Принцип работы трансформаторов тока | Бесплатные дипломные работы на DIPLOMKA.NET
1.3 Принцип работы
Трансформатор тока состоит из замкнутого сердечника, набранного из тонких листов электротехнической стали, и двух обмоток — первичной и вторичной. Первичную обмотку включают последовательно в контролируемую цепь, ко вторичной обмотке присоединяют токовые катушки различных приборов и реле.
Рисунок 1 – Трансформатор тока:
а — устройство, б, в — схемы включения амперметра непосредственно в контролирующую цепь и через трансформатор тока
Устройство трансформатора тока и схемы включения амперметра показаны на рисунке 1, а—в. Магнитный поток в магнитопроводе 3 создается токами первичной 1 и вторичной 2 обмоток. Соотношение первичного I1 и вторичного I2 токов определяется формулой:
KТТ = I1/I2 = w2/wl ,
где KТТ — коэффициент трансформации; w1 и w2 — число витков первичной и вторичной обмоток.
Если в силовых трансформаторах и трансформаторах напряжения увеличение сопротивления во вторичной цепи вызывает уменьшение тока во вторичной и в первичной цепях, а напряжение на выводах обеих обмоток почти не изменяется, то у трансформаторов тока увеличение сопротивления во вторичной цепи приводит к повышению напряжения на выводах вторичной обмотки.
Трансформаторы тока для электроустановок напряжением до 1000 В показаны на рисунке 2, а, б, в (катушечный, шинный ТШ-0,5 и шинный с литой изоляцией ТШЛ-0,5). В шинных трансформаторах тока в качестве первичной обмотки используют шину, пропускаемую через окно 5 сердечника трансформатора тока, на который намотана вторичная обмотка.
Проходные трансформаторы тока для внутренней установки на напряжение 10 кВ выполняют многовитковыми, одновитковыми и шинными с фарфоровой и пластмассовой (литой) изоляцией (Рисунок 3, а—в).
Опорный трансформатор тока ТФНД-220 для наружной установки на напряжение 220 кВ (Рисунок 4) имеет обмотки, помещенные в фарфоровый корпус 3, залитый маслом и укрепленный на основании 4.
На верхнем торце фарфорового корпуса укреплен чугунный расширитель 1 для масла с маслоуказателем и зажимами 2 первичной обмотки. Сердечник с вторичной обмоткой охватывается первичной обмоткой, имеющей в этом месте форму кольца. Выводы вторичной обмотки размещены в коробке 5 на основании трансформатора. Рисунок 2 – Трансформаторы тока на напряжение до 1000 В:
а — катушечный, б, в — шинные ТШ-0,5 и ТШЛ-0,5; 1 — каркас, 2, 4 — зажимы вторичной и первичной обмоток, 3 — защитный кожух, 5 — окно
Рисунок 3 – Трансформаторы тока на напряжение 10 кВ с литой изоляцией:
а — многовитковый ТПЛ-10, б — одновитковый ТПОЛ-10, в —шинный ТПШЛ-10; 1, 2 — зажимы первичной и вторичной обмоток, 3 — литая изоляция, 4 — установочный угольник, 5 — сердечник
Рисунок 4 – Опорный трансформатор тока ТФНД-220 наружной установки
В высоковольтных распределительных устройствах подстанций применяют проходные (Рисунок 5, а) и опорные (Рисунок 5, б) трансформаторы тока.
Рисунок 5 – Трансформаторы тока:
а — проходной ТПФМ-10 на 10 кВ, б — опорный ТФН-35М на 35 кВ; 1 и 3 — первичная и вторичная обмотки, 2 — фарфоровый изолятор, 4 — сердечник вторичной обмотки, 5 — контактный угольник, 6 — крышка, 7 — кожух, 8 — верхний фланец, 9 — зажимы выводов вторичной обмотки, 10 — якореобразный болт, 11 — крышка, 12 — фарфоровая покрышка, 13 — изоляционное масло, 14 — кольцевые обмотки («восьмеркой»), 15 — полухомут, 16 — масловыпускатель, 17 — цоколь, 18 — коробка вторичных выводов, 19 — кабельная муфта, 20 — маслоуказатель
Режимы работы трансформатора. Описание режима холостого хода и КЗ
Трансформаторы за время эксплуатации работают в разных режимах. Но не все они одинаково сказываются на сроке службы электромагнитного оборудования. Режимы работы силового трансформатора зависят от его нагрузки, напряжения обмоток, температуры масла и обмоток, условий окружающей среды и других параметров.
Режимы работы трансформатора:
- нормальный;
- перегрузочный;
- аварийный.
Нормальные режимы работы трансформатора
К ним относятся номинальный, оптимальный, режим холостого хода и режим параллельной работы.
Номинальный и оптимальный режим
Еще эти режимы трансформатора называют рабочими. Потому что при них напряжение и ток близки к номинальным (на которые рассчитано оборудование) условиям.
Номинальный режим – это когда ток и напряжение на первичной обмотке соответствуют номинальным показателям. Но на деле трансформатор редко работает в таких условиях. Потому что в сети происходят постоянные колебания нагрузки. При таком режиме трансформатор работает исправно. Но коэффициент полезного действия (КПД) оборудования не достигает максимума.
Оптимальный режим – это режим, при котором трансформатор имеет максимальный КПД. Как правило, максимальные КПД трансформатор показывает под нагрузкой 50-70% от номинальной. Современные силовые трансформаторы работают с КПД 90% и выше.
На деле большинство трансформаторов не работают в одном и том же режиме.
Потому что нагрузка в сети непостоянная.
Холостой режим трансформатора
При режиме холостого хода на первичную обмотку трансформатора поступает напряжение, а вторичная обмотка не подключена к сети потребителя электроэнергии. В таком режиме КПД равен 0.
На холостом ходу силового трансформатора определяют коэффициент трансформации, мощность потерь в металле и параметры намагничивающей ветви схемы замещения. Для таких измерений на первичную обмотку трансформатора пускают электрический ток номинального напряжения.
А для трансформатора напряжения режим холостого хода является рабочим.
Режим параллельной работы
Два трансформатора устанавливаются в сетях, питающих энергией потребителей первой и второй категории. Важно подключить трансформаторы так, чтобы ни один из них не испытывал перегрузки.
Для этого у трансформаторов:
- должны быть одни и те же группы соединений обмоток;
- коэффициенты трансформации не должны отличаться больше, чем на 0,5 %;
- номинальные мощности должны соотноситься не более, чем один к трем;
- напряжения короткого замыкания должны различаться не более, чем на 10 %;
- должна выполняться фазировка трансформаторов.
Перегрузочный режим
Трансформатор испытывает перегрузки при воздействии нагрузок и температур выше допустимой нормы. Для каждой модели эти показатели свои. Производители силовых трансформаторов предусматривают возможность работы оборудования в условиях перегрузки. Но если устройство испытывает их продолжительное время или регулярно – это уменьшает срок службы оборудования. Допустимые перегрузки описаны в стандартах. Например, для масляных трансформаторов разработан ГОСТ 14209-97.
Аварийный режим
Трансформатор находится в аварийном режиме, если на него воздействует электрический ток, который сильно превосходит номинальные величины. Дальше давать работать оборудованию нельзя. Как правило, в трансформаторах существуют автоматические выключатели. Они отключают питание оборудования.
Признаки аварийного режима:
- громкий и неритмичный шум и треск в баке трансформатора;
- повышение температуры рабочей части трансформатора;
- утечка трансформаторного масла.
Часто аварийный режим возникает из-за короткого замыкания во вторичной обмотке. Исключение – трансформаторы тока и сварочные трансформаторы. Для них режим короткого замыкания является рабочим.
Напряжение во время короткого замыкания (КЗ) – это еще и важный показатель, который влияет на эксплуатацию трансформатора. Его измеряют в процентах. Для трансформаторов со средним показателем мощности напряжение КЗ составляет 5-7%, а для более мощных – 6-12 %.
Важно не допускать работы трансформатора в аварийном режиме вообще и ограничивать его перегрузки. В этом случае оборудование прослужит вам заявленный производителем срок.
Руководство по эксплуатации ТВ-СВЭЛ. Техническая документация Группа СВЭЛ.
3 Описание и работа трансформаторов
3.1 Назначение трансформаторов
Трансформаторы служат для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и (или) устройствам защиты и управления в установках переменного тока частоты 50 Гц.
Трансформаторы предназначены для эксплуатации в трансформаторном масле внутри бака силового трансформатора или выключателя и в воздушной среде (при отсутствии прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков).
Трансформаторы относятся к электрооборудованию на класс напряжения 0,66 кВ и поэтому могут устанавливаться на вводе любого класса напряжения при условии, что они обеспечивают заданные характеристики, не нарушают работы и что посадочные размеры ввода позволяют их установку.
Трансформаторы изготавливаются в климатических исполнениях «У», «УХЛ», «ХЛ», «Т» или «О» категории размещения 2 по ГОСТ 15150.
- верхнее значение температуры окружающего воздуха 40 °С — для исполнений «УХЛ», «У» и «ХЛ»; 50 °С — для исполнений «Т», «О»;
- нижнее значение температуры окружающего воздуха минус 10 °С — для исполнения «Т»; минус 45 °С — для исполнения «У»; минус 60 °С — для исполнений «О», «УХЛ», «ХЛ»;
- относительная влажность воздуха — 100% при 25 °С для исполнений «УХЛ», «У» и «ХЛ», и 100% при 35 °С для исполнений «Т» и «О».
Для трансформаторов, встраиваемых в масляные выключатели, температура трансформаторного масла, окружающего трансформатор, не выше 90 °С, для трансформаторов, встраиваемых в силовые масляные трансформаторы, не выше 95 °С.
3.2 Технические характеристики
Основные технические характеристики приведены в приложении А.
3.3 Устройство
Трансформатор состоит из тороидального магнитопровода, на который равномерно намотана вторичная обмотка. Для получения различных коэффициентов трансформации вторичная обмотка имеет несколько ответвлений.
Первичной обмоткой трансформатора служит высоковольтный ввод выключателя или силового трансформатора.
Габаритные, установочные, присоединительные размеры и масса трансформаторов приведены в приложении Б.
3.4 Маркировка
Стороны трансформатора, соответствующие линейным выводам первичной цепи, обозначены Л1 и J12. Выводы вторичной обмотки имеют маркировку И1, И2, ИЗ, И4, И5, И6, И7.
Трансформатор снабжен табличкой с указанием основных технических данных трансформатора и предупреждающей надписью о напряжении на разомкнутых вторичных обмотках.
Требуется ли для оптических трансформаторов тока (напряжения) температурная компенсация в целях обеспечения точности измерений? В каком диапазоне температур она не требуется?
Сначала нужно уточнить терминологию, разграничив понятия основной и дополнительной погрешности.
Действительно, в классических конструкциях трансформаторов, действительно, есть основная погрешность трансформатора и целый ряд дополнительных погрешностей, возникающих из-за наличия гармоник, загрузки вторичных цепей, их взаимного влияния, а также температуры. Электронные трансформаторы тока и напряжения производства АО «Профотек» являются трансформаторами с компенсированной погрешностью.
Для потребителя это означает, что трансформаторы обладают только основной погрешностью, а все влияющие факторы учитываются в работе электроники и автоматически компенсируются так, чтобы во всем рабочем диапазоне влияющих факторов трансформаторы находились в заданном классе точности. Поддержание заданных характеристик обеспечивается не только программными средствами, но и самой конструкцией. Основные особенности структуры измерительной части будут изложены ниже.
В конструкции электронных трансформаторов тока и напряжения, производимых компанией «Профотек», можно выделить две основные части:
- внешнюю, где чувствительный оптический элемент жестко закреплен на опорной изоляционной колонне с соединительным оптическим кабелем;
- внутреннюю, состоящую из блока электроники.
Также «Профотек» производит внешнюю часть с гибким чувствительным элементом, который размещен в продолжении соединительного оптического кабеля и без опорной колонны.
Внешняя часть электронных трансформаторов устанавливается, как правило, на открытой части распределительных устройств, на вводах генераторов, а также может быть интегрирована практически в любую сетевую инфраструктуру без её изменения за очень короткое время.
В процессе работы внешняя часть может подвергаться воздействию температур в интервале от -60 до +60ºС, в то время как рабочий диапазон температур окружающей среды для блока электроники — -10…+40ºС, причем блок располагается в помещении с однотипным по режимам работы оборудованием (устройства РЗА и ПА, АСУ и т. п.). Конструкция электронных блоков трансформаторов тока и напряжения не требует дополнительной температурной компенсации.
Внешняя часть электронного трансформатора напряжения температурной компенсации не требует, так как емкостный делитель напряжения выполняется в виде единого высоковольтного конденсатора, который в процессе производства изготавливается из одного и того же материала, и основной задачей «Профотека» как разработчика и производителя является обеспечение поддержания точности соотношения емкостей делителя напряжения. Технология изготовления делителей обеспечивает надежную работу в заданном температурном диапазоне и стабильность характеристик, а также при необходимости позволяет обеспечить требуемую компенсацию температурного коэффициента емкости (ТКЕ), что легко обеспечивается в требуемом температурном диапазоне.
При использовании резистивных делителей применяются специальные высокостабильные резисторы с очень малым коэффициентом температурной зависимости и высокой повторяемостью.
Работа оптического трансформатора тока основана на бесконтактном методе измерения тока.
Метод использует магнитооптический эффект Фарадея и достаточно подробно описан в различных источниках. Кратко суть метода можно описать так: в отрезок специального магниточувствительного оптоволокна (так называемый hi-bi spun световод) через волоконный аналог четвертьволновой пластинки вводятся две световые волны с ортогональной поляризацией, вследствие чего они приобретают круговую поляризацию противоположного вращения, которую этот тип световода способен сохранять. Вводимые световые волны модулированы по фазе с довольно высокой частотой (40–60 кГц). Если в проводнике, вокруг которого намотан контур из этого световода, тока нет, то эти световые волны распространяются с одинаковой скоростью и на вход схемы измерений приходят с нулевым сдвигом фаз.
Если в проводнике появляется ток, а вокруг этого проводника — магнитное поле, то скорость распространения для этих световых волн будет различаться из-за эффекта Фарадея. В результате этого в приемнике у пришедших от чувствительного волокна световых волн возникает относительный фазовый сдвиг, пропорциональный величине магнитного поля вокруг проводника и, соответственно, величине тока в проводнике. Таким образом, задача измерения тока сводится к прецизионному измерению фазового сдвига между световыми волнами.
Метод отражательного волоконного интерферометра — наиболее отработанная и стабильная схема измерений.
Для измерений величин этих фазовых сдвигов «Профотек» в своих оптических трансформаторах тока использует метод отражательного волоконного интерферометра, поскольку это наиболее отработанная и стабильная схема измерений, дающая автоматическую компенсацию большинства внешних воздействий на измерительный тракт. Как было сказано ранее, световые волны модулированы модулятором двулучепреломления, поэтому выходной сигнал интерферометра представляет из себя сумму гармоник частот модуляции, а амплитуды этих гармоник пропорциональны величине протекающего тока.
При этом обеспечивается независимость вычисления фазового сдвига от вариаций параметров оптической схемы (мощность света на фотоприемнике, амплитуда модуляции и т. п.). Всё это позволяет обеспечить высокую точность измерений в большом диапазоне изменения значений первичного тока в проводнике.
Производимое АО «Профотек» специальное термостабильное оптическое волокно, используемое в измерительных элементах оптических трансформаторов, обеспечивает высокую стабильность свойств в диапазоне изменения температур до 100ºС (интегральный разброс показаний в этом диапазоне температур составляет около 1%), а это при реальном диапазоне температур от -60 до +60ºС обеспечивает погрешность измерений согласно требованиям к измерительным приборам класса точности 1.
Для обеспечения точности измерений в соответствии с требованиями класса точности измерений 0,2s (расширенный диапазон в области малых погрешностей) в приборах АО «Профотек» применен метод цифровой компенсации температурной погрешности при малых значениях токов.
С этой целью программой для расчета тока учитывается температурная зависимость чувствительности. Сигнальный процессор ежесекундно в on-line режиме считывает сигнал, пропорциональный температуре, измеренной оптоволоконным термометром, который расположен рядом с основным чувствительным волокном. На основе считанных сигналов процессор вычисляет значение силы тока в шине с учетом влияния температуры на чувствительный элемент. Надежность вышеописанной компенсации обусловлена тем, что температурная зависимость чувствительности носит фундаментальный физический характер и не может изменяться с течением времени.
Все выпускаемые «Профотеком» измерительные трансформаторы тока проходят тестовую проверку в термокамерах.
Измерения проводятся как отдельно для чувствительных элементов (в диапазоне от -60 или -40 до +60°С), так и для всего электронно-оптического блока (в диапазоне от -10 или +5 до +40°С). Помимо обычных промышленных термокамер для тестирования чувствительных элементов и электронно-оптических блоков, «Профотек» располагает специальной климатической камерой, в которой имеется возможность проводить испытания высоковольтной измерительной колонны с опорным изолятором для классов напряжения до 220 кВ с установленным на ней чувствительным элементом в полном диапазоне температур.
Как работает трансформатор тока
Трансформатор тока — это категория измерительных трансформаторов, разработанных и изготовленных для генерации переменного тока во второй обмотке. Этот ток прямо пропорционален току, измеренному в его первичной обмотке. Компания Midwest Current Transformer предлагает своим клиентам высоковольтные трансформаторы для различных промышленных применений.
Первичная обмотка
Трансформатор тока имеет только один или несколько витков первичной обмотки.Первичная обмотка может состоять либо из одного плоского витка, либо из проводника сборной шины, проходящего через центральное отверстие, либо из усиленного провода катушки, намотанного вокруг сердечника.
Из-за такой конструкции трансформатор тока также называют последовательным трансформатором. Это связано с тем, что первичная обмотка, состоящая из очень небольшого числа витков, работает последовательно с проводником, по которому проходит ток, доставляющий нагрузку.
Вторичная обмотка
Однако вторичная обмотка может состоять из большого количества витков катушки, намотанных вокруг многослойного сердечника, который состоит из магнитного материала с низкими потерями.С сердечником, имеющим большую площадь поперечного сечения, результирующая плотность магнитного потока находится на низкой стороне и использует значительно меньшее количество провода с площадью поперечного сечения. Количество используемого провода зависит от степени, до которой ток должен быть понижен, поскольку он работает для обеспечения постоянного тока независимо от подключенной нагрузки.
Ток будет генерироваться из вторичной обмотки, перетекающей либо в короткое замыкание, например в амперметр, либо в резистивную нагрузку, пока напряжение, развиваемое во вторичной обмотке, не станет достаточно большим, чтобы создать насыщенный сердечник или вызвать отказ в результате непропорционального напряжения авария.
Первичный ток трансформатора тока управляется внешней нагрузкой и не зависит от тока вторичной нагрузки, в отличие от трансформатора напряжения.
Один или пять ампер для больших номинальных значений первичного тока часто составляют вторичный номинальный ток.
В Midwest Current Transformer мы здесь, чтобы удовлетворить все ваши потребности в трансформаторах тока и ответить на любые ваши вопросы. Чтобы узнать больше о том, как мы можем удовлетворить ваши требования к трансформатору тока, позвоните нам сегодня по телефону 800.893.4047 или электронная почта Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Принцип работы трансформатора тока| ATO.com
Принцип работы трансформатора тока основан на принципе электромагнитной индукции, ток цепи часто протекает через его первичную обмотку. Когда трансформатор тока работает, его вторичная цепь остается замкнутой, поэтому сопротивление последовательной катушки измерительного прибора и цепи защиты очень мало, рабочее состояние близко к короткому замыканию.
Трансформатор тока состоит из закрытого стального сердечника и обмотки.
Он имеет несколько первичных обмоток, последовательно включенных в измеряемую цепь тока; однако он имеет множество вторичных обмоток, которые последовательно соединены в схемах измерительного прибора и защиты. Трансформатор тока играет роль преобразователя и гальванической развязки, это датчик для измерительного прибора, релейной защиты и другого вторичного оборудования для получения текущей информации в первичной цепи в энергосистеме.Он преобразует высокий ток в низкий ток по коэффициенту, его первичный конец соединен с первичной системой, а вторичный конец соединен с измерительным прибором и релейной защитой.
В идеальном трансформаторе тока, если мы предположим, что ток холостого хода Ⅰ0 = 0, то общий магнитный потенциал Ⅰ0N0 = 0. Согласно закону сохранения энергии, магнитодвижущая сила первичной обмотки равна силе вторичной обмотки, а именно I 1NI = -I 2N2.
А именно, ток трансформатора тока обратно пропорционален его оборотам.Отношение между первичным током и вторичным током, I1 / I2, называется коэффициентом тока трансформатора тока.
Если задан вторичный ток, можно получить первичный ток, разность векторов между вторичным током и первичным током составляет 1800.
Трансформатор тока состоит из первичной обмотки, вторичной обмотки, железного сердечника, изоляционной опоры и вывода. Железный сердечник изготовлен из листов кремнистой стали, первичная обмотка включена последовательно с главной цепью.Через измеренный ток I1 первичная катушка создает переменный магнитный поток в железном сердечнике, который побуждает вторичную катушку индуцировать соответствующий вторичный ток I2. Если пренебречь потерями возбуждения, I1n1 = I2n2, среди которых n1 и n2 относятся к числу витков первичной и вторичной катушек соответственно. Коэффициент трансформации трансформатора тока K = I1 / I2 = n2 / n1.
Поскольку первичная обмотка подключена к главной цепи, для заземления первичной обмотки следует использовать соответствующий изоляционный материал, чтобы обеспечить безопасность вторичной цепи и безопасность персонала.
Вторичная цепь состоит из вторичных обмоток, счетчиков и катушек трансформатора тока, трансформаторы тока можно разделить на два типа, а именно измерительный трансформатор тока и защитный трансформатор тока.
Приобретая сейчас недорогие трансформаторы тока на ATO.com, на ваш выбор доступны различные коэффициенты тока 10 / 5A, 200 / 5A и 600 / 5A …
% PDF-1.6 % 4 0 obj > эндобдж xref 4 91 0000000016 00000 н. 0000002453 00000 н. 0000002513 00000 н. 0000003752 00000 н. 0000004540 00000 н. 0000005246 00000 н. 0000007124 00000 н. 0000009172 00000 н. 0000011709 00000 п. 0000013896 00000 п. 0000016231 00000 п. 0000016406 00000 п. 0000016700 00000 п. 0000017122 00000 п. 0000018828 00000 п. 0000021326 00000 п. 0000023244 00000 п. 0000087580 00000 п. 00000
00000 п. 0000124075 00000 н. 0000166608 00000 н. 0000210063 00000 н. 0000251655 00000 н. 0000418526 00000 н. 0000462941 00000 н. 0000466712 00000 н. 0000558570 00000 н. 0000578336 00000 н.
0000600674 00000 н.
0000640403 00000 п.
0000680745 00000 н.
0000726906 00000 н.
0000771096 00000 н.
0000810611 00000 п.
0000858896 00000 н.
0000906528 00000 н.
0000945954 00000 п.
0000971914 00000 н.
0000971990 00000 н.
0000972101 00000 п.
0000972383 00000 н.
0001005970 00000 п.
0001006046 00000 п.
0001006159 00000 п.
0001006450 00000 н.
0001037620 00000 п.
0001037696 00000 п.
0001037985 00000 п.
0001061856 00000 п.
0001061932 00000 п.
0001062218 00000 п.
0001063820 00000 п.
0001075282 00000 п.
0001075358 00000 п.
0001075639 00000 п.
00010 00000 п.
0001090726 00000 п.
0001091030 00000 пн
0001096000 00000 п.
0001096659 00000 п.
0001097356 00000 п.
0001097445 00000 п.
0001100819 00000 п.
0001101261 00000 п.
0001101819 00000 п.
0001101902 00000 п.
0001102861 00000 п.
0001103138 00000 п.
0001103449 00000 п.
0001105695 00000 п.
0001106051 00000 п.
0001106514 00000 п.
0001106600 00000 п.
0001110826 00000 п.
0001114489 00000 п.
0001117732 00000 п.
0001120975 00000 п.
0001124769 00000 п.
0001139633 00000 п.
0001154497 00000 п.
0001203749 00000 п.
0001207272 00000 п.
0001210795 00000 п.
0001214458 00000 п.
0001218474 00000 п.
0001222417 00000 п.
0001226439 00000 п.
0001230382 00000 п.
0001234325 00000 п.
0001237988 00000 п.
0000002116 00000 п.
трейлер
] >>
startxref
0
%% EOF
94 0 объект
> поток
xb«`h«z01TechTopics No.122 | TechTopics
Когда рассматривается применение ТТ в окружающем внутреннем распределительном устройстве или наружных автоматических выключателях с воздушной изоляцией, необходим ТТ с TRF 1,33, чтобы выдерживать почти 100% номинального тока автоматического выключателя.
На практике большинство трансформаторов тока, которые использует Siemens, имеют TRF 2,0 (установлено в распределительном устройстве, 148 процентов) для отношений примерно до 1200: 5 и 1,5 для более высоких отношений (установлено в распределительном устройстве, 111 процентов).
Таким образом, мощность ТТ, установленная в распределительном устройстве или автоматическом выключателе, соответствует мощности автоматического выключателя, с которым он используется.
Способность трансформатора тока выдерживать токи, превышающие его номинальный первичный ток, например, номинальный первичный ток 1200 А для ТТ с соотношением 1200: 5, не увеличивает возможности автоматического выключателя или распределительного устройства, в котором он установлен. . Если автоматический выключатель или коммутационное устройство рассчитано на длительный ток 1200 А, комбинация трансформатора тока с соотношением 1200: 5 и конфигурации коммутационного устройства или автоматического выключателя ограничивается до 1200 А (для этого примера).
Рассмотрим другой пример ТТ 800: 5 с TRF 2,0 (установлен в распределительном устройстве, 148 процентов) в отсеке распределительного устройства с номиналом 1200 А. В этом примере ТТ будет иметь ток 1184 А, поэтому распределительное устройство или автоматический выключатель комбинация будет ограничена до 1184 А вместо номинала коммутационного устройства 1200 А.
Для получения более высокой мощности 1200 А потребуется ТТ с более высоким коэффициентом передачи (например, 1000: 5).
У некоторых может возникнуть соблазн запросить TRF в размере 4.0, исходя из предположения, что трансформатор тока с гораздо меньшим соотношением (например, 600: 5) может быть использован при 2,95 x 600 A = 1770 A, или почти 1800 A, как установлено в распределительном устройстве. До тех пор, пока результирующий ток равен или меньше, чем длительный ток, допустимый для распределительного устройства, это будет правдой. Таким образом, если бы отсек распределительного устройства и автоматический выключатель были рассчитаны на 2000 А, допустима нагрузка до 1770 А. Однако, если бы распределительное устройство и автоматический выключатель были рассчитаны только на 1200 А, нагрузку необходимо было бы ограничить до 1200 А, даже если возможности трансформатора тока предполагают большее.
Следует признать, что при TRF 4,0 результирующий вторичный провод ТТ (в самой вторичной обмотке ТТ и в цепи ТТ распределительного устройства) и все подключенные устройства должны быть значительно больше (и дороже), чем обычный.
Кроме того, падение напряжения на вторичной проводке будет намного выше, что крайне нежелательно. Таким образом, не следует запрашивать высокие значения TRF. Высокие значения TRF означают, что размер вторичного провода обмотки ТТ должен увеличиваться, и, учитывая, что общий размер ТТ обычно определяется конструкцией распределительного устройства или корпуса, дополнительное пространство для провода вторичной обмотки ТТ должно быть занято из отведенного пространства. для сердечника из стали, что снижает точность переключения трансформатора тока.
Если у вас есть какие-либо вопросы по этому вопросу TechTopics или по любому из наших продуктов, решений или услуг, пожалуйста, свяжитесь с вашим местным торговым представителем Siemens для получения дополнительной информации.
Трансформатор тока(CT) — Принцип работы — Конструкция — Типы трансформатора тока — Теория трансформатора тока — Применение трансформатора тока
Трансформатор тока электрическое устройство, которое используется для измерения электрического тока и мощность линий передачи и распределения.
КТ в основном используются на
сетевые станции, малые электростанции и подстанции для измерения мощности
и ток. Трансформатор тока также называется трансформатором серии .
потому что он соединен последовательно с любой цепью с этой целью
измерения различных параметров электроэнергии . Главная
обмотка трансформатора тока соединена последовательно с основной линией
по которому проходит основной ток. Вторичная обмотка понижается во много раз, как
по сравнению с первичным током ТТ.Вторичная обмотка подключена
поперечный амперметр для измерения тока или ваттметр для измерения мощности в цепи или в линии. Принципиальные схемы
Применение трансформатора тока (ТТ) показано на рисунке.
ниже: ВЫ ЗНАЕТЕ ?
Один из выводов ТТ подключается к заземляющему стержню или заземляющей пластине, чтобы предотвратить его повреждение во время работы.
Типы трансформаторов тока (ТТ)
Трансформаторы тока для внутреннего применения
Трансформаторы тока внутреннего типа монтируются на пультах управления и столах управления.
Они бывают двух типов раны
тип CT и стержень типа CT . Внутренние трансформаторы тока с обмоткой имеет мало витков на первичной обмотке. Первичный провод закреплен болтами, а вторичная обмотка трансформатора тока состоит из большого количества витков. Для достижения тока возбуждения и высокой точности используется более одного витка. В номиналы этого трансформатора 800 ампер.
Трансформаторы тока стержневые состоят из одного стержня в качестве первичной обмотки.Эта планка подключена последовательно с проводником цепи. Эти CT включают ламинированный сердечник и вторичная обмотка. Эти трансформаторы тока имеют однооборотный ток первичной обмотки . трансформаторы . На рисунке показано поперечное сечение стержневого типа тока. трансформатор следующим образом:
Зажим на тип CT / переносной тип CT
Можно измерить электрический ток в токопровод без разрыва токовой цепи.
Ядро нынешнего
трансформатор со вторичной обмоткой зажат вокруг основного проводника
который действует как первичная обмотка трансформатора тока. Трансформатор тока проходного типа
Трансформаторы тока проходного типа аналогичны линейным. трансформатор тока. Сердечник и вторичная обмотка смонтированы на единой первичный проводник. Он состоит из круглого сердечника, на котором размещены вторичные обмотка раненых на нем.Эта вторичная обмотка образует единое целое. Первичная обмотка это единственный проводник между вводами.
Теория трансформатора тока (ТТ)
Эквивалентная схема и векторная диаграмма тока Трансформатор во время работы показан на рисунке ниже:
VP = первичное напряжение питания EP = Индуцированная первичная обмотка Напряжение VS = напряжение вторичной клеммы ES = наведенное напряжение вторичной обмотки IP = первичный ток IS = вторичный ток I0 = ток холостого хода IC = основной компонент потерь текущих I M = намагничивающая составляющая тока rP = сопротивление первичной обмотки Обмотка xP = реактивное сопротивление первичной обмотки Обмотка rS = сопротивление вторичного Обмотка xS = Реактивность вторичного Обмотка RC = мнимое сопротивление Представление основных потерь XM = намагничивающая реактивность Re = сопротивление внешней нагрузки включая сопротивление счетчиков, токовых катушек и т.
д.xE = реактивность внешнего
нагрузка, включая реактивное сопротивление счетчиков, токовых катушек и т. д. NP = количество витков первичной обмотки NS = номер вторичной обмотки
оборотов N = коэффициент трансформации = NS / NP Φ = рабочий поток
CT Θ = фазовый угол ТТ δ = фазовый угол между наведенным напряжением вторичной обмотки
и ток вторичной обмотки β = фазовый угол цепи вторичной нагрузки α = фазовый угол между током холостого хода I0 и магнитным потоком φ Намагничивающий элемент тока находится в фазе с потоком , и поток идет вдоль
положительная ось абсцисс.Составляющая потерь в сердечнике опережает намагничивающую составляющую.
по 90 o . Сумма составляющей потерь в сердечнике и намагничивания
Компонент создает ток холостого хода, который представляет собой фазовый угол магнитного потока. Индуцированное напряжение вторичной обмотки 180 o out
фазы с наведенным напряжением первичной обмотки. Вторичный отстает от
наведенное напряжение вторичной обмотки под углом δ.
Вторичный выход
напряжение получается путем вычитания сопротивления вторичной обмотки и
падение реактивного напряжения I с r с и I с X с от вторичного наведенного напряжения E с .Разность фазового угла между первичным током и вторичный ток β. Это фазовый угол нагрузки. Вторичный ток, когда он возвращается к первичной стороне, то смещенный вектор представлен 180 o и обозначен nIs. Фазовый угол разница между первичным током и вторичным обратным током называется фазовый угол ТТ.
Строительство трансформаторов тока (ТТ)
Конструкция трансформатора тока состоит из множества особенности в соответствии с его дизайном.Особенности конструкции описаны ниже:
Количество первичных ампер-витков
Количество первичных ампер-витков находится в диапазоне 5000 до 10000. Число ампер-витков первичной обмотки определяется первичной Текущий.
Для достижения малых ампер намагничивания витков.
Основной материал
должен иметь низкое сопротивление и низкие потери в стали. Основные материалы, такие как сплав
из железа и никеля, содержащего медь, имеет свойства высокой проницаемости ,
В трансформаторах тока используются низкие потери и низкая удерживающая способность.Первичный и вторичный обмотки трансформатора тока расположены близко друг к другу для уменьшения реактивное сопротивление утечки. Провода SWG используются для вторичных обмоток и меди. полоски используются для первичной обмотки. Обмотки рассчитаны на правильное прочность и жесткое крепление без повреждений.
Обмотки трансформатора тока заизолированы изолентой. и лак. Для приложений с более высоким напряжением
требуется масляная изоляция. устройства для обмоток.
Причины ошибок трансформатора тока (КТ)
Ниже приведены ошибки, вызванные трансформатором тока :
Первичной обмотке трансформатора тока требуется магнитов. движущая сила (MMF)
для создания магнитного потока, и эта сила притягивает намагничивание Текущий.
Когда сердечник трансформатора тока насыщается, тогда плотность потока завершает линейную функцию намагничивающей силы и других произошли убытки.Первичные и вторичные потокосцепления различаются из-за утечек поток.
Снижение ошибок трансформаторов тока (КТ)
Обычно намагничивающая составляющая тока вызывает серьезные ошибки и потери в трансформаторах тока. Итак, следующие методы / схемы используются для уменьшить значение намагничивающей составляющей как можно меньше:
Намагничивающая составляющая тока снижается за счет использования малой мощности. значения плотности потока. Низкая плотность потока достигается за счет использования большого креста раздел сердечника.Вот почему трансформаторы тока спроектированы с низким магнитным потоком. плотности по сравнению с силовыми трансформаторами .
Материал сердечника с высокой проницаемостью
Компонент намагничивания может быть уменьшен за счет использования материалов сердечника с высокой проницаемостью , таких как пермский сплав, Hipernik имеет высокую проницаемость при низких плотностях магнитного потока.
Эти материалы часто используются для изготовления токоведущих
трансформаторы. Изменения передаточного числа
Трансформаторы тока улучшены за счет повышения точности количество витков вместо использования более высоких оборотов.Это изменение по очереди сделано во вторичной обмотке трансформаторов тока, потому что количество витков первичной обмотки меньше и если они уменьшаются, это приводит к широкому изменению передаточного отношения.
Конструкция с намотанным сердечником используется для трансформатора тока, чтобы улучшить характеристики намагничивания. Этот тип конструкции используется в распределительные трансформаторы. Кремнистая сталь используется в качестве материала сердечника и используется для переноса в нем флюса. Эта конструкция используется в трансформаторах тока для уменьшить погрешности отношения и фазового угла.
Использование / приложения трансформатора тока (CT)
Трансформаторы тока обычно используются для измерения электрического тока, электроэнергии в сети.
станции, электростанции, промышленные электростанции, промышленные диспетчерские для
измерение и анализ тока в цепи, а также в целях защиты и т. д. Трансформатор тока
src: i.ytimg.com
Трансформатор тока ( CT ) — это тип трансформатора, который используется для измерения переменного тока.Он производит ток во вторичной обмотке, который пропорционален току в первичной обмотке.
Трансформаторы тока, наряду с трансформаторами напряжения или потенциала, являются измерительными трансформаторами. Измерительные трансформаторы масштабируют большие значения напряжения или тока до небольших стандартизованных значений, с которыми легко обращаться с приборами и защитными реле. Измерительные трансформаторы изолируют цепи измерения или защиты от высокого напряжения первичной системы. Трансформатор тока обеспечивает вторичный ток, который точно пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке.Трансформатор тока представляет незначительную нагрузку на первичную цепь.
Трансформаторы тока являются датчиками тока в энергосистеме и используются на генерирующих станциях, электрических подстанциях, а также в промышленных и коммерческих системах распределения электроэнергии.
Видео Трансформатор тока
Функция
Как и любой трансформатор, трансформатор тока имеет первичную обмотку, сердечник и вторичную обмотку, хотя в некоторых трансформаторах, включая трансформаторы тока, используется воздушный сердечник.В принципе, единственная разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения (нормального типа) заключается в том, что на первый подается «постоянный» ток, а на второй — «постоянное» напряжение, где «постоянный» имеет строгую схему. значение теории.
Переменный ток в первичной обмотке создает переменное магнитное поле в сердечнике, которое затем индуцирует переменный ток во вторичной обмотке. На первичную цепь в значительной степени не влияет установка трансформатора тока. Для точных трансформаторов тока требуется тесная связь между первичной и вторичной обмотками, чтобы гарантировать, что вторичный ток пропорционален первичному току в широком диапазоне токов.
Ток во вторичной обмотке — это ток в первичной обмотке (при условии, что первичная обмотка имеет один виток), деленное на количество витков вторичной обмотки. На рисунке справа «I» — это ток в первичной обмотке, «B» — магнитное поле, «N» — количество витков на вторичной обмотке, а «A» — амперметр переменного тока.
Трансформаторы тока обычно состоят из кольцевого сердечника из кремнистой стали, намотанного множеством витков медной проволоки, как показано на рисунке справа. Проводник, по которому проходит первичный ток, пропускается через кольцо.Таким образом, первичная обмотка трансформатора тока состоит из одного витка. Первичная «обмотка» может быть постоянной частью трансформатора тока, то есть тяжелой медной шиной, пропускающей ток через сердечник. Также распространены оконные трансформаторы тока, в которых кабели цепи могут проходить через середину отверстия в сердечнике, чтобы обеспечить одновитковую первичную обмотку. Для обеспечения точности первичный провод должен быть отцентрирован в апертуре.
ТТ определяются их соотношением тока от первичной к вторичной.Номинальный вторичный ток обычно составляет 1 или 5 ампер. Например, вторичная обмотка ТТ 4000: 5 будет обеспечивать выходной ток 5 ампер, когда ток первичной обмотки составляет 4000 ампер. Это соотношение также можно использовать для определения полного сопротивления или напряжения на одной стороне трансформатора, учитывая соответствующее значение на другой стороне. Для ТТ 4000: 5 вторичный импеданс можно найти как Z S = NZ P = 800Z P , а вторичное напряжение можно найти как V S = NV P = 800 В P .В некоторых случаях импеданс вторичной обмотки составляет относительно первичной обмотки и определяется как Z S ? = N 2 Z P . Обращение к импедансу выполняется просто путем умножения начального значения вторичного импеданса на коэффициент тока. Вторичная обмотка трансформатора тока может иметь отводы для обеспечения диапазона соотношений, пять отводов являются общими.
Формы и размеры трансформаторов тока различаются в зависимости от конечного пользователя или производителя распределительного устройства. Измерительные трансформаторы тока с одинарным коэффициентом низкого напряжения имеют кольцевой или пластмассовый корпус.
Трансформаторы тока с разъемным сердечником имеют либо сердечник, состоящий из двух частей, либо сердечник со съемной частью. Это позволяет размещать трансформатор вокруг проводника без предварительного его отключения. Трансформаторы тока с разъемным сердечником обычно используются в слаботочных измерительных приборах, часто портативных, с батарейным питанием и переносных (см. Рисунок внизу справа).
Карты Трансформатор тока
Использование
Трансформаторы тока широко используются для измерения тока и контроля работы электросети.Наряду с выводами напряжения коммерческие трансформаторы тока управляют счетчиками электроэнергии в ватт-часах практически в каждом здании с трехфазным питанием и однофазным питанием более 200 ампер.
Высоковольтные трансформаторы тока монтируются на фарфоровых или полимерных изоляторах, чтобы изолировать их от земли. Некоторые конфигурации трансформатора тока скользят вокруг проходного изолятора высоковольтного трансформатора или автоматического выключателя, который автоматически центрирует проводник внутри окна трансформатора тока.
Трансформаторы тока могут быть установлены на выводах низкого или высокого напряжения силового трансформатора.Иногда часть шины может быть удалена для замены трансформатора тока.
Часто несколько трансформаторов тока устанавливаются в виде «стека» для различных целей. Например, устройства защиты и коммерческое измерение могут использовать отдельные трансформаторы тока для обеспечения изоляции между цепями измерения и защиты и позволяют использовать трансформаторы тока с различными характеристиками (точность, характеристики перегрузки) для устройств.
Полное сопротивление нагрузки (нагрузки) не должно превышать указанного максимального значения, чтобы избежать превышения вторичным напряжением пределов для трансформатора тока.
Номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока не должен быть превышен, иначе сердечник может войти в нелинейную область и, в конечном итоге, перейти в насыщение. Это могло бы произойти в конце первой половины каждой половины (положительной и отрицательной) синусоидальной волны переменного тока в первичной обмотке и поставило бы под угрозу точность.
src: www.nktechnologies.com
Безопасность
Трансформаторы тока часто используются для контроля больших токов или токов при высоких напряжениях. Технические стандарты и методы проектирования используются для обеспечения безопасности установок, использующих трансформаторы тока.
Вторичная обмотка трансформатора тока не должна отключаться от нагрузки, пока ток находится в первичной обмотке, так как вторичная обмотка будет пытаться продолжать подавать ток до эффективного бесконечного импеданса вплоть до напряжения пробоя изоляции и, таким образом, ставит под угрозу безопасность оператора. Для некоторых трансформаторов тока это напряжение может достигать нескольких киловольт и может вызвать искрение.
Превышение вторичного напряжения также может снизить точность трансформатора или вывести его из строя. Включение трансформатора тока с разомкнутой вторичной обмоткой эквивалентно включению трансформатора напряжения (нормального типа) с короткозамкнутой вторичной обмоткой.В первом случае вторичная обмотка пытается произвести бесконечное напряжение, а во втором случае вторичная обмотка пытается произвести бесконечный ток. Оба сценария могут быть опасными и повредить трансформатор.
src: www.flex-core.com
Точность
На точность ТТ влияет ряд факторов, в том числе:
- Нагрузка
- Класс нагрузки / класс насыщения
- Номинальный коэффициент
- Нагрузка
- Внешние электромагнитные поля
- Температура
- Физическая конфигурация
- Выбранный отвод, для многоскоростных ТТ
- Изменение фазы
- Емкостная связь между первичной и вторичной обмотками
- Сопротивление первичной и вторичной обмоток
- Ток намагничивания сердечника
Точность классы для различных типов измерений и при стандартных нагрузках во вторичной цепи (нагрузки) определены в МЭК 61869-1 как классы 0.
1, 0,2 с, 0,2, 0,5, 0,5 с, 1 и 3. Обозначение класса является приблизительной мерой точности ТТ. Погрешность отношения (первичного к вторичному току) ТТ класса 1 составляет 1% при номинальном токе; погрешность отношения ТТ класса 0,5 составляет 0,5% или меньше. Ошибки по фазе также важны, особенно в схемах измерения мощности. Каждый класс имеет допустимую максимальную фазовую ошибку для указанного импеданса нагрузки.
Трансформаторы тока, используемые для защитных реле, также имеют требования к точности при токах перегрузки, превышающих нормальный номинал, чтобы гарантировать точную работу реле при сбоях в системе.ТТ с номиналом 2,5L400 указывает, что выходной сигнал его вторичной обмотки в двадцать раз превышает номинальный вторичный ток (обычно 5 A × 20 = 100 A) и 400 В (падение IZ), его выходная точность будет в пределах 2,5%.
Нагрузка
Вторичная нагрузка трансформатора тока называется «нагрузкой», чтобы отличить ее от первичной нагрузки.
Нагрузка в измерительной цепи ТТ в основном связана с резистивным сопротивлением вторичной обмотки.
Типичные номинальные нагрузки для трансформаторов тока IEC равны 1.5 ВА, 3 ВА, 5 ВА, 10 ВА, 15 ВА, 20 ВА, 30 ВА, 45 ВА и 60 ВА. Рейтинги нагрузки ANSI / IEEE: B-0.1, B-0.2, B-0.5, B-1.0, B-2.0 и B-4.0. Это означает, что трансформатор тока с номинальной нагрузкой B-0,2 будет поддерживать заявленную точность с точностью до 0,2? на вторичном контуре. На этих диаграммах характеристик показаны параллелограммы точности на сетке, включающие шкалы погрешности амплитуды и угла фазы при номинальной нагрузке трансформатора тока. Элементы, которые увеличивают нагрузку на схему измерения тока, — это блоки выключателей, счетчики и промежуточные проводники.Наиболее частой причиной чрезмерного импеданса нагрузки является провод между измерителем и трансформатором тока. Когда счетчики подстанции расположены далеко от шкафов счетчиков, чрезмерная длина кабеля создает большое сопротивление. Эту проблему можно уменьшить, используя более толстые кабели и трансформаторы тока с более низкими вторичными токами (1 А), что приведет к меньшему падению напряжения между трансформатором тока и его измерительными устройствами.
Напряжение насыщения сердечника в точке перегиба
Напряжение точки перегиба трансформатора тока — это величина вторичного напряжения, выше которой выходной ток перестает линейно следовать за входным током с заявленной точностью.При испытании, если на вторичные клеммы подается напряжение, ток намагничивания будет увеличиваться пропорционально приложенному напряжению, пока не будет достигнута точка перегиба. Точка перегиба определяется как напряжение, при котором увеличение приложенного напряжения на 10% увеличивает ток намагничивания на 50%. Для напряжений, превышающих точку перегиба, ток намагничивания значительно увеличивается даже при небольших приращениях напряжения на клеммах вторичной обмотки. Напряжение точки перегиба в меньшей степени применимо для измерения трансформаторов тока, поскольку их точность обычно намного выше, но ограничивается очень небольшим диапазоном номинальных значений трансформатора тока, обычно равным 1.От 2 до 1,5 номинального тока.
Однако концепция напряжения точки перегиба очень уместна для трансформаторов тока защиты, поскольку они обязательно подвергаются токам короткого замыкания, в 20-30 раз превышающим номинальный ток.
Фазовый сдвиг
В идеале первичный и вторичный токи трансформатора тока должны быть синфазными. На практике это невозможно, но при нормальных частотах мощности достижимы фазовые сдвиги в несколько десятых градуса, в то время как более простые трансформаторы тока могут иметь фазовые сдвиги до шести градусов.Для измерения тока фазовый сдвиг не имеет значения, поскольку амперметры отображают только величину тока. Однако в ваттметрах, счетчиках энергии и измерителях коэффициента мощности сдвиг фазы вызывает ошибки. Для измерения мощности и энергии ошибки считаются незначительными при единичном коэффициенте мощности, но становятся более значительными, когда коэффициент мощности приближается к нулю. При нулевом коэффициенте мощности любая указанная мощность полностью связана с фазовой ошибкой трансформатора тока.
Внедрение электронных счетчиков мощности и энергии позволило откалибровать погрешность фазы тока.
src: i.ytimg.com
Конструкция
Трансформаторы тока стержневого типа имеют клеммы для подключения источника и нагрузки первичной цепи, а корпус трансформатора тока обеспечивает изоляцию между первичной цепью и землей. Благодаря использованию масляной изоляции и фарфоровых вводов такие трансформаторы могут применяться при самых высоких напряжениях передачи.
Трансформаторы тока кольцевого типа устанавливаются над шиной или изолированным кабелем и имеют только низкий уровень изоляции на вторичной обмотке.Для получения нестандартных соотношений или для других специальных целей через кольцо можно пропустить более одного витка первичного кабеля. Если в оболочке кабеля имеется металлический экран, он должен быть заделан так, чтобы ток сетевой оболочки не проходил через кольцо, чтобы обеспечить точность. Трансформаторы тока, используемые для измерения токов замыкания на землю (нулевой последовательности), например, в трехфазной установке, могут иметь три первичных проводника, пропущенных через кольцо.
Только чистый несимметричный ток производит вторичный ток — его можно использовать для обнаружения короткого замыкания между проводником под напряжением и землей.В кольцевых трансформаторах обычно используются системы сухой изоляции с кожухом из твердой резины или пластика поверх вторичных обмоток.
Для временных подключений трансформатор тока с разъемным кольцом можно надеть на кабель, не отсоединяя его. Этот тип имеет многослойный железный сердечник с шарнирной секцией, позволяющей устанавливать его поверх кабеля; сердечник связывает магнитный поток, создаваемый однооборотной первичной обмоткой, с намотанной вторичной обмоткой с множеством витков. Поскольку зазоры в навесном сегменте вносят неточность, такие устройства обычно не используются для коммерческого учета.
Трансформаторы тока, особенно те, которые предназначены для обслуживания высоковольтных подстанций, могут иметь несколько ответвлений на вторичных обмотках, что обеспечивает несколько передаточных отношений в одном и том же устройстве.
Это может быть сделано для уменьшения количества запасных частей или увеличения нагрузки на установку. Трансформатор тока высокого напряжения может иметь несколько вторичных обмоток с одной и той же первичной обмоткой, чтобы можно было использовать отдельные схемы измерения и защиты или для подключения к разным типам защитных устройств.Например, одна вторичная обмотка может использоваться для максимальной токовой защиты ответвления, в то время как вторая обмотка может использоваться в схеме дифференциальной защиты шины, а третья обмотка используется для измерения мощности и тока.
src: teenwolfonline.org
Специальные типы
Специально сконструированные широкополосные трансформаторы тока также используются (обычно с осциллографом) для измерения форм сигналов высокочастотных или импульсных токов в импульсных энергосистемах. В отличие от трансформаторов тока, используемых в силовых цепях, широкополосные трансформаторы тока рассчитаны на выходное напряжение на ампер первичного тока.
Если нагрузочное сопротивление намного меньше индуктивного импеданса вторичной обмотки на частоте измерения, то ток во вторичной обмотке отслеживает первичный ток, и трансформатор обеспечивает выходной ток, пропорциональный измеренному току. С другой стороны, если это условие не выполняется, трансформатор является индуктивным и дает дифференциальный выход. Катушка Роговского использует этот эффект и требует внешнего интегратора для обеспечения выходного напряжения, пропорционального измеряемому току.
src: www.flex-core.com
Стандарты
В конечном итоге, в зависимости от требований клиента, существует два основных стандарта, по которым проектируются трансформаторы тока. IEC 61869-1 (в прошлом IEC 60044-1) и IEEE C57.13 (ANSI), хотя канадские и австралийские стандарты также признаются.
src: www.kerrywong.com
Высоковольтные типы
Трансформаторы тока используются для защиты, измерения и контроля на высоковольтных электрических подстанциях и электросетях.
Трансформаторы тока могут быть установлены внутри распределительного устройства или в вводы аппаратуры, но очень часто используются отдельно стоящие трансформаторы тока наружной установки. В распределительном устройстве трансформаторы тока под напряжением и трансформаторы тока имеют значительную часть корпуса, находящегося под напряжением сети, и должны быть установлены на изоляторах. Мертвый бак Трансформаторы тока изолируют измеряемую цепь от корпуса. ТТ резервуара под напряжением полезны, потому что первичный проводник короткий, что обеспечивает лучшую стабильность и более высокий номинальный ток короткого замыкания.Первичная обмотка может быть равномерно распределена вокруг магнитопровода, что обеспечивает лучшую производительность при перегрузках и переходных процессах. Поскольку основная изоляция трансформатора тока с живым резервуаром не подвергается воздействию тепла первичных проводов, срок службы изоляции и термическая стабильность повышаются.
Высоковольтный трансформатор тока может содержать несколько сердечников, каждый с вторичной обмоткой, для различных целей (например, для измерительных цепей, управления или защиты).
Трансформатор тока нейтрали используется в качестве защиты от замыкания на землю для измерения любого тока короткого замыкания, протекающего через нейтральную линию от нейтральной точки звезды трансформатора.
src: i.ytimg.com
См. Также
- Контрольно-измерительные приборы
- Типы трансформаторов
- Методы измерения тока
src: i.ytimg.com
Ссылки
- 9047 .; Патерсон, В. (1977). Электроэнергетические системы, Том первый . Пергамон. п. 331. ISBN 0-08-021729-X.
src: slideplayer.com
Внешние ссылки
- Введение в трансформаторы тока
- Испытания трансформаторов тока
Источник статьи: Wikipedia
Постоянный трансформатор — страница 5
Трансформатор постоянного тока
Трансформатор постоянного тока, обычно называемый регулятором, имеет подвижную вторичную обмотку, которая автоматически меняет положение, чтобы обеспечить постоянный ток для любой нагрузки в пределах своей полной нагрузки.
Точка баланса между весом катушки и магнитной силой может быть отрегулирована для обеспечения желаемого выходного тока.
Рекомендуется использовать регулятор с подвижной катушкой, поскольку при уличном освещении требуется строгое регулирование. Он состоит из неподвижной первичной обмотки и подвижной вторичной обмотки на многослойном сердечнике (рис. 1-6). Напряжение, приложенное к первичной обмотке, вызывает наведение напряжения во вторичной обмотке. Когда вторичная цепь замкнут, магнитное поле во вторичной обмотке взаимодействует с полем первичной обмотки, толкая подвижную обмотку вверх.Точка баланса между весом катушки и магнитной силой предназначена для обеспечения желаемого вторичного тока (обычно 6,6 ампер).
Поскольку всего 1 процент перегрузки по току сокращает срок службы лампы на 20–25 процентов, необходима точная регулировка. Это достигается перемещением груза на балансировочном рычаге. Первичный ток остается постоянным для всех нагрузок, но коэффициент мощности меняется в зависимости от нагрузки, тем самым изменяя первичный вход.
Поскольку вторичное напряжение увеличивается с нагрузкой, размер регулятора должен быть ограничен, чтобы поддерживать вторичное напряжение в желаемых пределах.
Рисунок 1-6. \ Регулятор постоянного тока с подвижной катушкой.
В большинстве существующих установок регулятор постоянного тока является наружным (рис. 1-7). Для этих регуляторов используются три основных типа установки: двухполюсная платформа, однополюсная платформа из дерева или стали и установка на столб. Любой регулятор с силой тока более 20 киловольт должен быть установлен на платформе.
Регуляторы постоянного тока должны быть загружены как можно ближе к 100%, так как при этой нагрузке и КПД, и коэффициент мощности являются лучшими.Согласно спецификациям Американского института инженеров-электриков (AIEE), трансформаторы постоянного тока должны обеспечивать номинальный вторичный ток при 10-процентной перегрузке. Регулятор большего размера не должен устанавливаться, пока не будет достигнута эта перегрузка, равная низкому проценту.
Если необходимо установить более крупные регуляторы, а их нет в наличии, можно использовать повышающий трансформатор с его вторичными обмотками, подключенными к последовательной уличной цепи, а его первичные обмотки — с первичным фидером, питающим регулятор (рис.1-8). Поскольку трансформаторы, используемые для этой цели, должны иметь вторичные вводы, изолированные для высокого напряжения последовательной уличной цепи, специальный повышающий трансформатор предпочтительнее обычного распределительного трансформатора для использования с регуляторами постоянного тока мощностью 10 киловатт и более. При использовании вольтодобавочного трансформатора первичная обмотка должна быть
.
Рисунок 1-7. \ Регулятор на опоре.
Рисунок 1-8.\ Способ снятия нагрузки с слегка перегруженных регуляторов с помощью распределительного или повышающего трансформатора.
изолирован от вторичной катушки, что требует отсоединения всех внутренних проводов, соединяющих две катушки.
Дополнительная нагрузка, обрабатываемая этим устройством, равна произведению тока уличной цепи и вторичного напряжения трансформатора. Таким образом, если используется трансформатор на 2400/240 вольт, дополнительная нагрузка, которую может выдержать уличная цепь, составляет 240 вольт, 6,6 ампер или 1,584 киловатта.
В Таблице 1-1 показано максимальное количество серийных ламп различных размеров, которые могут использоваться для номинальной полной нагрузки на регуляторе. Среднее количество ватт потребляемой энергии для лампы каждого размера может быть вычислено, поскольку номинальные параметры регуляторов основаны на их выходной мощности. Таким образом можно вычислить нагрузку цепи, состоящей из ламп разного размера.
Пример: регулятор какого размера потребуется для поставки следующих ламп?
25 1000 люмен, 6.6-амперные линейные лампы.
50 Лампы прямого ряда, яркость 2500 люмен, сила тока 6,6 ампер.
10 20-амперные лампы на 6000 люмен с разделительным трансформатором.
Решение: Таблица 1-1 показывает, что среднее энергопотребление лампы прямой серии с пропускной способностью 1000 люмен, 6,6 ампер и вырезом в пленке составляет 69 Вт на лампу. Аналогичным образом, среднее энергопотребление лампы на 2500 люмен составляет 167 Вт, а для лампы на 6000 люмен и 20 ампер с изолирующим трансформатором — 405 Вт.Суммирование комбинированной нагрузки показывает следующее:
Следовательно, потребуется регулятор на 15 киловатт.
ПРИМЕЧАНИЕ. В таблице приведены поправки на потери в линиях в средних последовательных уличных цепях.
.