ со стороны всех его обмоток для двухобмоточного трансформатора. Вторичные обмотки ТТ соединяются в дифференциальную схему и параллельно к ним подключается токовое реле. Аналогично выполняется дифференциальная защита автотрансформатора. При рассмотрении принципа действия дифференциальной защиты условно принимается, что защищаемый трансформатор имеет коэффициент трансформации, равный единице, одинаковое соединение обмоток и одинаковые ТТ с обеих сторон.

Рассмотрим принцип действия максимальной токовой защиты (МТЗ).

Максимальная токовая защита (МТЗ) является резервной защитой трансформатора, и служит для отключения трансформатора при его повреждении и отказе основных защит, а так же при КЗ на сборных шинах или на отходящих от них присоединениях, если РЗ или выключатели этих элементов отказали в работе. По условиям селективности МТЗ должна иметь выдержку времени и, следовательно, не может быть быстродействующей. По этой причине в качестве основной РЗ от повреждений в трансформаторах она используется лишь на маломощных трансформаторах.

Максимальная токовая защита (МТЗ) контролирует ток в защищаемом элементе, отстраивается от тока нагрузки, и при превышении тока уставки, с выдержкой времени действует на его отключение. Как правило, МТЗ является главной, а иногда единственной защитой линии 6-35 кВ. Максимальная токовая защита — это защита с относительной селективностью, которая не только обеспечивает отключение КЗ на своей линии, а если позволяет ее чувствительность, еще и резервирует отключение КЗ смежного участка.

Селективность максимальной защиты обеспечивается ее выдержкой времени. Выдержки времени смежных МТЗ отличаются на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности – это минимально возможная разница между временами срабатывания смежных защит, учитывающая точность работы реле. Для защит выполненных на электромеханической базе стандартная ступень селективности Δt составляет 0,5 сек. Микроэлектронные и микропроцессорные защиты позволяют обеспечить ступень селективности равную 0,2-0,3 сек.

Недостатком МТЗ является то, что по мере приближения места установки защиты к источнику питания увеличивается ее выдержка времени. Так как при этом увеличивается и величина тока короткого замыкания, объем повреждения возрастает.

Для быстрейшего отключения КЗ и уменьшения объема повреждения, защита выполняется ступенчатой: кроме максимальной защиты, применяется токовая отсечка.

Токовая отсечка (ТО).

Токовая отсечка (ТО) является первой ступенью токовой защиты и работает, обычно, без выдержки времени. Для обеспечения селективности, ТО отстраивается от тока короткого за-мыкания в конце защищаемой линии (КЗ за трансформатором). Таким образом, защита линии выполняется двухступенчатой: максимальная защита и токовая отсечка.

Максимальная токовая защита с пуском по напряжению

В ряде случаев не удается выполнить достаточно чувствительную защиту только по току, особенно на подстанциях, питающих двигательную нагрузку. Для повышения чувствительности можно применить защиту с блокировкой по напряжению.

Защита от замыканий на землю (ОЗЗ), как правило, действует на сигнал, тем не менее, применение этих защит целесообразно, так как место замыкания на землю нужно отыскать и устранить по возможности быстро, потому что упавший провод опасен для окружающих. Кроме того, повреждение в месте замыкания на землю развивается, и со временем может привести к короткому замыканию.

Газовая защита трансформатора: устройство, принцип действия

Существует правило, согласно которому все трансформаторы мощностью 1 МВт должны быть оснащены защитой. Для выполнения этой задачи была выбрана газовая защита трансформатора.

Защита трансформатора

Непосредственное назначение защитного устройства для трансформатора большой мощности — уберечь его от внутренних повреждений. Эти внутренние угрозы включают следующее:

1. Нечестивые замыкания в обмотках, таких как BH и LV.
2. Пожар стального трансформатора.
3. Утечка масла из бака трансформатора.

Принцип газовой защиты трансформатора основан на том, что система контролирует разложение трансформаторного масла, которое происходит из-за воздействия очень высоких температур на газы. Повышение температуры — это локальная проблема, возникающая из-за короткого замыкания обмотки описываемого устройства или возникновения пожара в стали. При возникновении этой проблемы место, где произошел сбой, будет очень горячим, что приведет к повышению температуры газов.

Срабатывание газовой защиты трансформатора

При слишком высокой температуре в любом месте внутри трансформатора масло выделяется. Образующиеся при этом газы будут стремиться попасть в расширительный бачок устройства, и, чтобы проникнуть туда, они пройдут через корпус газового реле.

Именно через него осуществляется газовая защита трансформатора. Если давление газа в корпусе реле будет слишком высоким, уровень масла неизбежно упадет, что, в свою очередь, приведет к опрокидыванию чашек.В этот момент активируется газовое реле.

Газовое реле

Тип защиты трансформатора — механическое реле, которое дополняется двумя парами контактов. Стоит отметить, что интенсивность образования газов внутри трансформатора будет напрямую зависеть от степени, а также характера повреждений, вызвавших именно это образование газов.

Именно благодаря этому можно создать такую ​​газовую защиту трансформатора, которая сможет определить степень и характер повреждения и, в зависимости от полученных данных, подать сигнал или сразу выключить агрегат.Основным элементом защиты в таких устройствах является газовое реле класса КСГ. Его установка осуществляется в нефтепровод, который находится между баком и детандером.

Элементы газового реле

Повторим, что газовая защита трансформатора с помощью реле. Другими словами, принцип защиты основан на работе этого устройства. Одним из основных элементов защиты являются алюминиевые чашки с плоским дном, которые вращаются вместе с контактами подвижного типа вокруг оси чашки.

Эти провода могут заблокироваться неподвижными, если чашки начнут падать. И при правильной работе (когда объем масла в корпусе реле находится на приемлемом уровне) эти базовые элементы защиты удерживаются в определенном положении, в котором они не замыкают ни один из контактов.

При понижении уровня масла в кожухе манжеты начинают опускаться вместе с контактами, которые замыкаются с другими, фиксируются. А при небольших повреждениях упадет только верхняя чаша, а замыкание ее контактов приведет к тому, что газозащитный прибор трансформатора подаст только сигнал о поломке.

Если интенсивность газообразования высока, то поток масла и газа также будет воздействовать на лопасть, которая при замыкании контактов вместе с опущенной чашкой вызовет отключение работающего трансформатора.

При нормальной работе агрегата скорость внутреннего масла имеет значения 0,6 / 0,9 / 1,2 м / с. Этот показатель зависит от качества охлаждения объекта. В случае неисправности скорость срабатывания газовой защиты трансформатора принимает от 0.От 05 с до 0,5 с. Можно добавить, что газовое реле с двумя сферическими пластиковыми поплавками BF80 / Q получило наибольшее распространение на территории Российской Федерации.

Действие газовой защиты трансформатора

Следует отметить, что газовая защита получила широкое распространение благодаря особой чувствительности этой системы — она ​​хорошо реагирует на любые внутренние повреждения, возникающие в объекте.

Если есть какая-либо проблема внутри устройства, либо образуется электрическая дуга, либо происходит нагрев деталей, что приводит к сильному разложению масла и изоляционных материалов, что, в свою очередь, вызывает образование газов.Поскольку летучие газы намного легче масла, они попадают в расширительный бак, расположенный в самом верху трансформатора. Если газообразование будет слишком интенсивным, давление этого вещества начнет гнать масло, которое начнет двигаться к расширителю через кожух.

Из этого следует, что газозащитный трансформатор реагирует на интенсивное образование газов и движение масла внутри объекта, поскольку в сумме эти два действия сигнализируют о том, что внутри агрегата произошел отказ.

Силовые трансформаторы

В силовых трансформаторах, помимо газового реле, реагирующего на образование газа и движение масла к детандеру, есть еще реле струйного типа. Эти реле предназначены для защиты контакторов переключателей ответвлений маслонаполненного трансформатора от повреждений, которые могут возникнуть из-за слишком быстрого потока масла из бака контактора в расширитель.

Также стоит отметить, что газозащитные силовые трансформаторы работают даже при малейших повреждениях, то есть даже при малой интенсивности газообразования и малой скорости движения масла.Кстати, электрическая защита реактивного реле не способна обнаружить такие незначительные нарушения.

Особенности защиты

Важно отметить, что по своему принципу действия газовая защита многогранна. Он реагирует не только на образование газов, но и на присутствие атмосферного воздуха в трансформаторе, на движение или толчки масла внутри корпуса, а также на механические повреждения, которые могут возникнуть из-за вибрации корпуса трансформатора. Блок.

Во избежание ложного срабатывания газовой защиты и ненужного срабатывания трансформатора нижний поплавок газового реле чаще всего обнажается так, что он реагирует на скорость масла в диапазоне от 50 до 160 см / с.

Преимущества защиты

Среди основных преимуществ газовой защиты трансформатора можно выделить следующие моменты:

1. Простота данной защиты, а также высокая чувствительность реле.
2. Время, необходимое защите для принятия решения, очень мало. Есть выбор между сигналом и отключением, в зависимости от информации о повреждении внутри объекта.
3. Именно газовая защита считается наиболее чувствительной при защите обмоток трансформатора, а также при замыкании его витков.

В дополнение к сказанному можно добавить, что все трансформаторы мощностью 1000 кВт и более уже поставляются с этим типом защиты. Однако есть небольшой недостаток, заключающийся в том, что газовая защита никаким образом не реагирует на повреждение клемм блока, и поэтому должна быть оборудована второй защитой от внутренних неисправностей. Например, в трансформаторах малой мощности такая система защиты стальных МТЗ и отключения по току.

Устройство и принцип работы трансформатора

Назначение и виды трансформатора.

Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство, преобразующее преобразование переменного напряжения. Т.е. эта машина позволяет опускать или поднимать. Устанавливаемые на силовые трансформаторы осуществляют междугороднюю передачу электроэнергии высоким напряжением до 1150кВ. А непосредственно в местах потребления идет падающее напряжение в пределах 127-660В. При таких значениях обычно бывают различные электрические компоненты, которые устанавливаются на заводах, фабриках и в жилых домах.Электроизмерительные приборы, электросварка и другие элементы в цепи высокого напряжения также требуют применения трансформатора. Они бывают одно-, трехфазными, двух- и многообмоточными.

Существует несколько типов трансформаторов, каждый из которых определяется своими функциями и назначением. Силовой трансформатор преобразует электрическую энергию в сетях, которые предназначены для использования и приема этой энергии. Трансформатор тока предназначен для измерения больших токов в устройствах электрических систем.Трансформатор напряжения преобразует высокое напряжение в низкое. Автотрансформаторная электрическая и электромагнитная связь, за счет прямого соединения первичной и вторичной обмоток. Импульсный трансформатор преобразует импульсные сигналы. Разделительный трансформатор отличается тем, что первичная и вторичная обмотки электрически не соединены друг с другом. Одним словом, во всех видах принцип работы трансформатора очень похож. Еще можно выбрать гидротрансформатор, принцип которого заключается в передаче крутящего момента на трансмиссию от двигателя.Это устройство позволяет плавно изменять скорость вращения и крутящий момент.

Рекомендовано

Происхождение славян. Влияние разных культур

Славяне (под этим названием), по мнению некоторых исследователей, появились в повести только в 6 веке нашей эры. Однако язык национальности несет в себе архаичные черты индоевропейского сообщества. Это, в свою очередь, говорит о том, что происхождение у славян ч …

Устройство и принцип действия трансформатора.

Принцип работы трансформатора — это проявление электромагнитной индукции. Это устройство состоит из магнитопровода и двух расположенных на нем обмоток. Один — электричество, второй — подключение потребителей. Как упоминалось выше, эти обмотки называются первичной и вторичной соответственно. Магнитопровод из листовой электротехнической стали, элементы которого изолированы лаком. Часть, в которую входит катушка, называется сердечником. Причем такая конструкция получила более широкое распространение, поскольку имеет ряд преимуществ — простую изоляцию обмоток, простоту ремонта, хорошие условия охлаждения.Как видно, принцип работы трансформатора не так уж и сложен.

Трансформаторы имеют конструкцию брони, значительно уменьшающую их габариты. Чаще всего встречаются однофазные трансформаторы. Боковое ярмо в таком оборудовании играет роль защиты обмотки от механических повреждений. Это очень важный фактор, потому что небольшие трансформаторы не имеют корпуса и размещаются с другим оборудованием в общем пространстве. Трехфазные трансформаторы обычно изготавливаются с тремя стержнями.Конструкция банистерия также используется в трансформаторах большой мощности. Хоть это и увеличивает стоимость электроэнергии, но позволяет уменьшить высоту магнитопровода.

Трансформаторы различают по типу шатунов: стыковые и ламинированные. В стыках шатуны и коромысла собраны отдельно и соединены опорными деталями. И ламинированные листы накладываются внахлест. Ламинированные трансформаторы находят большее применение, потому что они имеют гораздо более высокую механическую прочность.

Принцип работы трансформатора также зависит от цилиндрических, круглых и концентрических обмоток.Оборудование на большую и среднюю мощность имеет газовое реле.

Принцип работы трансформатора и его устройства

Принцип работы трансформатора основан на известном законе взаимной индукции. Если включить в сеть переменного тока первичную обмотку этой электрической машины, по этой обмотке начинает течь переменный ток. Этот ток будет генерировать в сердечнике переменный магнитный поток. Этот магнитный поток начнет проникать в витки вторичной обмотки трансформатора.Эта обмотка будет индуцирована переменной ЭДС (электродвижущей силой). Если подключить (закоротить) вторичную обмотку к любому приемнику электроэнергии (например, к лампе накаливания), то под действием наведенной электродвижущей силы на вторичной обмотке к приемнику будет протекать электрический переменный ток.

Вместе с этим по первичной обмотке будет протекать ток нагрузки. Это означает, что электричество будет преобразовано и передано от вторичной обмотки к первичному напряжению с ожидаемой нагрузкой (т.е.е. приемник подключен к вторичной сети). Принцип действия трансформатора и основан на этом простом взаимодействии.

Для улучшения передачи магнитного потока и усиления магнитной связи обмотка трансформатора, как первичная, так и вторичная, размещается на стальном магнитопроводе. Обмотки изолированы от магнитопровода и друг от друга.

Принцип работы трансформатора изменяет напряжение обмоток. Если напряжение вторичной и первичной обмоток одинаково, то коэффициент трансформации будет равен единице, и тогда пропадет сам промытый трансформатор как преобразователь напряжения в сети.Разделяют понижающие и повышающие трансформаторы. Если первичное напряжение меньше вторичного, то это электрическое устройство будет называться повышающим трансформатором. Если вторичных меньше — то уменьшение. Однако один и тот же трансформатор можно использовать как повышающий, так и понижающий. Повышающий трансформатор используется для передачи энергии на различные расстояния для транзита и прочего. Понижение используется в основном для перераспределения энергии между потребителями. Расчет силового трансформатора обычно производится с учетом его последующего использования в качестве понижающего или повышающего напряжения.

Рекомендуемые

Настройки IPTV «Ростелеком». Каналы IPTV

Аналоговое ТВ постепенно уходит на второй план. Его место более быстрым темпом занимает бесплатный IPTV Ростелеком. И это действительно удобно, потому что цифровые каналы лучше выглядят за счет лучшего изображения, звука. Но для начала нужно уточнить некоторые моменты ….

IMEI: как сменить телефон самостоятельно

Если вам нужно сменить IMEI на телефоне, эта статья предоставит полную и верную информацию о том, что такое код IMEI, какой для чего он нужен и как его изменить.Что такое IMEI? Возможно, вы уже сталкивались с этим понятием, значит, вы знаете, что …

Стиральная машина Bosch MAXX 4: инструкция по эксплуатации

Всем известный производитель Bosh, прежде чем представить миру еще одну новинку, не только проводит множество испытаний, но использует все доступные методы для обеспечения максимальной безопасности. Чтобы стиральная машина MAXX 4 радовала своего хозяина как можно дольше, набор к ней …

Как уже говорилось выше, принцип работы трансформатора довольно прост.Однако в его конструкции есть несколько интересных деталей.

В трехобмоточных трансформаторах три отдельные обмотки размещены на сердечнике. Такой трансформатор может иметь два разных напряжения и передавать энергию двум группам приемников электроэнергии. В этом случае мы говорим, что помимо обмоток низшего и высшего напряжения обмотки трансформатора есть среднее напряжение обмотки.

Обмотки трансформатора имеют цилиндрическую форму и полностью изолированы друг от друга.При такой намотке поперечное сечение стержня будет иметь круглую форму для уменьшения наномагнитных интервалов. Чем меньше таких интервалов, тем меньше масса меди, а, следовательно, и вес, и стоимость трансформатора.

Устройство и принцип работы трансформатора

Назначение и виды трансформатора.

Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное оборудование, в котором происходит преобразование переменного тока с преобразованием напряжения. Те. это устройство позволяет его опускать или увеличивать.Установленные в электростанциях трансформаторы обеспечивают передачу электроэнергии на большие расстояния до 1150кВ. И уже непосредственно в местах потребления происходит падение напряжения, в пределах 127-660В. На таких значениях обычно работают различные потребители электроэнергии, которые устанавливаются на заводах, фабриках и в многоквартирных домах. Электрические приборы, электросварка и другие элементы в цепи высокого напряжения также требуют использования трансформатора. Они бывают одно- и трехфазные, двух- и многообмоточные.

Существует несколько типов трансформаторов, каждый из которых определяется своими функциями и назначением. Силовой трансформатор преобразует электрическую энергию в сети, которые предназначены для использования и приема этой энергии. Трансформатор тока служит для измерения больших токов в устройствах электрических систем. Трансформатор напряжения преобразует высокое напряжение в низкое. Автотрансформатор имеет электрическую и электромагнитную связь за счет прямого соединения первичной и вторичной обмоток.Импульсный трансформатор преобразует импульсные сигналы. Разделительный трансформатор отличается тем, что первичная и вторичная обмотки электрически не связаны друг с другом. Одним словом, во всех формах принцип работы трансформатора в чем-то схож. Еще можно выделить гидротрансформатор, принцип работы которого заключается в передаче крутящего момента на коробку передач от двигателя автомобиля. Это устройство позволяет плавно изменять скорость и крутящий момент.

Устройство и принцип работы трансформатора.

Принцип работы трансформатора — проявление электромагнитной индукции. Это устройство состоит из магнитопровода и двух расположенных на нем обмоток. К одному подведено электричество, а ко второму подключены потребители. Как уже было сказано выше, эти обмотки называются первичной и вторичной соответственно. Магнитопровод изготовлен из листовой электротехнической стали, элементы которой изолированы лаком. Его часть, на которой расположены обмотки, называется сердечником.И именно такая конструкция получила более широкое распространение, поскольку имеет ряд преимуществ — простая изоляция обмоток, простота ремонта, хорошие условия охлаждения. Судя по всему, принцип работы трансформатора не так уж и сложен.

Также существуют бронированные трансформаторы конструкции, что значительно снижает их габаритные размеры. Чаще всего это однофазные трансформаторы. В таком оборудовании боковые ярма выполняют защитную роль обмотки от механических повреждений. Это очень важный фактор, поскольку небольшие трансформаторы не имеют корпуса и размещаются вместе с остальным оборудованием в одном месте.Трехфазные трансформаторы чаще всего выполняются с тремя стержнями. Армированная стержневая конструкция также используется в трансформаторах большой мощности. Хотя это увеличивает стоимость электроэнергии, но позволяет уменьшить высоту магнитопровода.

Трансформаторы бывают методом соединительных стержней: стыковые и ламинированные. Шатуны и коромысла собираются отдельно и соединяются крепежными деталями. А в ламинате листы собираются внахлест. Плавкие трансформаторы получили большее применение, т.к.у них гораздо более высокая механическая прочность.

Принцип работы трансформатора также зависит от обмоток, которые бывают цилиндрическими, дисковыми и концентрическими. Оборудование большой и средней мощности имеет газовое реле.

p >>

Принцип работы трансформатора — коэффициент поворота и трансформации

Основным принципом работы трансформатора является Закон электромагнитного поля Фарадея Индукция или взаимная индукция между двумя катушками.Ниже поясняется работа трансформатора. Трансформатор состоит из двух отдельных обмоток, размещенных на сердечнике из многослойной кремнистой стали.

Обмотка, к которой подключен источник переменного тока, называется первичной обмоткой, а нагрузка — вторичной обмоткой, как показано на рисунке ниже. Он работает только на переменном токе , потому что переменный поток требуется для взаимной индукции между двумя обмотками.

Состав:

Когда питание переменного тока подается на первичную обмотку с напряжением V ₁ , в сердечнике трансформатора создается переменный поток ϕ, который соединяется со вторичной обмоткой, и в результате этого возникает ЭДС. в нем называется взаимно индуцированной ЭДС .Направление этой наведенной ЭДС противоположно приложенному напряжению V ₁ , это из-за закона Ленца, показанного на рисунке ниже:

Физически между двумя обмотками нет электрического соединения, но они связаны магнитным полем. Следовательно, электрическая мощность передается из первичной цепи во вторичную через взаимную индуктивность.

Наведенная ЭДС в первичной и вторичной обмотках зависит от скорости изменения магнитной индукции, которая составляет (N dϕ / dt).

dϕ / dt — это изменение магнитного потока, одинаковое для первичной и вторичной обмоток. Индуцированная ЭДС E ₁ в первичной обмотке пропорциональна количеству витков N ₁ первичных обмоток (E ₁ ∞ N ₁ ). Подобным образом наведенная ЭДС во вторичной обмотке пропорциональна количеству витков на вторичной стороне. (E ₂ ∞ N ₂ ).

Трансформатор питания постоянного тока

Как уже говорилось выше, трансформатор работает от источника переменного тока и не может работать без источника постоянного тока.Если номинальное напряжение постоянного тока приложено к первичной обмотке, в сердечнике трансформатора установится магнитный поток постоянной величины, и, следовательно, не будет самоиндуцированной генерации ЭДС, поскольку для связи магнитного потока со вторичной обмоткой должна быть должен быть переменный поток, а не постоянный поток.

По закону Ома

Сопротивление первичной обмотки очень низкое, а первичный ток высокий. Таким образом, этот ток намного превышает номинальный ток первичной обмотки при полной нагрузке.Следовательно, в результате количество выделяемого тепла будет больше, и, следовательно, потери на вихревые токи (I ² R) будут больше.

Из-за этого произойдет сгорание изоляции первичных обмоток и повреждение трансформатора.

Передаточное число

Определяется как отношение витков первичной обмотки к вторичной.
Если N ₂ > N ₁ трансформатор называется Повышающий трансформатор

Если N ₂ 1 трансформатор называется Понижающий трансформатор

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации определяется как отношение вторичного напряжения к первичному напряжению.Обозначается К.

As (E ₂ ∞ N ₂ и E ₁ ∞ N ₁ )

Это все о работе трансформатора.

Линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор

: конструкция и принцип работы

Термин LVDT или линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор представляет собой надежный, полный преобразователь линейной конструкции, не имеющий трения. У них бесконечный жизненный цикл при правильном использовании. Поскольку LVDT, управляемый переменным током, не содержит никакой электроники, они предназначены для работы при очень низких температурах, в противном случае — до 650 ° C (1200 ° F) в нечувствительной среде.Области применения LVDT в основном включают автоматику, силовые турбины, самолеты, гидравлику, ядерные реакторы, спутники и многое другое. Преобразователи этого типа обладают незначительными физическими явлениями и превосходной повторяемостью.

LVDT изменяет линейное смещение из механического положения в относительный электрический сигнал, включающий фазу и амплитуду информации о направлении и расстоянии. Для работы LVDT не требуется электрическая связь между касающимися частями и катушкой, но в качестве альтернативы она зависит от электромагнитной связи.

Что такое LVDT (линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор)?

Полная форма LVDT — «Линейно-переменный дифференциальный трансформатор» — это LVDT. Как правило, LVDT — это нормальный тип преобразователя. Основная функция этого — преобразование прямоугольного движения объекта в эквивалентный электрический сигнал. LVDT используется для расчета смещения и работает по принципу трансформатора.

Приведенная выше схема датчика LVDT включает сердечник, а также узел катушки. Здесь сердечник защищен предметом, местоположение которого вычисляется, а узел катушки увеличен до стационарной конструкции.Узел катушки включает в себя три катушки с проволочной намоткой на полой форме. Внутренняя катушка — основная, которая питается от источника переменного тока. Магнитный поток, генерируемый основной, прилагается к двум второстепенным катушкам, создавая переменное напряжение в каждой катушке.

Линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор

Основным преимуществом этого преобразователя по сравнению с другими типами LVDT является прочность. Поскольку нет контакта с материалом через чувствительный компонент.

Поскольку машина зависит от комбинации магнитного потока, этот преобразователь может иметь неограниченное разрешение.Таким образом, минимальная часть прогресса может быть замечена с помощью соответствующего инструмента обработки сигнала, а разрешение преобразователя определяется исключительно декларацией DAS (системы сбора данных).

Конструкция линейно-регулируемого дифференциального трансформатора

LVDT состоит из цилиндрического каркаса, который ограничен одной основной обмоткой в ​​ступице первого, а две второстепенные обмотки LVDT намотаны на поверхности. Количество скручиваний в обеих второстепенных обмотках эквивалентно, но они перевернуты друг к другу, как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки.

Конструкция линейно-регулируемого дифференциального трансформатора

По этой причине выходные напряжения будут вариацией напряжений между двумя второстепенными катушками. Эти две катушки обозначены как S1 и S2. Почитаемый железный сердечник расположен в середине цилиндрического каркаса. Напряжение возбуждения переменного тока составляет 5-12 В, а рабочая частота составляет от 50 до 400 Гц.

Принцип работы LVDT

Принцип работы линейного переменного дифференциального трансформатора или теории работы LVDT — это взаимная индукция.Дислокация — это неэлектрическая энергия, которая превращается в электрическую. И то, как изменяется энергия, подробно обсуждается в работе LVDT.

Принцип работы LVDT

Работа LVDT

Принцип работы схемы LVDT можно разделить на три случая в зависимости от положения железного сердечника в изолированном каркасе.

• В случае-1: Когда сердечник LVDT находится в нулевом положении, поток обеих второстепенных обмоток будет одинаковым, поэтому индуцированное e.м.ф. аналогична в обмотках. Таким образом, при отсутствии смещения выходное значение (e _из ) равно нулю, потому что оба значения e1 и e2 эквивалентны. Таким образом, это показывает, что дислокации не было.
• В случае-2: Когда ядро ​​LVDT смещено до нулевой точки. В этом случае поток, вовлекающий второстепенную обмотку S1, является дополнительным по сравнению с потоком, соединяющимся с обмоткой S2. По этой причине e1 будет добавлен как e2. Благодаря этому у _выход (выходное напряжение) положительный.
• В случае-3: Когда ядро ​​LVDT смещается вниз до нулевой точки, в этом случае количество e2 будет добавлено как количество e1. Из-за этого выходное напряжение e _out будет отрицательным, плюс это иллюстрирует отключение от точки нахождения.

Что такое выход LVDT?

Выходной сигнал измерительного устройства, такого как LVDT или линейно регулируемый дифференциальный трансформатор, представляет собой синусоидальную волну, амплитуда которой пропорциональна смещению от центра & 0 °, иначе 180 ° фазы в зависимости от расположенной стороны сердечника.Здесь для демодуляции сигнала используется двухполупериодное выпрямление. Наибольшее значение выхода двигателя (EOUT) происходит при максимальном смещении сердечника из среднего положения. Это функция амплитуды основного бокового напряжения возбуждения, а также коэффициента чувствительности конкретного типа LVDT. В общем, на RMS это довольно много.

Зачем нужен LVDT?

Датчик положения, такой как LVDT, идеально подходит для нескольких приложений. Вот список причин, по которым он используется.

Механическая жизнь бесконечна

Датчик такого типа нельзя заменить даже после миллионов циклов и десятилетий.

Отдельный сердечник и катушка

LVDT используются для насосов, клапанов и систем уровня. Сердечник LVDT может подвергаться воздействию среды при температуре и высоком давлении всякий раз, когда змеевики и корпус могут быть разделены через металлическую, стеклянную трубку или гильзы и т. Д.

Измерение без трения

Измерение LVDT происходит без трения, потому что нет частей трения, ошибок и сопротивления.

Бесконечное разрешение

С помощью LVDT можно точно рассчитать даже крошечные перемещения.

Превосходная повторяемость

LVDT не всплывают, иначе даже через несколько десятилетий в конечном итоге станут шуметь.

Нечувствительность к поперечно-осевому движению сердечника

Качество измерений не может быть нарушено ни ощущениями, ни зигзагами.

Повторяемость равна нулю

От 300oF до 1000oF эти датчики всегда предоставляют вам надежную опорную точку

• Не требует бортовой электроники
• Полный выход
• Возможна настройка для любого типа приложения

Разное Типы LVDT

Различные типы LVDT включают следующие.

Невыпадающая арматура LVDT

Эти типы LVDT лучше подходят для длительных рабочих серий. Эти LVDT помогут предотвратить неправильное расположение, поскольку они управляются и управляются узлами с низким сопротивлением.

Неуправляемые якоря

Эти типы LVDT имеют неограниченное разрешение, механизм этого типа LVDT представляет собой план без износа, который не контролирует движение расчетных данных. Этот LVDT подключается к рассчитываемому образцу, легко помещается в цилиндр, при этом корпус линейного преобразователя удерживается независимо.

Якоря с увеличенным усилием

Используйте внутренние пружинные механизмы, электродвигатели, чтобы постоянно перемещать якорь вперед до максимально возможного уровня. Эти арматуры используются в LVDT для приложений с медленным движением. Эти устройства не требуют никакого соединения между якорем и образцом.

Линейные преобразователи переменного смещения обычно используются в современных обрабатывающих инструментах, робототехнике или управлении движением, авионике и автоматике. Выбор применимого типа LVDT можно оценить с помощью некоторых спецификаций.

Характеристики LVDT

Характеристики LVDT в основном обсуждаются в трех случаях, таких как нулевое положение, верхнее правое положение и крайнее левое положение.

Нулевое положение

Рабочий процесс LVDT может быть проиллюстрирован в нулевом осевом месте, иначе ноль, на следующем рисунке. В этом состоянии вал может располагаться точно в центре обмоток S1 и S2. Здесь эти обмотки представляют собой вторичные обмотки, которые соответственно увеличивают генерирование эквивалентного магнитного потока, а также индуцированное напряжение на следующем выводе.Это местоположение также называется нулевой позицией.

LVDT в нулевом положении

Последовательность выходных фаз, а также дифференциация выходной амплитуды по отношению к входным сигналам, которые определяют смещение и движение сердечника. Расположение вала в нейтральном положении или в нуле в основном указывает на то, что индуцированные напряжения на вторичных обмотках, которые соединены последовательно, эквивалентны и обратно пропорциональны по отношению к общему напряжению o / p.

EV1 = EV2

Eo = EV1– EV2 = 0 В

Наивысшее правое положение

В этом случае самое верхнее правое положение показано на рисунке ниже.Как только вал смещается в правостороннем направлении, огромная сила может создаваться на обмотке S2, с другой стороны, минимальная сила может создаваться на обмотке S1.

LVDT справа

Таким образом, «E2» (индуцированное напряжение) значительно превосходит E1. Полученные уравнения дифференциальных напряжений показаны ниже.

Eo = EV2 — EV1

Максимальное левое положение

На следующем рисунке вал может быть больше наклонен в направлении левой стороны, тогда на обмотке S1 может возникнуть большой магнитный поток, а на «E1» при уменьшении «E2».Уравнение для этого приведено ниже.

Eo = EV1 — EV2

Окончательный выходной сигнал LVDT может быть рассчитан в терминах частоты, тока или напряжения. Проектирование этой схемы также может быть выполнено с использованием схем на основе микроконтроллеров, таких как PIC, Arduino и т. Д.

LVDT слева

LVDT Технические характеристики

Технические характеристики LVDT включают следующее.

Линейность

Наибольшее отличие от прямой пропорции между вычисленным расстоянием и расстоянием между расчетами и расстоянием между расчетами.

• > (0,025 +% или 0,025 -%) Полная шкала
• (от 0,025 до 0,20 +% или от 0,025 до 0,20 -%) Полная шкала
• (от 0,20 до 0,50 +% или от 0,20 до 0,50 -%) Полная шкала
• (от 0,50 до 0,90 +% или от 0,50 до 0,90 -%) Полная шкала
• (от 0,90 до +% или от 0,90 до -%) Полная шкала и выше
• 0,90 до ±% Полная шкала и выше

Рабочие температуры

Рабочие температуры LVDT включают

> -32 ° F, (-32-32 ° F), (32 -175 ° F), (175-257 ° F), 257 ° F и выше.Диапазон температур, в котором устройство должно точно работать.

Диапазон измерения

Диапазон измерения IVDT включает

0,02 ″, (0,02–0,32 ″), (0,32–4,0 ″), (4,0–20,0 ″), (± 20,0 ″)

Точность

Объясняет процент разницы между истинным значением объема данных.

Выход

Ток, напряжение или частота

Интерфейс

Последовательный протокол, такой как RS232, или параллельный протокол, такой как IEEE488.

LVDT Типы

На основе частоты, баланса тока на основе переменного / переменного тока или на основе постоянного / постоянного тока.

График LVDT

Графики LVDT показаны ниже, которые показывают изменения на валу, а также их результат с точки зрения величины дифференциального выхода переменного тока от нулевой точки и выхода постоянного тока из электроники.

Предельное значение смещения вала от места нахождения сердечника в основном зависит от коэффициента чувствительности, а также от амплитуды основного напряжения возбуждения.Вал остается в нулевом положении до тех пор, пока на главной обмотке катушки не будет задано соответствующее основное напряжение возбуждения.

Варианты вала LVDT

Как показано на рисунке, полярность или фазовый сдвиг постоянного тока в основном определяет положение вала для нулевой точки, чтобы представить такое свойство, как линейность выхода / выхода модуля LVDT.

Пример линейного переменного дифференциального трансформатора

Длина хода LVDT составляет ± 120 мм и обеспечивает разрешение 20 мВ / мм.Итак, 1). Найти максимальное напряжение o / p, 2) напряжение o / p после того, как сердечник смещен на 110 мм от его нулевого положения, c) положение сердечника от середины, когда напряжение o / p равно 2,75 В, г) найти изменение в пределах напряжения o / p после смещения сердечника от смещения +60 мм до -60 мм.

а). Наивысшее напряжение o / p составляет VOUT

Если один мм движения генерирует 20 мВ, то 120 мм движения генерируют

VOUT = 20 мВ x 120 мм = 0,02 x 120 = ± 2,4 В

b). VOUT при смещении сердечника 110 мм

Если смещение сердечника 120 мм создает 2.Выходное напряжение 4 В, затем перемещение на 110 мм дает

Vout = смещение сердечника X VMAX

Vout = 110 X 2,4 / 120 = 2,2 вольта

Смещение напряжения LVDT

c) Положение сердечника при VOUT = 2,75 В

Vout = смещение сердечника X VMAX

Смещение = Vout X длина / VMax

D = 2,75 X 120 / 2,4 = 137,5 мм

d). Изменение напряжения от смещения + 60 мм до -60 мм

В изменение = + 60 мм — (-60 мм) X 2.4V / 130 = 120 X 2,4 / 130 = 2,215

Таким образом, изменение выходного напряжения колеблется от +1,2 вольт до -1,2 вольт, когда сердечник сдвигается с + 60 мм до -60 мм соответственно.

Датчики перемещения доступны в различных размерах и разной длине. Эти преобразователи используются для измерения от нескольких миллиметров до 1 с, что позволяет определять длинные ходы. Однако, когда LVDT могут рассчитывать линейное перемещение в пределах прямой линии, тогда в LVDT есть изменение для измерения углового перемещения, известное как RVDT (поворотно-регулируемый дифференциальный трансформатор).

Преимущества и недостатки LVDT

Преимущества и недостатки LVDT включают следующее.

• Диапазон измерения смещения LVDT очень высок и составляет от 1,25 мм до -250 мм.
• Выходной сигнал LVDT очень высок и не требует расширения. Он обладает высоким состраданием, которое обычно составляет около 40 В / мм.
• Когда сердечник перемещается внутри полого каркаса, следовательно, нет сбоя ввода смещения при потерях на трение, поэтому LVDT является точным устройством.
• LVDT демонстрирует небольшой гистерезис, и поэтому повторение является исключительным во всех ситуациях.
• Потребляемая мощность LVDT очень низкая, около 1 Вт, по оценке другого типа преобразователей.
• LVDT преобразует линейную дислокацию в электрическое напряжение, которое легко продвигается.
• LVDT реагирует на удаление от магнитных полей, поэтому ему постоянно нужна система, защищающая их от дрейфующих магнитных полей.
• Достигнуто, что LVDT более выгодны по сравнению с любыми индуктивными преобразователями.
• LVDT повреждается из-за температуры и вибрации.
• Этому трансформатору требуются большие смещения для получения значительного дифференциального выходного сигнала.
• Они реагируют на паразитные магнитные поля.
• Приемный прибор должен быть выбран для работы с сигналами переменного тока, в противном случае следует использовать демодулятор н / б, если напряжение постоянного тока необходимо
• Ограниченный динамический отклик возникает механически через массу сердечника и электрически через приложенное напряжение.

Применения линейно-регулируемого дифференциального трансформатора

Преобразователь LVDT в основном используется для расчета дислокаций в диапазоне от миллиметров до нескольких сантиметров.

• Датчик LVDT работает как главный преобразователь, который преобразует дислокацию в прямой электрический сигнал.
• Этот преобразователь также может работать как вторичный преобразователь.
• LVDT используется для измерения веса, силы, а также давления
• В банкоматах для толщины долларовой купюры
• Используется для проверки влажности почвы
• В машинах для изготовления ТАБЛЕТКИ
• Робот-пылесос
• Используется в медицинских устройствах для зондирование мозга
• Некоторые из этих преобразователей используются для расчета давления и нагрузки.
• LVDT в основном используются в промышленности, а также в качестве сервомеханизмов.
• Другие приложения, такие как силовые турбины, гидравлика, автоматика, самолеты и спутники

Наконец, из приведенной выше информации мы можем сделать вывод, что характеристики LVDT имеют определенные существенные особенности и преимущества, большинство из которых основаны на фундаментальных физических принципах работы или материалы и методы, использованные при их строительстве.