Типы трансформаторов тока: типы, принцип действия, схема, устройство

Измерительные трансформаторы тока: назначение, устройство, схемы

Мощные электротехнические установки могут работать с напряжением несколько сот киловольт, при этом величина тока в них может достигать более десятка килоампер. Естественно, что для измерения величин такого порядка не представляется возможным использовать обычные приборы. Даже если бы таковые удалось создать, они получились бы довольно громоздкими и дорогими.

Помимо этого, при непосредственном подключении к высоковольтной сети переменного тока повышается риск поражения электротоком при обслуживании приборов. Избавиться от перечисленных проблем позволило применение измерительных трансформаторов тока (далее ИТТ), благодаря которым удалось расширить возможности измерительных устройств и обеспечить гальваническую развязку.

Назначение и устройство ИТТ

Функции данного типа трансформаторов заключаются в снижении первичного тока до приемлемого уровня, что делает возможным подключение унифицированных измерительных устройств (например, амперметров или электронных электросчетчиков), защитных систем и т.д. Помимо этого, трансформатор тока обеспечивают гальваническую развязку между высоким и низким напряжением, обеспечивая тем самым безопасность обслуживающего персонала. Это краткое описание позволяет понять, зачем нужны данные устройства. Упрощенная конструкция ИТТ представлена ниже.

Конструкция измерительного трансформатора тока

Обозначения:

1. Первичная обмотка с определенным количеством витков (W₁).
2. Замкнутый сердечник, для изготовления которого используется электротехническая сталь.
3. Вторичная обмотка (W₂ — число витков).

Как видно из рисунка, катушка 1 с выводами L1 и L2 подключена последовательно в цепь, где производится измерение тока I₁. К катушке 2 подключается приборы, позволяющие установить значение тока I₂, релейная защита, система автоматики и т.д.

Основная область применения ТТ — учет расхода электроэнергии и организация систем защиты для различных электроустановок.

В измерительном трансформаторе тока обязательно наличие изоляции как между катушками, витками провода в них и магнитопроводом. Помимо этого по нормам ПУЭ и требованиям техники безопасности, необходимо заземлять вторичные цепи, что обеспечивает защиту в случае КЗ между катушками.

Получить более подробную информацию о принципе действия ТТ и их классификации, можно на нашем сайте.

Перечень основных параметров

Технические характеристики трансформатора тока описываются следующими параметрами:

• Номинальным напряжением, как правило, в паспорте к прибору оно указано в киловольтах. Эта величина может быть от 0,66 до 1150 кВ. получит полную информацию о шкале напряжений можно в справочной литературе.
• Номинальным током первичной катушки (I₁), также указывается в паспорте. В зависимости от исполнения, данный параметр может быть в диапазоне от 1,0 до 40000,0 А.
• Током на вторичной катушке (I₂), его значение может быть 1,0 А (для ИТТ с I ₁ не более 4000,0 А) или 5,0 А. Под заказ могут изготавливаться устройства с I₂ равным 2,0 А или 2,50 А.
• Коэффициентом трансформации (КТ), он показывает отношение тока между первичной и вторичной катушками, что можно представить в виде формулы: КТ = I1/I2. Коэффициент, определяемый по данной формуле, принято называть действительным. Но для расчетов еще используется номинальный КТ, в этом случае формула будет иметь вид: I_НОМ1/I_НОМ2, то есть в данном случае оперируем не действительными, а номинальными значениями тока на первой и второй катушке.

Ниже, в качестве примера, приведена паспортная таблица модели ТТ-В.

Перечень основных параметров измерительного трансформатора тока ТТ-В

Виды конструкций измерительных трансформаторов

В зависимости от исполнения, данные устройства делятся на следующие виды:

1. Катушечные, пример такого ТТ представлен ниже. Катушечный ИТТ

Обозначения:

• A – Клеммная колодка вторичной обмотки.
• В – Защитный корпус.
• С – Контакты первичной обмотки.
• D – Обмотка (петлевая или восьмерочная) .

2. Стержневые, их также называют одновитковыми. В зависимости от исполнения они могут быть:

• Встроенными, они устанавливаются на изоляторы вводы силовых трансформаторов, как показано на рисунке 4. Рисунок 4. Пример установки встроенного ТТ

Обозначения:

• А – встроенный ТТ.
• В – изолятор силового ввода трансформатора подстанции.
• С – место установки ТТ (представлен в разрезе) на изоляторе. То есть, в данном случае высоковольтный ввод играет роль первичной обмотки.

3. Шинными, это наиболее распространенная конструкция. Ее принцип строения напоминает предыдущий тип, стой лишь разницей, что в данном исполнении в качестве первичной обмотки используется токопроводящая шина или жила, которая заводится в окно ИТТ. Шинные ТТ производства Schneider Electric

4. Разъемными. Особенность данной конструкции заключается в том, что магнитопровод ТТ может разделяться на две части, которые стягиваются между собой специальными шпильками.

Такой вариант конструкции существенно упрощает монтаж/демонтаж.

Расшифровка маркировки

Обозначение отечественных моделей интерпретируется следующим образом:

• Первая литера в названии модели указывает на вид трансформатора, в нашем случае это будет буква «Т», указывая на принадлежность к ТТ.
• Вторая литера указывает на особенность конструктивного исполнения, например, буква «Ш», говорит о том, что данное устройство шинное. Если указана литера «О», то это опорный ТТ.
• Третьей литерой шифруется исполнение изоляции.
• Цифрами указывается класс напряжения (в кВ).
• Литера, для обозначения климатического исполнения согласно ГОСТ 15150 69
• КТ, с указанием номинального тока первичной и вторичной обмотки.

Приведем пример расшифровки маркировки трансформатора тока.

Шильдик на ТТ с указанием его марки

Как видим, на рисунке изображена маркировка ТЛШ 10УЗ 5000/5А, это указывает на то, что перед нами трансформатор тока (первая литера Т) с литой изоляцией (Л) и шинной конструкцией (Ш). Данное устройство может использоваться в сети с напряжением до 10 кВ. Что касается исполнения, то литера «У», говорит о том, что аппарат создан для эксплуатации в умеренной климатической зоне. КТ 1000/5 А, указывает на величину номинального тока на первой и второй обмотке.

Схемы подключения

Обмотки трехфазных ТТ могут быть подключены «треугольником» или «звездой» (см. рис. 8). Первый вариант применяется в тех случаях, когда необходимо получить большую силу тока в цепи второй обмотки или требуется сдвинуть по фазе ток во вторичной катушке, относительно первичной. Второй способ подключения применяется, если необходимо отслеживать силу тока в каждой фазе.

Рисунок 8. Схема подключения трехобмоточного ТТ «звездой» и «треугольником»

При наличии изолированной нейтрали, может использоваться схема для измерения разности токов между двумя фазами (см. А на рис. 9) или подключение «неполной звездой» (B).

Рисунок 9. Схема подключения ТТ на разность двух фаз (А) и неполной звездой (В)

Когда необходимо запитать защиту от КЗ на землю, применяется схема, позволяющая суммировать токи всех фаз (см. А на рис 10.). Если к выходу такой цепи подключить реле тока, то оно не будет реагировать на КЗ между фазами, но обязательно сработает, если происходит пробой на землю.

Рис 10. Подключения: А – для суммы токов всех фаз, В и С — последовательное и параллельное включение двухобмоточных ТТ

В завершении приведем еще два примера соединения вторичных обмоток ТТ для снятия показаний с одной фазы:

Вторичные катушки включаются последовательно (В на рис. 10), благодаря этому возникает возможность измерения суммарной мощности.

Вторичные обмотки соединяются параллельно, что дает возможность понизить КТ, поскольку происходит суммирование тока в этих катушках, в то время как в линии этот показатель остается без изменений.

Выбор

При выборе трансформатора тока в первую очередь необходимо учитывать номинальное напряжение прибора было не ниже, чем в сети, где он будет установлен. Например, для трехфазной сети с напряжением 380 В можно использовать ТТ с классом напряжения 0,66 кВ, соответственно для установок более 1000 В, устанавливать такие устройства нельзя.

Помимо этого I_НОМ ТТ должен быть равен или превышать максимальный ток установки, где будет эксплуатироваться прибор.

Кратко изложим и другие правила, позволяющие не ошибиться с выбором ТТ:

• Сечение кабеля, которым будет подключаться ТТ к цепи вторичной нагрузки, не должно приводить к потерям сверх допустимой нормы (например, для класса точности 0,5 потери не должны превышать 0,25%).
• Для систем коммерческого учета должны использоваться устройства с высоким классом точности и низким порогом погрешности.
• Допускается установка токовых трансформаторов с завышенным КТ, при условии, что при максимальной нагрузке ток будет до 40% от номинального.

Посмотреть нормы и правила, по которым рассчитываются измерительные трансформаторы тока (в том числе и высоковольтные) можно в ПУЭ ( п.1.5.1.). Пример расчета показан на картинке ниже.

Пример расчета трансформатора тока

Что касается выбора производителя, то мы рекомендуем использовать брендовую продукцию, достоинства которой подтверждены временем, например ABB, Schneider Electric b и т.д. В этом случае можно быть уверенным, что указанные в паспорте технические данные, а методика испытаний соответствовала нормам.

Обслуживание

Необходимо обратить внимание, что при соблюдении режима и условий эксплуатации, правильно подобранных номиналах и регулярном обслуживании ТТ будет служить 30 лет и более. Для этого необходимо:

• Обращать внимание на различные виды неисправностей, заметим, что большинство из них можно обнаружить при визуальном осмотре.
• Производить контроль нагрузки в первичных цепях и не допускать перегрузку выше установленной нормы.
• Необходимо отслеживать состояние контактов первичной цепи (если таковые имеются), на них должны отсутствовать внешние признаки повреждений.
• Не менее важен контроль состояния внешней изоляции, почти в половине случаев ее стойкость нарушается из-за скопления грязи или влаги, которые закорачивают контакты на землю.
• У масляных ТТ осуществляют проверку уровня масла, его чистоту, наличие подтеков и т.д. Обслуживание таких установок практически не сильно отличается от других силовых установок, например, емкостных трансформаторов НДЕ, разница заключается в небольших технических деталях.
• Поверка ТТ должна проводиться согласно действующих нормативов (ГОСТ 8.217 2003).
• При обнаружении неисправности производится замена прибора. Поврежденный ТТ отправляют в ремонт, который производится специализированными службами.

Использованная литература

• В.В. Афанасьев «Трансформаторы тока»  1989
• И С. Таев  «Основы теории электрических аппаратов»  1987
• Вавин В. Н. «Трансформаторы тока» 1966
• Кацман М. М. «Электрические машины и трансформаторы»  1971

Типы трансформаторов тока: особенности конструкции

Трансформатор – это устройство, которое предназначается для уменьшения или увеличения тока в электрической сети. Основой его работы служит электромагнитная индукция. Когда первичная обмотка будет подключена к переменному току, тогда благодаря магнитному полю во вторичной обмотке возникнет электродвижущая сила. В этой статье вы сможете узнать про типы трансформаторов тока.

Какие бывают типы трансформаторов тока

По типу своей работы трансформаторы могут делиться на:

1. Измерительные трансформаторы.
2. Защитные.
3. Промежуточные.
4. Лабораторные.
5. Трансформаторы для галогенных ламп.

Они также могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми. В зависимости от конструкции их могут устанавливать как снаружи и внутри помещений. Наиболее распространенными типами трансформаторов считаются силовые устройства. Эти типы трансформаторов тока имеют сложную конструкцию, но устанавливаться могут практически везде. Эти устройства могут отличаться между собою номинальным током и количеством фаз.

Измерительные трансформаторы относятся к электротехническим устройствам. Они способны измерять напряжение в электрической сети. Эти типы трансформаторов тока могут отличаться по назначению или уровню напряжения. Вторичная обмотка этого устройства соединяется с помощью амперметра и вольтметра. Они будут изолировать оборудование от высокого напряжения.

Особенности автотрансформаторов

Эти типы трансформаторов тока имеют в своей конструкции гальванические соединения. Они имеют низкий коэффициент трансформации и именно поэтому их габариты являются небольшими. С их помощью достаточно быстро можно изменять напряжение пусковых устройств в больших электрических машинах. Также благодаря им можно легко регулировать напряжение в системе релейной защиты. Иногда эти устройства также монтируют в стабилизаторы напряжения.

Для изменения напряжения применяют импульсные трансформаторы. В их конструкции установлен ферромагнитный сердечник. Эти устройства обычно используют для вычислительных приборов. Они могут успешно сохранять форму импульса при изменении. Таким образом, все известные типы трансформаторов тока должны использоваться по конкретному назначению. Благодаря этому вы сможете значительно повысить эффективность их работы.

Особенности трансформатора тока нулевой последовательности

Он используется для того чтобы контролировать ток от утечки. Этот аппарат в первую очередь состоит из сердечника, на который наматывают первичную и вторичную обмотку. Между ними располагается специальный экран. Его выполняют из магнитного материала. Эти трансформаторы имеют сигнал небаланса. Этот сигнал может быть скомпенсирован полностью.

Он имеет достаточно простую конструкцию, которая дает возможность уменьшить сигнал небаланса. Проводники в этом трансформаторе достаточно часто могут иметь винтовые линии.

Читайте также: как сделать трансформатор своими руками?

Трансформатор тока — устройство, принцип работы и виды

Трансформатор тока представляет собой измерительное устройство, первичная обмотка (высокая сторона) которого подключается к источнику переменного электрического тока, а его вторичная обмотка (низкая сторона) подключается к приборам измерения или к приборам защиты с малым сопротивлением.

Если точнее, то первичная обмотка любого трансформатора тока включается только последовательно в силовую электрическую цепь, по которой протекает электрическая нагрузка. К вторичной обмотке или нескольким вторичным обмоткам подключаются защитные приборы, измерительные приборы и приборы учёта электроэнергии.

Принцип действия трансформатора тока

Работа обычного трансформатора тока базируется на физическом явлении электромагнитной индукции. Это значит, что при подаче напряжения на первичную обмотку, в её витках будет проходить переменный ток, образующий впоследствии появление переменного магнитного потока. Появившийся магнитный поток проходит по сердечнику и пронизывает витки всех обмоток трансформатора, таким образом, индуцируя в них электродвижущие силы (э.д.с.). В случае закорачивания вторичной обмотки или же при включении нагрузки в её цепь, под воздействием э.д.с. в витках обмотки начнёт протекать вторичный ток.

Назначение трансформаторов

Общее назначение трансформаторов тока – преобразование (снижение) большой величины переменного тока до таких значений, которые будут удобны и безопасны для измерения.

Трансформаторы тока позволяют безопасно измерять большие электрические нагрузки в сетях переменного тока. Это становится возможным благодаря изолированию первичной обмотки и вторичной обмотки друг от друга.

При изготовлении к трансформаторам тока предъявляются строгие требования по качеству изоляции и по точности измерений электрических нагрузок.

Конструкция трансформатора тока

Трансформатор тока – это устройство, основой которого является сердечник, шихтованный из особой трансформаторной стали. На сердечник (магнитопровод) наматываются витки одной, двух или даже нескольких вторичных обмоток, электрически изолированных друг от друга, а также и от сердечника.

Что касается первичной обмотки, то она может представлять собой катушку, также намотанную на сердечник измерительного трансформатора. Однако чаще всего первичная обмотка представляет собой алюминиевую или медную шину (пластину). Не менее часто в трансформаторе тока вообще отсутствует первичная обмотка как таковая. В этом случае функцию первичной обмотки выполняет силовой проводник, проходящий через кольцо трансформатора тока. Это может быть отдельная жила электрического кабеля.

Вся конструкция трансформатора тока помещается в корпус для защиты от механических повреждений. 

Коэффициент трансформации

Основной технической характеристикой каждого трансформатора тока является номинальный коэффициент трансформации. Его значение указывается на специальной табличке (шильдике) в виде отношения номинального значения первичного тока к номинальному значению вторичного тока.

Например, указанное значение 400/5 означает, что при первичной нагрузке в 400А, во вторичной цепи должен протекать ток в 5А и, следовательно, коэффициент трансформации будет равен 80. Если на шильдике указано значение 50/1, то коэффициент трансформации будет равен 50.

Практически у каждого трансформатора тока есть определённая погрешность. В зависимости от её величины каждому трансформатору тока присваивается свой класс точности.  

Классификация трансформаторов

Существует несколько признаков, по которым трансформаторы тока делятся.

По своему назначению они бывают измерительными, защитными, а также промежуточными и лабораторными.

• Измерительные выполняют функцию измерения. К ним подключаются приборы, такие как амперметр или приборы учёта (счётчики электрической энергии).
• Защитные трансформаторы тока выполняют функцию электрической защиты совместно с устройствами защиты, поэтому к ним подключаются устройства, такие как реле тока или современные цифровые устройства высоковольтной защиты.
• Промежуточные трансформаторы тока применяют в токовых цепях релейной защиты.
• Лабораторные устройства обладают очень высокой степенью точности измерений. Также у них может быть несколько разных коэффициентов трансформации.

По виду установки трансформаторы тока бывают наружными и внутренними, а также встроенными внутрь электрооборудования (внутри высоковольтных выключателей, внутри питающих силовых трансформаторов и т.д.). Кроме того трансформаторы тока бывают накладными и переносными. Переносные трансформаторы используют для измерений токовой нагрузки в лабораторных условиях.

По исполнению первичной обмотки бывают одновитковые, многовитковые и шинные трансформаторы тока. По количеству ступеней трансформации – одно- и двухступенчатые.

По напряжению трансформаторы тока делятся на две группы – устройства с напряжением до 1000В и устройства с напряжением выше 1000В.

Кроме обычных измерительных трансформаторов тока, существуют и специальные, такие как трансформаторы тока нулевой последовательности.

Трансформатор тока: применение и виды

В этой статье мы поговорим о преобразователях одного напряжения в другое. Само слово трансформатор происходит от латинского слова transformo, что значит преобразовывать, изменять или переделывать, сохранив суть. Так ли это на самом деле? Недаром ли говорят, что этот трансформатор является таким же чудом света, как египетские пирамиды, висячие сады Семирамиды? Одним словом, живым памятником творения рук человека.

Что такое трансформатор тока

Трансформатор представляет собой электрическое устройство, которое служит для передачи энергии между двумя или более системами на основе закона электромагнитной индукции. Именно такое определение трансформатору даёт нормативная документация.

Идея состоит в том, чтобы подключить первую схему к первичной обмотке, состоящую из множества витков проволоки, создающих концентрированную зону с сильным магнитным полем внутри катушки. Затем разместить вторичную обмотку (или несколько), чтобы максимально возможное количество линий магнитного поля от первичной проходило через вторичную.

Это делают путем намотки первичной и вторичной обмотки в одно и то же пространство, но часто более удобным способом является использование магнитного сердечника из материала с высокой магнитной проницаемостью и малой магнитной силой. Линии магнитного поля хорошо проходят через материалы с высокой магнитной проводимостью – медь, алюминий.

Напряжение, приложенное к первичной обмотке, по закону Фарадея, будет увеличивать ток и создавать нарастающее магнитное поле. Согласно закону Фарадея, возникает обратное напряжение, равное скорости изменения магнитного потока, умноженного на количество витков в первичной. Скорость увеличения тока будет корректироваться до тех пор, пока это обратное напряжение не будет в равновесии с приложенным напряжением.

При этом вокруг первичной обмотки возникает магнитный поток, пересекающий витки вторичной обмотки. Изменяющийся магнитный поток во вторичной обмотке также индуцирует напряжение. Если количество витков в обмотках различно, то получится преобразование напряжения, чему соответствует само название «трансформатор». От меньшего или большего количества витков зависит какой, по сути, трансформатор: повышающий или понижающий.

Трансформаторы используют переменное электромагнитное поле для изменения напряжения питания. Они работают только с переменным током. Ток переменного значения легче генерировать и использовать в электродвигателях. Электричество наиболее эффективно передается при высоком напряжении, но для безопасного и эффективного использования оно должно иметь относительно низкое напряжение.

Простота генерации, трансформации и использования переменного напряжения – это то, почему переменный ток был принят в начале истории электроснабжения. Однако более эффективно передавать постоянный ток, поскольку потери ниже из-за постоянного высокого напряжения и уменьшения излучения энергии электромагнитного поля.

На практике используются только трансформаторы переменного тока, где входное напряжение постоянно меняет направление, и ток никогда не имеет возможности слишком сильно нарастать, чтобы не было перегрева и возгорания. Это электрическая машина, которая работает по принципу индукции и используется для преобразования компонентов электрической энергии на один набор проводов в другой набор, сохраняя при этом одну и ту же энергию на обоих концах.

Трансформатор переменного тока для преобразования постоянного тока, естественно, не предназначен. В противном случае это приведет к перегреву проводника. Устройства способны работать исключительно с переменным, импульсным и пульсирующим током.

Трансформатор постоянного тока не существует в виде традиционного устройства, работающего по принципу индукции Фарадея. Однако при моделировании силовых электронных преобразователей в модели стационарного контура иногда он используется.

Выбор трансформаторов

Основные компоненты

Существующие сегодня виды трансформаторов тока обладают определенными общими характеристиками. Все разновидности представленного оборудования имеют в своем составе три обязательных компонента – то, из чего состоит трансформатор. К ним относятся:

• Сердечник трансформатора (магнитопровод), набираемый из листов электротехнической стали толщиной 0 5 мм или 0 35 мм;
• Охлаждающая система. Чем больше мощность устройства, тем интенсивнее должна быть система охлаждения;
• Обмотки трансформатора, изготавливаемые из меди или алюминия.

Трансформаторные обмотки состоят из обмоточного провода и изоляционных деталей.

Чтобы использовать устройство, необходимо:

• Подготовить место для установки. Оно должно быть изолировано от публики ограждением или находиться в отдельно стоящем здании;
• Разместить и надежно подключить его к хорошо спроектированной сетке заземления;
• Подключить его к линиям высокого и низкого напряжения согласно нормам безопасности;
• Опробовать работу установленного устройства.

Это важно! Материал сердечника является ключевым моментом для процесса индукции и обмена накопленной энергией между электрическим и магнитным полями. Слабый магнитный поток первичной обмотки способен возбуждать (индуцировать) плотность магнитного потока в материале примерно в тысячу раз сильнее, чем в воздухе, и именно это позволяет преобразовывать энергию между электрическим и магнитным полями. Вот почему железный сердечник используется во всех электрических машинах.

Классификация и разновидности

Различают следующие типы трансформаторов:

1. В зависимости от числа фаз:

• однофазные, применяемые для однофазных нагрузок;
• трехфазные, используемые для трехфазной системы повышения и понижения напряжения.

1. В соответствии с режимом охлаждения:

• сухого типа с воздушным охлаждением;
• с масляным охлаждением компонентов.

3. По назначению:

• для линий передачи и распределения напряжения;
• для подключения измерительного прибора (например, электросчётчика) и релейных устройств защиты;
• для испытания электрооборудования на высокое напряжение;
• для выпрямления, регулировки.

4. По количеству обмоток трансформатора:

• двухобмоточный трансформатор, предназначенный для подключения двух энергосистем с различной степенью мощности;
• трехобмоточный, обычно используемый в трансформаторной подстанции региональной силовой установки, соединяющей три уровня напряжения;
• трансформатор самоподключения, предназначенный для подключения к разным напряжениям силовой системы. Также может применяться как обычный усилитель.

5. По конструкции:

• трансформатор с ферромагнитным сердечником, применяемый для высоковольтного силового трансформатора;
• трансформаторы с магнитопроводами из аморфных сплавов. Благодаря использованию новых магнитных материалов в этих устройствах, ток холостого хода снижен примерно на 80%. Это идеальный распределительный трансформатор с энергосберегающим эффектом, особенно подходящий для сельских электрических сетей и развивающихся регионов;
• трансформаторы с магнитопроводом, используемые для больших токов, например, в электропечах, для электросварки или в электронных приборах, телевизоре.

Для выбора того или иного устройства нет жестких правил. Но есть некоторые тенденции, которые основаны на практике применения.

Распределительный трансформатор

Например, силовые трансформаторы сухого типа с магнитопроводом популярны в приложениях высокого напряжения, таких как распределительные и силовые трансформаторы. Высокое напряжение соответствует высокому магнитному потоку. Статические потери – это потери на перемагничивание магнитопровода. Для того чтобы потери были небольшими, нужно использовать более толстый сердечник. Также при высоком напряжении требуется высокопрочная изоляция.

Импульсные трансформаторы популярны в низковольтных приложениях, электронных схемах и силовых электронных преобразователях. При низком напряжении по объему требуется больше медных проводов, чем железного сердечника. Таким образом, всё должно быть сопоставимо относительно всего размера трансформатора. Здесь уже изоляция не играет такую важную роль и может быть тонкой и легкой.

Авто трансформатор – это специальная разновидность устройства, в котором первичная и вторичная обмотка соединяются вместе.

Что такое трансформаторная нагрузка

Нагрузка подключается к выходу устройства согласно номинальной выходной мощности или величине рабочего тока системы. Физически трансформаторная нагрузка подключается как вторичная система. Эта система сохраняет выходные параметры устойчивыми, поглощая энергию, превышающую пороговую величину, или недостающую мощность, когда она опускается ниже допустимой границы. Нагрузка силовой трансформации является ссылкой на допуск к использованию.

Трансформатор – это устройство, которое перемещает энергию от одной системы к другой, например, к стандартной электрической сети. Он, как правило, представляет собой компонент модульного бокса, соединяющего систему энергетической компании с бытовыми системами. От фидеров трансформаторной подстанции отходят кабельные линии передач, подводимые к домам и предприятиям.

Эти системы работают на основе процесса, называемого индукцией. В этом случае две системы расположены достаточно близко друг к другу, чтобы электричество переходило из одной системы в другую. Нагрузка позволяет электричеству перемещаться в системе. Когда энергия течёт от источника питания по линии передачи, напряжение появляется в энергоприемниках. Этот процесс также является формой индукции – нагрузка и катушки трансформатора не касаются друг друга.

Система обеспечивает базовую стабильность качества электричества, подаваемого на объекты. Когда трансформатор работает слишком сильно, система снижает мощность. И при обратной картине, наоборот, заряженные катушки позволяют нагрузке добавлять дополнительную мощность в систему. Это предотвращает появление пиков в локальной системе, что увеличивает срок службы подключенной электроники.

В мире все естественным образом стремится к равновесию и стабильности. Система электроснабжения также стремится уравновесить потенциал, перемещая электричество с одного конца в другой, несмотря на то, что трансформаторная нагрузка и локальная система не соединены друг с другом. Если бы они были соединены, это привело бы к большому всплеску энергии и создало короткое замыкание.

Поскольку трансформатор является источником питания, он рассчитан на определенную величину мощности. Когда количество энергии, протекающей через устройство, падает ниже рекомендованной величины, это может привести к отключению электроэнергии в локальной системе. Если мощность превышает ее номинал, это может привести к перегрузке и повреждению системы.

Все трансформаторы должны иметь табличку с характеристиками или другие маркировки, показывающие номинальные напряжения для различных обмоток.

Если превысить эти напряжения, то есть риск возникновения отказа:

• насыщенность сердечника,
• отказ изоляции.

Мощные трансформаторы

Области использования

Трансформатор в основном используется для трех работ:

1. Изменения параметров (напряжение и ток) при неизменной частоте и мощности;
2. Для фильтрации постоянного тока, поскольку постоянный ток не может проходить через трансформатор из-за использования катушки, индуктивное сопротивление равно:

XL = 2 * pi * f * l, здесь f = 0 для постоянного тока.

3. Согласование импеданса – в некоторых случаях, когда требуется определенный импеданс для максимальной передачи мощности.

Дополнительная информация. Импеданс – это сопротивление потоку переменного тока через проводящий материал.

Применение трансформатора при передаче электроэнергии на большие расстояния помогает контролировать возникающие большие напряжения. Некоторые разновидности устройств используется для измерения, контроля, изоляции и защиты.

Измерительные трансформаторы тока

Обратите внимание! Правильно сконструированные разделительные трансформаторы имеют такие изолированные обмотки, чтобы свести к минимуму вероятность того, что сигналы смогут переходить от одной обмотки к другой. Между обмотками прокладывают диэлектрик, чтобы обеспечить максимальную изоляцию.

Трансформатор – это электрическое устройство, используемое для повышения или понижения напряжения переменного тока. При этом используется простое явление взаимной индукции для преобразования энергии от одной обмотки к другой. Количество обмоток с каждой стороны определяет коэффициент увеличения или понижения. Во всем этом преобразовании мощность с каждой стороны и частота остаются такими же.

Знать, какие бывают трансформаторы и зачем они нужны необходимо всем, тогда будут понятны многие другие вещи, связанные с электротехникой и электричеством. Можно даже самому сделать преобразующий трансформатор по технологии намотки и сборки, важно лишь не отступать от неё.

Видео

Оцените статью:

Трансформаторы тока и напряжения. Термины и определения – РТС-тендер

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 04.05.73 N 1120

2. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

4. Ограничение срока действия снято (ИУС 11-79)

5. ПЕРЕИЗДАНИЕ


Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области видов, параметров, характеристик и элементов трансформаторов тока и напряжения.

Стандарт не распространяется на трансформаторы постоянного тока.

Термины, установленные настоящим стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин. Применение терминов — синонимов стандартизованного термина запрещается. Недопустимые к применению термины-синонимы приведены в стандарте в качестве справочных и обозначены пометой «Ндп».

В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.

Стандартизованные термины набраны полужирным шрифтом, их краткая форма — светлым, а недопустимые синонимы — курсивом.

Текст документа сверен по:
официальное издание
Электротехника. Термины и определения. Часть 2:
Сб. стандартов. — М.: Стандартинформ, 2005

Термин	Определение
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ
1. Трансформатор	По ГОСТ 16110
2. Трансформатор тока (напряжения)	Трансформатор, в котором при нормальных условиях применения вторичный ток (вторичное напряжение) практически пропорционален (пропорционально) первичному току (первичному напряжению) и при правильном включении сдвинут (сдвинуто) относительно него по фазе на угол, близкий к нулю
3. Вторичная цепь трансформатора тока (напряжения)	Внешняя цепь, получающая сигналы измерительной информации от вторичной обмотки трансформатора тока (напряжения)
4. Разряд образцового трансформатора тока (напряжения)	Категория, характеризующая место образцового трансформатора тока (напряжения) в поверочной схеме
5. Класс точности трансформатора тока (напряжения)	Обобщенная характеристика трансформатора тока (напряжения), определяемая установленными пределами допускаемых погрешностей при заданных условиях работы. Примечание. Класс точности обозначается числом, которое равно пределу допускаемой токовой погрешности (погрешности напряжения) в процентах при номинальном первичном токе (напряжении)
6. Номинальный класс точности трансформатора тока (напряжения)	Класс точности, гарантируемый трансформатору тока (напряжения) при номинальной вторичной нагрузке и указываемый на его паспортной табличке
7. Номинальное значение параметра Номинальный параметр	По ГОСТ 18311. Примечание. В трансформаторах тока и напряжения различают следующие номинальные параметры: номинальное напряжение, номинальный первичный ток, номинальный вторичный ток, номинальный коэффициент трансформации, номинальное первичное напряжение, номинальное вторичное напряжение и т.д.
ВИДЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
8. Лабораторный трансформатор тока (напряжения)	Трансформатор тока (напряжения), предназначенный для эпизодического использования при электрических измерениях и поверке измерительных приборов и трансформаторов тока (напряжения)
9. Образцовый трансформатор тока (напряжения)	Трансформатор тока (напряжения), служащий для поверки по нему других трансформаторов тока (напряжения) или расширения пределов измерения образцовых измерительных приборов и утвержденный в качестве образцового органами государственной метрологической службы
10. Компенсированный трансформатор тока (напряжения)	Трансформатор тока (напряжения), точность трансформации тока (напряжения) которого в определенном диапазоне первичного тока (напряжения) обеспечивается с помощью специальных средств
11. Однодиапазонный трансформатор тока (напряжения) Ндп. Однопредельный трансформатор тока (напряжения)	Трансформатор тока (напряжения) с одним коэффициентом трансформации
12. Многодиапазонный трансформатор тока (напряжения) Ндп. Многопредельный трансформатор тока (напряжения)	Трансформатор тока (напряжения) с несколькими коэффициентами трансформации
13. Трансформатор тока для измерений	Трансформатор тока, предназначенный для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам
14. Трансформатор тока для защиты	Трансформатор тока, предназначенный для передачи сигнала измерительной информации на устройства защиты и управления
15. Трансформатор тока нулевой последовательности	Трансформатор тока, предназначенный для определения тока нулевой последовательности в трехфазных цепях
16. Насыщающийся трансформатор тока	Трансформатор тока с малой кратностью насыщения
17. Суммирующий трансформатор тока	Трансформатор тока, предназначенный для суммирования токов нескольких электрических цепей
18. Одноступенчатый трансформатор тока	Трансформатор тока с одной ступенью трансформации тока
19. Каскадный трансформатор тока	Трансформатор тока с несколькими последовательными ступенями трансформации тока
20. Промежуточный трансформатор тока	Трансформатор тока, предназначенный для включения во вторичную цепь основного трансформатора тока для получения требуемого коэффициента трансформации или разделения электрических цепей
21. Комбинированный трансформатор тока и напряжения	Сочетание трансформатора тока и трансформатора напряжения, объединенных в одном конструктивном исполнении
22. Встроенный трансформатор тока	Трансформатор тока, первичной обмоткой которого служит ввод электротехнического устройства
23. Опорный трансформатор тока	Трансформатор тока, предназначенный для установки на опорной плоскости
24. Проходной трансформатор тока	Трансформатор тока, предназначенный для использования его в качестве ввода
25. Шинный трансформатор тока	Трансформатор тока, первичной обмоткой которого служит одна или несколько параллельно включенных шин распределительного устройства. Примечание. Шинные трансформаторы тока имеют изоляцию, рассчитанную на наибольшее рабочее напряжение
26. Втулочный трансформатор тока	Проходной шинный трансформатор тока
27. Разъемный трансформатор тока	Трансформатор тока без первичной обмотки, магнитная цепь которого может размыкаться и затем замыкаться вокруг проводника с измеряемым током
28. Электроизмерительные клещи Ндп. Трансформаторные клещи	Переносный разъемный трансформатор тока
29. Однофазный трансформатор	См. ГОСТ 16110
30. Трехфазный трансформатор	См. ГОСТ 16110
31. Заземляемый трансформатор напряжения	Однофазный трансформатор напряжения, один конец первичной обмотки которого должен быть наглухо заземлен, или трехфазный трансформатор напряжения, нейтраль первичной обмотки которого должна быть наглухо заземлена
32. Незаземляемый трансформатор напряжения	Трансформатор напряжения, у которого все части первичной обмотки, включая зажимы, изолированы от земли до уровня, соответствующего классу напряжения
33. Каскадный трансформатор напряжения	Трансформатор напряжения, первичная обмотка которого разделена на несколько последовательно соединенных секций, передача мощности от которых к вторичным обмоткам осуществляется при помощи связующих и выравнивающих обмоток
34. Емкостный трансформатор напряжения	Трансформатор напряжения, содержащий емкостный делитель
35. Двухобмоточный трансформатор напряжения	Трансформатор напряжения, имеющий одну вторичную обмотку
36. Трехобмоточный трансформатор напряжения	Трансформатор напряжения, имеющий две вторичные обмотки: основную и дополнительную
ЭЛЕМЕНТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
37. Первичная обмотка трансформатора тока	Обмотка, через которую протекает ток, подлежащий трансформации
38. Вторичная обмотка трансформатора тока	Обмотка, по которой протекает трансформированный (вторичный) ток
39. Вторичная обмотка для измерений	Вторичная обмотка трансформатора тока, предназначенная для присоединения к ней измерительных приборов
40. Вторичная обмотка для защиты	Вторичная обмотка трансформатора тока, предназначенная для присоединения к ней устройств защиты и управления
41. Секционированная обмотка трансформатора тока	Обмотка трансформатора тока, состоящая из отдельных секций, допускающих различные соединения. Примечание. Для получения различных коэффициентов трансформации или выравнивания индукции в магнитопроводе
42. Обмотка трансформатора тока с ответвлениями	Обмотка трансформатора тока, имеющая выводы от части витков для получения различных коэффициентов трансформации
43. Обмотки звеньевого типа трансформатора тока Ндп. Обмотка восьмерочного типа	Обмотки трансформатора тока, выполненные так, что внутренняя изоляция трансформатора конструктивно распределена между первичной и вторичной обмотками, а взаимное расположение обмоток напоминает звенья цепи
44. Обмотки U-образного типа трансформатора тока Ндп. Обмотки шпилечного типа	Обмотки трансформатора тока, выполненные так, что внутренняя изоляция трансформатора нанесена в основном только на первичную обмотку, имеющую U-образную форму
45. Обмотки рымовидного типа трансформатора тока	Обмотки трансформатора тока, выполненные так, что внутренняя изоляция трансформатора нанесена в основном только на вторичную (вторичные) обмотку и ее выводные концы, а сами обмотки образуют рымовидную фигуру
46. Первичная обмотка трансформатора напряжения	Обмотка, к которой прикладывается напряжение, подлежащее трансформации
47. Основная вторичная обмотка трансформатора напряжения	Обмотка, в которой возникает трансформированное (вторичное) напряжение
48. Дополнительная вторичная обмотка трансформатора напряжения	Обмотка, предназначенная для соединения в разомкнутый треугольник с целью присоединения к ней цепей контроля изоляции сети
49. Компенсационная обмотка трансформатора напряжения	Вспомогательная обмотка трехфазного трансформатора напряжения, предназначенная для уменьшения угловой погрешности напряжения
50. Связующая обмотка трансформатора напряжения	Обмотка, служащая для передачи мощности с обмотки одного магнитопровода на обмотки другого магнитопровода каскадного трансформатора напряжения
51. Выравнивающая обмотка трансформатора напряжения	Обмотка, служащая для выравнивания мощности в первичной обмотке двух стержней одного магнитопровода каскадного трансформатора напряжения
ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
52. Первичный ток трансформатора тока	Ток, протекающий по первичной обмотке трансформатора тока и подлежащий трансформации
53. Наибольший рабочий первичный ток трансформатора тока	Наибольшее значение первичного тока, длительное протекание которого допустимо по условиям нагрева
54. Вторичный ток трансформатора тока	Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока
55. Коэффициент трансформации трансформатора тока	Отношение первичного тока к вторичному току
56. Токовая погрешность трансформатора тока	Погрешность, которую трансформатор тока вносит в измерение тока, возникающая вследствие того, что действительный коэффициент трансформации не равен номинальному. Примечание. Токовая погрешность определяется как арифметическая разность между действительным вторичным током и приведенным ко вторичной цепи действительным первичным током, выраженная в процентах приведенного ко вторичной цепи действительного первичного тока
57. Угловая погрешность трансформатора тока	Угол между векторами первичного и вторичного токов при таком выборе их направлений, чтобы для идеального трансформатора тока этот угол равнялся нулю. Примечание. Угловая погрешность выражается в минутах или сантирадианах и считается положительной, когда вектор вторичного тока опережает вектор первичного тока
58. Полная погрешность трансформатора тока	Действующее значение разности между произведением номинального коэффициента трансформации на мгновенное действительное значение вторичного тока и мгновенным значением первичного тока в установившемся режиме. Примечание. Полная погрешность выражается обычно в процентах действующего значения первичного тока
59. Витковая коррекция трансформатора тока Ндп. Отмотка	Уменьшение токовой погрешности трансформатора тока изменением числа витков вторичной обмотки
60. Вторичная нагрузка трансформатора тока	Полное сопротивление внешней вторичной цепи трансформатора тока, выраженное в омах, с указанием коэффициента мощности. Примечание. Вторичная нагрузка может характеризоваться также кажущейся мощностью в вольтамперах, потребляемой ею при данном коэффициенте мощности при номинальном вторичном токе
61. Номинальная вторичная нагрузка трансформатора тока	Значение вторичной нагрузки, указанное на паспортной табличке трансформатора тока, при котором гарантируется класс точности или предельная кратность
62. Кратность первичного тока трансформатора тока	Отношение первичного тока трансформатора тока к его номинальному значению
63. Предельная кратность трансформатора тока	Наибольшее значение кратности первичного тока, при котором полная погрешность при заданной вторичной нагрузке не превышает 10%
64. Номинальная предельная кратность трансформатора тока	Гарантируемая трансформатору тока предельная кратность при номинальной вторичной нагрузке
65. Кратность насыщения трансформатора тока	Отношение первичного тока к его номинальному значению, при котором при заданной вторичной нагрузке индукция в магнитопроводе трансформатора тока близка к индукции насыщения
66. Ток электродинамической стойкости трансформатора тока	Наибольшее амплитудное значение тока короткого замыкания за все время его протекания, которое трансформатор тока выдерживает без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе
67. Кратность тока электродинамической стойкости трансформатора тока	Отношение тока электродинамической стойкости к амплитудному значению номинального первичного тока
68. Ток термической стойкости трансформатора тока	Наибольшее действующее значение тока короткого замыкания за промежуток времени , которое трансформатор тока выдерживает в течение этого промежутка времени без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допустимые при токах короткого замыкания, и без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе
69. Кратность тока термической стойкости трансформатора тока	Отношение тока термической стойкости к действующему значению номинального первичного тока
70. Ток намагничивания трансформатора тока Ндп. Намагничивающий ток	Действующее значение тока, потребляемого вторичной обмоткой трансформатора тока, когда ко вторичным зажимам подведено синусоидальное напряжение номинальной частоты, причем первичная обмотка и все остальные обмотки разомкнуты
71. Первичное напряжение трансформатора напряжения	Напряжение, приложенное к первичной обмотке трансформатора напряжения и подлежащее трансформации
72. Вторичное напряжение трансформатора напряжения	Напряжение, возникающее на зажимах вторичной обмотки трансформатора напряжения при приложении напряжения к его первичной обмотке
73. Коэффициент трансформации трансформатора напряжения	Отношение напряжений на зажимах первичной и вторичной обмоток при холостом ходе
74. Погрешность напряжения трансформатора напряжения	Погрешность, которую вносит трансформатор напряжения в измерение напряжения, возникающая вследствие того, что действительный коэффициент трансформации не равен номинальному. Примечание. Погрешность напряжения определяется как арифметическая разность между приведенным к первичной цепи действительным вторичным напряжением и действительным первичным напряжением, выраженная в процентах действительного первичного напряжения
75. Угловая погрешность трансформатора напряжения	Угол между векторами первичного и вторичного напряжения при таком выборе их направлений, чтобы для идеального трансформатора напряжения этот угол равнялся нулю. Примечание. Угловая погрешность выражается в минутах или сантирадианах и считается положительной, когда вектор вторичного напряжения опережает вектор первичного напряжения
76. Витковая коррекция трансформатора напряжения Ндп. Отмотка	Уменьшение погрешности напряжения трансформатора напряжения изменением числа витков первичной обмотки
77. Номинальная мощность трансформатора напряжения	Значение полной мощности, указанное на паспортной табличке трансформатора напряжения, которую он отдает во вторичную цепь при номинальном вторичном напряжении с обеспечением соответствующих классов точности. Примечание. Трансформатор напряжения имеет несколько значений номинальной мощности, соответствующих классам точности
78. Предельная мощность трансформатора напряжения	Кажущаяся мощность, которую трансформатор напряжения длительно отдает при номинальном первичном напряжении, вне классов точности, и при которой нагрев всех его частей не выходит за пределы, допустимые для класса нагревостойкости данного трансформатора
Значение параметра номинальное	7
Класс точности трансформатора напряжения	5
Класс точности трансформатора напряжения номинальный	6
Класс точности трансформатора тока	5
Класс точности трансформатора тока номинальный	6
Клещи трансформаторные	28
Клещи электроизмерительные	28
Коррекция трансформатора напряжения витковая	76
Коррекция трансформатора тока витковая	59
Коэффициент трансформации трансформатора напряжения	73
Коэффициент трансформации трансформатора тока	55
Кратность насыщения трансформатора тока	65
Кратность первичного тока трансформатора тока	62
Кратность трансформатора тока предельная	63
Кратность трансформатора тока предельная номинальная	64
Кратность тока электродинамической стойкости трансформатора тока	67
Кратность тока термической стойкости трансформатора тока	69
Мощность трансформатора напряжения номинальная	77
Мощность трансформатора напряжения предельная	78
Нагрузка трансформатора тока вторичная	60
Нагрузка трансформатора тока вторичная номинальная	61
Напряжение трансформатора напряжения вторичное	72
Напряжение трансформатора напряжения первичное	71
Обмотка для защиты вторичная	40
Обмотка для измерений вторичная	39
Обмотка трансформатора напряжения вторичная дополнительная	48
Обмотка трансформатора напряжения вторичная основная	47
Обмотка трансформатора напряжения компенсационная	49
Обмотка трансформатора напряжения первичная	46
Обмотка трансформатора напряжения связующая	50
Обмотка трансформатора напряжения выравнивающая	51
Обмотка трансформатора тока вторичная	38
Обмотка трансформатора тока первичная	37
Обмотка трансформатора тока секционированная	41
Обмотка трансформатора тока с ответвлениями	42
Обмотка шпилечного типа	44
Обмотка восьмерочного типа	43
Обмотки звеньевого типа трансформатора тока	43
Обмотки рымовидного типа трансформатора тока	45
Обмотки U-образного типа трансформатора тока	44
Отмотка	50, 76
Параметр номинальный	7
Погрешность напряжения трансформатора напряжения	74
Погрешность трансформатора напряжения угловая	75
Погрешность трансформатора тока полная	58
Погрешность трансформатора тока токовая	56
Погрешность трансформатора тока угловая	57
Разряд образцового трансформатора напряжения	4
Разряд образцового трансформатора тока	4
Ток электродинамической стойкости трансформатора тока	66
Ток намагничивания трансформатора тока	70
Ток намагничивающий	70
Ток трансформатора тока вторичный	54
Ток трансформатора тока первичный	52
Ток трансформатора тока первичный рабочий наибольший	53
Ток термической стойкости трансформатора тока	68
Трансформатор	1
Трансформатор напряжения	1
Трансформатор напряжения двухобмоточный	35
Трансформатор напряжения емкостный	34
Трансформатор напряжения заземляемый	31
Трансформатор напряжения каскадный	33
Трансформатор напряжения компенсированный	10
Трансформатор напряжения лабораторный	8
Трансформатор напряжения незаземляемый	32
Трансформатор напряжения многодиапазонный	12
Трансформатор напряжения многопредельный	12
Трансформатор напряжения образцовый	9
Трансформатор напряжения однодиапазонный	11
Трансформатор напряжения однопредельный	11
Трансформатор напряжения трехобмоточный	36
Трансформатор однофазный	29
Трансформатор тока	2
Трансформатор тока втулочный	26
Трансформатор тока встроенный	22
Трансформатор тока для защиты	14
Трансформатор тока для измерений	13
Трансформатор тока и напряжения комбинированный	21
Трансформатор тока каскадный	19
Трансформатор тока компенсированный	10
Трансформатор тока лабораторный	8
Трансформатор тока многодиапазонный	12
Трансформатор тока многопредельный	12
Трансформатор тока насыщающийся	16
Трансформатор тока нулевой последовательности	15
Трансформатор тока образцовый	9
Трансформатор тока однодиапазонный	11
Трансформатор тока однопредельный	11
Трансформатор тока одноступенчатый	18
Трансформатор тока опорный	23
Трансформатор тока промежуточный	20
Трансформатор тока проходной	24
Трансформатор тока разъемный	27
Трансформатор тока суммирующий	17
Трансформатор тока шинный	25
Трансформатор трехфазный	30
Цепь трансформатора напряжения вторичная	3
Цепь трансформатора тока вторичная	3

Виды трансформаторов — Блог о строительстве

ВИДЫ И ТИПЫ- ХАРАКТЕРИСТИКИ- ПРИМЕНЕНИЕ

Трансформаторы — это устройства предназначенные для преобразования электроэнергии. Их основная задача — изменение значения переменного напряжения. Трансформаторы используются как в виде самостоятельных приборов, так и в качестве составных элементов других электротехнических устройств.

Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции.Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной.

Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток.

Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;U1,U2 — входное и выходное напряжения соответственно.Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой.У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией. Микро трансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги.

ВИДЫ И ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Трансформаторы — это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на:

Автотрансформаторы.

Они имеют одну обмотку с несколькими отводами. За счет переключения между этими отводами можно получить разные показатели напряжения. К недостаткам следует отнести отсутствие гальванической развязки между входом и выходом.

Импульсные трансформаторы.

Предназначены для преобразования импульсного сигнала незначительной продолжительности (около десятка микросекунд).

При этом форма импульса искажается минимально. Обычно используется в цепях обработки видеосигнала.

Разделительный трансформатор.

Конструкция этого устройства предусматривает полное отсутствие электрической связи между первичной и вторичными обмотками, то есть обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями. Используется для повышения электробезопасности и, как правило, имеет коэффициент трансформации равный единице.

Пик—трансформатор.

Используется для управления полупроводниковыми электрическими устройствами типа тиристоров. Преобразует синусоидальное напряжение переменного тока в пикообразные импульсы.

Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения.

Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.

Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.

Кроме того производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией.

В начало

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;способ преобразования: повышающий, понижающий;количество фаз: одно- или трехфазный;число обмоток: двух- и многообмоточный;форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.

Один из основных параметров — это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.

Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.

Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).

В начало

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.

Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования.

В зависимости от назначения трансформаторы делят на:

Силовые.

Являются наиболее распространенным типом промышленного трансформатора.

Применяются для повышения и понижения напряжения. Используется в линиях электропередач. По пути от электрогенерирующих мощностей до потребителя электроэнергия может несколько раз проходить через повышающие силовые трансформаторы, в зависимости от удалённости конкретного потребителя.

Перед подачей непосредственно на приборы потребления (станки, бытовые и осветительные приборы) электроэнергия претерпевает обратные преобразования, проходя через силовые понижающие трансформаторы.

Тока.

Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.

В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:

измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;защитные — подключаемые к защитным цепям;промежуточные — используется для повторного преобразования.

Напряжения.

Они применяются для преобразования напряжения до нужных величин. Кроме того, такие устройства используются в цепях гальванической развязки и электро- радио- измерениях.

В начало

© 2012-2018 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

В данной статье мы рассмотри, что такое трансформатор. Виды трансформаторов будут описаны, принцип действия и конструкции тоже не останутся без внимания.

Стоит отметить, что это вид статических (неподвижных) машин переменного тока, которые используются для различных целей не только в быту, но и в промышленности. Например, для учета потребляемой электроэнергии. Но обо всем по порядку.

Что это за устройство?

Это электрическая статическая машина, которая используется для преобразования тока или напряжения.

Причем можно выделить несколько видов устройств в зависимости от того, от какой сети производится питание.Так, трехфазные имеют три сетевые обмотки, которые включаются по схеме «звезда» или «треугольник». В этом можно провести аналогию с асинхронными электродвигателями. Существуют разнообразные виды силовых трансформаторов, о которых будет рассказано немного ниже.Но в быту используются устройства, в которых одна сетевая обмотка.

К тому же имеется как минимум одна вторичная, которая служит для питания устройств.Например, в ламповой технике применяются силовые трансформаторы,у которых несколько вторичных обмоток. Возникала необходимость с одного устройства получать несколько значений напряжения: 6,3 В, 250 В. Кроме того, в быту можно встретить трансформаторы тока.Они установлены в электросчетчиках и служат для работы устройства контроля.

Конструкция

Основу трансформатора выделить сложно, но если опираться на вес, то это, несомненно, сердечник (магнитопровод). Он изготавливается из стальных листов, которые собраны воедино и плотно стянуты друг с другом. Это позволяет получить максимально возможное сечение магнитопровода.Но не только сталь может применяться, нередко изготавливаются сердечники из ферромагнетиков.

Это вещество, которое по свойствам очень схоже с металлом, но имеет несколько иную структуру. Существуют определенные виды трансформаторов, фото основных конструкций приведены в статье.В конструкции присутствует минимум две обмотки.На одну (первичную) производится подача напряжения питания. Со второй, третьей, N-ной, снимается пониженное напряжение с частотой и формой, аналогичной входному.

Обмотки силовых состоят из медного провода.Он наматывается на каркасе, расположенном вокруг магнитопровода. При подаче напряжения в первичную цепь появляется переменное магнитное поле,которое во вторичной обмотке индуцирует ЭДС. В результате этого на выходе появляется некоторая разность потенциалов.

Силовые трансформаторы

К указанным типам относятся те, которые преобразуют электроэнергию в сети.

Это не только устанавливаемый на подстанциях трансформатор.Виды трансформаторов силовых разнообразны, они служат не только для понижения напряжения со 110 кВ, например, до 6 кВ, в случае с подстанцией. К ним можно отнести и устройства, используемые в блоках питания бытовой радиоаппаратуры. По сути, конструкция у всех аналогичная, имеются общие узлы.Даже сварочные трансформаторы,виды которых разнообразны, имеют аналогичное строение.

Вот только есть мелкие нюансы, например, силовые машины на подстанциях оборудованы системой масляного охлаждения, в то время как сварочные работают без него.Зато у последних имеется регулировка выходного тока. Это необходимо для сварки различных по толщине металлов. Ну а устройства, используемые в быту, и вовсе лишены таких регулировок.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор – один из видов, у которого первичная и вторичная обмотки соединены напрямую. Это позволяет получить не только электрическую связь в устройстве, но и электромагнитную.

Обычно имеется у автотрансформатора три вывода, а это позволяет получать различные значения напряжения.Отличительная особенность автотрансформаторов – высокий коэффициент полезного действия.Но есть и один существенный недостаток – первичная и вторичная цепи электрически не изолированы друг от друга. Используется по большей части для регулирования мощности потребителя такой трансформатор. Виды трансформаторов для иных целей рассмотрены ниже.

Измерительные

Для использования в электроустановках переменного тока создан специальный вид трансформаторов – измерительный.

Благодаря им увеличиваются пределы измерительных устройств. Кроме того, они позволяют без электрического соединения с силовым проводом провести замер протекающего по нему тока.Другими словами, без гальванической связи имеется возможность контроля протекающего тока в цепи. Но можно выделить два типа измерительных устройств – трансформаторы напряжения и тока.

Существуют различные виды трансформаторов тока, их отличие в габаритах и области применения.Трансформаторы тока позволяют осуществить преобразование. При этом большой ток, протекающий в цепи, снижается до безопасного значения.Причем он на выходе безопасен для систем управления или измерения, устройств сигнализации и защиты. Первичная обмотка – это отрезок проводника, вокруг него проведена намотка вторичной.

С последней снимается ток в 1 или 5 Ампер.А вот трансформаторы напряжения предназначены для иной цели. Они производят понижение напряжения для измерения характеристик. С их помощью осуществляется гальваническая развязказащитных устройств от цепи с высоким напряжением.

Импульсные

Этот тип устройств используется для узкоспециализированных целей. Он необходим для преобразования серии импульсных сигналов.Причем длительность одного импульса может достигать нескольких десятков микросекунд. Причем имеется одна небольшая особенность – изменяется только амплитуда сигнала, но не его форма.

Между прочим, имеются определенные виды защит трансформаторов, импульсныетакже снабжаются схемами, предотвращающими превышение напряжения или тока.Как правило, импульсные устройства применяются в цепях, в которых протекает сигнал прямоугольной формы.Зачастую такой вид устройств используется в телевизионной технике. Они преобразуют малые по длительности импульсы видеосигнала с очень большой скважностью. Причем на выходе вы получаете сигнал в первозданном виде, но с увеличенной амплитудой.

Заключение

Теперь вы знаете, что такое трансформатор.Виды трансформаторов мы рассмотрели и увидели, что все они обладают небольшими отличиями, несмотря на то, что конструкция во многом схожа.

Обратите внимание, что при работе с любыми электрическими устройствами необходимо соблюдать технику безопасности. Кроме того, для обслуживания электросетей переменного тока необходимо иметь группу допуска.Среди современных устройств электротехники одним из самых распространенных является трансформатор.Этот агрегат широко используется как в бытовых приборах, так и силовой электронике. Его действие заключается в преобразовании тока.

Причем изменять его величину трансформатор может как в большую, так и меньшую сторону.Определенным устройством обладает трансформатор.Виды трансформаторовразнообразны. Они имеют некоторые конструкционные и функциональные отличия. Чтобы понять, что собой представляет подобное оборудование, а также особенности его эксплуатации, каждый вид следует рассмотреть подробно.

Устройство

Существующие сегодня виды трансформаторов токаобладают определенными общими характеристиками. Прибор имеет в своей системе одну, две и больше обмоток. Они расположены на один сердечник.

Представленные сегодня в продаже трансформаторы отличаются способом изготовления. Их надежность зависит от производителя. Рабочие характеристики таких видов оборудования также схожи.

Трансформатор не предназначен для преобразования постоянного тока.В противном случае это приведет к перегреву проводника. Трансформаторы способны работать исключительно с переменным, импульсным и пульсирующим током.

Все разновидности представленного оборудования имеют в своем составе три обязательных компонента. К ним относится магнитопровод, охлаждающая система и обмотка. Первый компонент еще называют сердечником.

Принцип работы

Рассматривая назначение и виды трансформаторов, следует сказать несколько слов об их функциональных качествах.

В таком оборудовании присутствует первичная и вторичная обмотка. К первой катушке подводится первоначальное напряжение. Его требуется повысить или понизить.

Вторичные обмотки могут состоять из одной или нескольких катушек. С них передается трансформированное напряжение.

В основу работы такого прибора положен закон Фарадея. Магнитный поток, который изменяется во времени через ограниченную контуром площадку, формирует электродвижущие силы. Помимо этого, ток, который изменяется во времени, может индуцировать непостоянное магнитное поле.

На схемах трансформатор изображают как две (или более) катушки. Между первой и вторичными обмотками проходит вертикальная линия.

Она изображает сердечник (магнитопровод). При выполнении возложенных на него функций трансформатор обладает малыми потерями энергии. Это сделало представленное оборудование востребованным.

Рабочие режимы

Существующие виды работы трансформатораможно выделить в 3 группы.

К ним относится холостой ход, короткое замыканиеи рабочий режим. В первом случае выводы вторичной обмотки никуда не подключаются. В этом режиме, если сердечник изготовлен из мягкого магнитного материала, ток покажет потери.

При коротком замыкании выводы катушек вторичной обмотки соединяются между собой. При этом на первичную обмотку будет подаваться незначительное напряжение. Этот режим присутствует в измерительных разновидностях трансформаторов.

При активной нагрузке возникают напряжения на концах всех типов обмотки.

Если на вторичной обмотке это значение выше, трансформатор называется повышающим. И наоборот. Степень трансформации определяется при помощи заданного коэффициента.

Классификация

Существует несколько подходов к классификации представленного оборудования.

Это позволяет понять его устройство и функции. Существующие виды трансформаторов токамогут классифицироваться по назначению. В этом случае выделяются приборы напряжения, измерительные, лабораторные, защитные, промежуточные типы.

По способу установки также выделяют несколько групп. От этого зависят условия, в которых может эксплуатироваться техника. Трансформаторы могут быть внутренние и наружные, стационарные, шинные или опорные, а также переносные.

Ступеней в системе может быть одна или несколько. По признаку номинального напряжения различают высоковольтные и низковольтные приборы.

Если учитывать тип изоляции, можно также выделить несколько групп трансформаторов. Этот показатель зависит от технологии производства. Бывают приборы с компаундной, сухой и масляно-бумажной изоляцией.

Согласно со сферой применения, выделяют силовые, бытовые, сварочные, масляные, автотрансформаторы и т. д.

Силовой трансформатор

Существующие виды силовых трансформаторовотносятся к низкочастотным приборам.

Их применяют в силовых сетях предприятий, городов, поселков и т. д. Такое оборудование понижает напряжение в сети до требуемого значения 220 В.

Силовые трансформаторы могут иметь от двух и более обмоток. Они устанавливаются на броневом сердечнике.

Чаще всего подобный конструкционный элемент изготавливают из электротехнической стали. Такой трансформатор помещается в бак со специальным маслом. Если мощность оборудования высокая, в ней применяется активное охлаждение.

Для электростанций применяются силовые трехфазные трансформаторы.Их мощность составляет до 4 тыс. кВт. Такие разновидности приборов позволяют добиться уменьшения на 15 % энергопотерь по сравнению с тремя однофазными трансформаторами.

Сетевые разновидности

В 80-е года прошлого века самым распространенным был сетевой трансформатор.

Виды трансформаторовэтого типа дорабатывались. Сегодня их изготавливают на Ш-подобном сердечнике, а также стержневых или тороидальных магнитопроводах. На них и устанавливаются обмотки.

При помощи подобного устройства напряжение, которое поступает из бытовой сети, понижается до требуемого значения (например, 12, 24 В).

Самыми компактными считаются трансформаторы с тороидальным сердечником. Его магнитопровод полностью покрывается обмотками. При этом удается избежать появления пустого ярма.

Автотрансформатор

Существующие виды обмоток трансформатораочень разнообразны.

Они могут быть регулирующими, основными, вспомогательными. Наиболее оригинальное строение имеет обмотка автотрансформатора. Это низкочастотный прибор.

Его вторичная обмотка является составной частью первичной. Они связаны, как и в других видах трансформаторов, магнитно. Однако подобная обмотка сообщается также и электрически.

От одной катушки отходит несколько выводов, позволяя получить напряжение разного значения. Преимуществом такой конструкции является ее низкая стоимость.

Провода для монтажа обмотки потребуется меньше. Также получается сэкономить на количестве материала сердечника. Вес автотрансформатора будет меньше, чем у других типов оборудования.

Однако в этом типе приборов отсутствует гальваническая развязка. Это недостаток автотрансформаторов.

Такое оборудование применяется в автоматической технике управления, а также на высоковольтных коммуникациях. Сегодня большой популярностью пользуются трехфазные автотрансформаторы. Их соединенная обмотка образует треугольник или звезду.

Трансформатор тока и напряжения

Сегодня также выделяются определенные виды трансформаторов напряженияи тока.

Все зависит о того, как функционирует прибор. Если он понижает ток, это, соответственно, трансформатор тока. Для регулировки напряжения также разработана определенная категория приборов.

Первичная обмотка трансформатора тока подключается к электричеству, а вторичная – к измерительным или защитным приборам.

Чаще всего применяется первый тип устройств. Катушку с первичной обмоткой подключают в цепь последовательно. В ней измеряется переменный ток.

Сердечник такого оборудования изготавливают из шихтованной электротехнической стали.

Ее производят холоднокатаным способом. Первичная обмотка чаще всего представляет собой шину. При работе подобного оборудования важно учитывать коэффициент трансформации.

Для промышленности могут выпускаться подобные приборы с несколькими группами вторичных обмоток. Одну из них соединяют с измерительными приборами (например, счетчикам), а вторую – к защитному оборудованию.

Импульсный трансформатор

Рассматривая, какие виды трансформаторовприменяются сегодня, нельзя не сказать несколько слов об импульсных разновидностях представленных приборов.

Они практически полностью вытеснили низкочастотные тяжелые трансформаторы. Их сердечник выполняется не из шихтовой стали, а из феррита. Форма магнитопровода может быть самой разной, например, чашка, кольцо, Ш-подобный тип.

Трансформаторы импульсного типа могут функционировать на высоких частотах (500 кГц и более). Благодаря такой особенности габариты подобных изделий значительно уменьшились. Требуется использовать меньше провода для обмотки.

Импульсные трансформаторы и дроссели с ферритовым стержнем сегодня применяются всюду.

Их можно встретить в энергосберегающих лампочках, зарядных устройствах, мощных инверторах и т. д. Сфера их применения очень широка.

В некоторых трансформаторах импульсного типа применяется обратная схема питания. В этом случае прибор по своей сути является дросселем сдвоенного типа. При этом процессы приема и передачи электроэнергии протекают не одновременно.

Импульсный трансформатор тока

Чтобы иметь возможность измерять направление и величину тока, для импульсных схем часто применяется особый трансформатор. Виды трансформаторовэтой группы имеют ферритовый сердечник. Чаще всего он имеет единственную кольцевую обмотку.

Через ее центр продевается провод. В нем и исследуется ток. Обмотку при этом нагружают на резистор.

Измерение производится по несложной схеме. Если нагрузка выполняется на резистор известного номинала, то напряжение при замере на нем будет пропорциональным показателю тока обмотки.

В продаже присутствуют трансформаторы этого типа с различными показателями коэффициента трансформации. Если нужно узнать только направленность тока, прибор нагружается только двумя стабилизаторами, встроенными в схему.

Система защиты

Трансформаторы представляют собой надежное оборудование. Однако из-за различных повреждений может произойти аварийная ситуация. Поэтому применяются различные виды защит трансформатора.

Подобные системы отключают оборудование от сети при наличии повреждений.

В зависимости от типа конструкции защита может отсоединить питание только от поврежденной части прибора. При обнаружении поломки система может подавать сигнал. При этом используют различные типы защиты автотрансформаторов.

Дифференциальная защита необходима при нарушениях целостности обмоток, ошиновки и вводов оборудования. Если же повреждения обнаруживаются со стороны источника питания,происходит токовое отсекание. Это защита мгновенного действия.

Газовая защита применяется при повреждениях внутри бака. При этом может выделяться газ. Также она срабатывает при понижении уровня масла.

Максимальная токовая или направленная защита позволяет уберечь оборудование от сверхтоков. Также в некоторых конструкциях может предусматриваться защита от замыкания на корпус и от перегрузки. Последняя система действует на сигнал, оповещая персонал.

Рассмотрев особенности конструкции и принцип работы, можно понять, что собой представляет трансформатор. Виды трансформаторов, существующие сегодня, отличаются по ряду признаков. Это влияет на их функциональность.

Трансформаторами называются такие устройства, благодаря которым можно преобразовать напряжение. Они могут его повысить или понизить. В обычном трансформаторе обязательно есть две или больше обмотки, расположенные на железном сердечнике.

Существуют трансформаторы, которые состоят исключительно из единственной обмотки. Устройства такого типа называются автотрансформаторами.Сейчас для токовых трансформаторов существует классификация. Они бывают:СтержневыеБроневыеТороидальные

Все три вида устройств почти неотличимы своими характеристиками или надежностью. Однако их изготавливают совершенно по-разному.Стержневые трансформаторы имеют обмотку, включенную в стальной сердечник.

Ее верх и низ часть можно отлично увидеть.В сердечнике броневых трансформаторов обмотка спрятана почти целиком. В стержневом трансформаторе обмотка располагается горизонтально. В броневом трансформаторе обмотка может быть расположена еще и вертикально.Состоит любой трансформатор из трех частей: магнитной трансформаторной системы, или магнитопровода, обмоток, и охлаждающей системы.

Классификация трансформаторов

Тип трансформатора зависит от того, где он применяется и его прочих характеристик. Например, электрические сети городов, или предприятий требуют наличие силового трансформатора. Он может понизить вырабатываемое напряжение до стандартного.

Трансформатор, регулирующий ток, называют токовым трансформатором. Существует также трансформатор, регулирующий напряжение.

Аналогично его называют трансформатором напряжения. Для обыкновенных сетей подходит устройство с единственной фазой. Однако, если в сети имеются провода фазы, ноля и заземления, то для такой сети будет необходим трехфазный трансформатор.

Бытовые трансформаторы, рассчитанные на 220В, необходимы для того, чтобы защищать домашнюю технику от резких скачков напряжения.Чтобы разделить сварочные и силовые сети, необходимы специальные трансформаторы. Они помогают поддерживать напряжение в том состоянии, которое необходимо для проведения сварочных работ.

Если сеть пропускает через себя напряжение, превышающее шесть тысяч вольт, то в таком случае стоит использовать масляные трансформаторы.

Более подробная информация по ссылке: http://transformator.ru/production/transformatory-tm/

В конструкцию масляных трансформаторов входят:

магнитопроводы,обмотки,баки, и несколько крышек, имеющих вводы.

Для того, чтобы сделать один магнитопровод необходимо два стальных листа, которые надо обязательно изолировать друг от друга. Также необходимы алюминиевые либо медные обмотки. Напряжение можно регулировать с помощью специальных переключателей, расположенных на ответвлении.

Переключать ответвления можно двумя способами. Можно переключать, не отсоединяя трансформаторы от внешних сетей, но тогда это переключение будет осуществляться с нагрузками.

Также можно не нагружать сеть, предварительно отключив трансформатор от нее. Часто трансформаторы регулируются именно таким способом.Упоминая виды трансформаторов, нельзя забывать о том, что существуют и электронные трансформаторы. Они являются специальными питающими источниками, служащими для того, чтобы уменьшать стандартное напряжение еще сильнее.

Таким образом, из напряжения 220 В получится напряжение около 12 В. Размеры электрических трансформаторов не слишком велики, они заметно меньше, чем обычные трансформаторы.

Принцип работы транформатора

Где применяются трансформаторы

Физические законы устроены так, что проводимая мощность теряется прямо пропорционально силе тока в квадрате. Из-за этого, чтобы передать напряжение на большое расстояние, его необходимо сначала увеличить.

Как только напряжение доходит до потребителя, его необходимо уменьшить. Поэтому так нужны повышающие и понижающие трансформаторы. Обычно их применяют именно для этого.

Трансформатор также может быть встроен в бытовой прибор. К примеру, для телевизора нужен трансформатор с несколькими обмотками, чтобы обеспечивать питание всем схемам, кинескопу и транзистору.

Источники:

• eltechbook.ru
• fb.ru
• www.syl.ru
• fire-truck.ru

Принцип работы трансформатора тока

Что такое трансформатор тока, принцип работы, типы, схемы

Трансформатор тока представляет собой тип «измерительного трансформатора», который предназначен для производства переменного тока в его вторичной обмотки, которое пропорционально току измеряется в его первичном. Трансформаторы тока уменьшают токи высокого напряжения до гораздо более низкого значения и обеспечивают удобный способ безопасного контроля фактического электрического тока, протекающего в линии электропередачи переменного тока, с использованием стандартного амперметра. 

Принцип работы основного трансформатора тока немного отличается от обычного трансформатора напряжения.

Трансформатор тока состоит из одного или нескольких витков в качестве своей первичной обмотки. Эта первичная обмотка может иметь либо один плоский виток, либо катушку из сверхпрочного провода, намотанного на сердечник, либо просто проводник или шину, расположенную через центральное отверстие, как показано на рисунке. 

Из-за такого типа расположения трансформатор тока часто называют также «последовательным трансформатором», поскольку первичная обмотка, которая никогда не имеет более нескольких витков, соединена последовательно с проводником с током, питающим нагрузку.

Однако вторичная обмотка может иметь большое количество витков катушки, намотанных на многослойный сердечник из магнитного материала с малыми потерями. Этот сердечник имеет большую площадь поперечного сечения, так что создаваемая плотность магнитного потока является низкой при использовании провода с меньшей площадью поперечного сечения, в зависимости от того, какой ток должен быть понижен, когда он пытается выдать постоянный ток, независимо от подключенной нагрузки.

Вторичная обмотка будет подавать ток либо на короткое замыкание, в виде амперметра, либо на резистивную нагрузку, пока напряжение, наведенное во вторичной обмотке, не станет достаточно большим, чтобы насытить сердечник или вызвать отказ из-за чрезмерного пробоя напряжения.

В отличие от трансформатора напряжения, первичный ток трансформатора тока не зависит от тока вторичной нагрузки, а контролируется внешней нагрузкой. Вторичный ток обычно оценивается в стандартный 1 Ампер или 5 Ампер для больших значений первичного тока.

Существует три основных типа трансформаторов тока:

• Обмоточный трансформатор тока — первичная обмотка трансформатора физически соединена последовательно с проводником, который несет измеренный ток, протекающий в цепи. Величина вторичного тока зависит от коэффициента оборотов трансформатора.
• Тороидальный трансформатор тока — они не содержат первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой проходит ток, протекающий в сети, проходит через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе. Некоторые трансформаторы тока имеют «разделенный сердечник», который позволяет открывать, устанавливать и закрывать его, не отключая цепь, к которой они подключены.
• Трансформатор тока стержневого типа — в этом типе трансформатора тока используется фактический кабель или шина главной цепи в качестве первичной обмотки, что эквивалентно одному витку. Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения системы и обычно крепятся болтами к токонесущему устройству.

Ручные трансформаторы тока

В настоящее время доступно много специализированных типов трансформаторов тока. Популярный и портативный тип, который может быть использован для измерения нагрузки цепи, называется «клещами», как показано на рисунке.

Измерители зажимов открывают и закрывают вокруг проводника с током и измеряют его ток, определяя магнитное поле вокруг него, обеспечивая быстрое считывание результатов измерений, как правило, на цифровом дисплее без отключения или размыкания цепи.

Наряду с ручным зажимом типа трансформатора тока имеются трансформаторы тока с разделенным сердечником, у которых один конец съемный, поэтому нет необходимости отсоединять проводник нагрузки или шину для его установки. Они доступны для измерения токов от 100 до 5000 ампер, с квадратными размерами окна от 1 ″ до более 12 ″ (от 25 до 300 мм).

Сфера применения

Сфера применения включает все отрасли, в которых происходит преобразование энергетических величин.

Эти устройства относятся к числу вспомогательного оборудования, которое используется параллельно с измерительными приборами и реле при создании цепи переменного тока. В этих случаях трансформаторы преобразуют энергию для более удобной расшифровки параметров или соединения оборудования с разными характеристиками в одну цепь.

Также выделяют измерительную функцию трансформаторов: они служат для запуска электроцепей с повышенным напряжением, к которым требуется подключить измерительные приборы, но не представляется возможным сделать это напрямую. Основная задача таких трансформаторов – передача полученной информации о параметрах тока на приборы для измерительных манипуляций, которые подсоединены к обмотке вторичного типа. Также оборудование дает возможность контролировать ток в цепи: при использовании реле и достижении максимальных токовых параметров активируется защита, выключающая оборудование во избежание перегорания и нанесения вреда персоналу.

Принцип работы

Действие такого оборудования основано на законе индукции, согласно которому напряжение попадает на первичные витки и ток преодолевает создаваемое сопротивление обмотки, что вызывает формирование магнитного потока, передающегося на магнитопровод. Поток идет в перпендикулярном направлении относительно тока, что позволяет минимизировать потери, а при пересечении им витков вторичной обмотки активируется сила ЭДС. В результате ее воздействия в системе появляется ток, который сильнее сопротивления катушки, при этом напряжение на выходной части вторичных витков снижается.

Простейшая конструкция трансформатора, таким образом, включает сердечник из металла и пару обмоток, не соединенных друг с другом и выполненных в виде проводки с изоляцией. В некоторых случаях нагрузка идет только на первичные, а не вторичные витки: это так называемый холостой режим. Если же ко вторичной обмотке подсоединяют оборудование, потребляющее энергию, по виткам проходит ток, который создает электродвижущая сила. Параметры ЭДС обусловлены количеством витков. Соотношение электродвижущей силы для первичных и вторичных витков известно как коэффициент трансформации, вычисляется по отношению их числа. Регулировать напряжение для конечного потребителя энергии можно, изменяя число витков первичной либо вторичной обмотки.

Для чего нужны трансформаторы тока

Трансформатор тока нулевой последовательности широко используется в организации работы производства, в быту (с его помощью проводят сварочные работы, он нормализуют входящее в дом напряжение, бросок тока, он нормализует работу электросчётчика с целью увеличения безопасности).

Трансформатор является важным инструментом в области электротехники. Текущие уровни электрического тока должны контролироваться в целях безопасности и эффективности работы прочих бытовых и промышленных приборов. Измерительные устройства, подключенные к трансформаторам, позволяют совершать мониторинг в различных местах по всей системе. Они также могут быть использованы для измерения электрического использования здания и выставления счетов или целей проверки.

Трансформатор тока — схема

Схемы подключения

Для того чтобы устройство эффективно работало и качественно выполняло возложенные на него функции, нужно правильно его подключить. Для этого следует руководствоваться одной из стандартных схем, позволяющих удовлетворить требования владельцев оборудования. Только в этом случае можно добиться желаемого результата и выполнить работу за максимально короткий промежуток времени.

Основные схемы соединения трансформаторов и обмоток реле:

1. Звезда. Этот вариант подключения предусматривает установку трансформаторов тока во всех фазах. Их вторичные обмотки соединяются с соответствующими элементами реле в виде звезды, а нулевые точки — с общим проводом. Такая схема используется только в защитных устройствах, предотвращающих короткие замыкания.
2. Неполная звезда. Единственное отличие этого способа подключения от звезды — установка трансформаторов только в двух фазах.
3. Треугольник. Вторичные обмотки всех трансформаторов последовательно соединяются друг с другом при помощи разноимённых выводов. К вершинам образованного треугольника подключаются реле, соединённые в звезду. Этот вариант применяется для дистанционных и дифференциальных защит.
4. Неполный треугольник. Отличительная черта этой схемы подключения — использование вторичных обмоток, установленных не во всех фазах, а только в двух. Такой вариант применяется для защиты двигателей от междуфазных коротких замыканий.

Коэффициент трансформации

Для оценки эффективности работы самого трансформатора была введена величина коэффициента преобразования. Его номинальное значение обычно указывается в официальной документации к трансформатору. Данный коэффициент обозначает отношение первичного номинального тока к аналогичному показателю второй обмотки. К примеру, это может быть значение 100/5 А. Оно может резко изменяться в зависимости от количества секций с витками.

 

 

Принцип работы трансформатора тока

Демонстрацию процессов, происходящих при преобразованиях электрической энергии внутри трансформатора, поясняет схема.

Через силовую первичную обмотку с числом витков ω1 протекает ток I1, преодолевая ее полное сопротивление Z1. Вокруг этой катушки формируется магнитный поток Ф1, который улавливается магнитопроводом, расположенным перпендикулярно направлению вектора I1. Такая ориентация обеспечивает минимальные потери электрической энергии при ее преобразовании в магнитную.

Пересекая перпендикулярно расположенные витки обмотки ω2, поток Ф1 наводит в них электродвижущую силу Е2, под влиянием которой возникает во вторичной обмотке ток I2, преодолевающий полное сопротивление катушки Z2 и подключенной выходной нагрузки Zн. При этом на зажимах вторичной цепи образуется падение напряжения U2.

Величина К1, определяемая отношением векторов I1/I2, называется коэффициентом трансформации. Ее значение задается при проектировании устройств и замеряется в готовых конструкциях. Отличия показателей реальных моделей от расчетных значений оценивается метрологической характеристикой —классом точности трансформатора тока.

В реальной работе значения токов в обмотках не являются постоянными величинами. Поэтому коэффициент трансформации принято обозначать по номинальным значениям. Например, его выражение 1000/5 означает, что при рабочем первичном токе 1 килоампер во вторичных витках будет действовать нагрузка 5 ампер. По этим значениям и рассчитывается длительная эксплуатация этого трансформатора тока.

Магнитный поток Ф2 от вторичного тока I2 уменьшает значение потока Ф1 в магнитопроводе. При этом создаваемый в нем поток трансформатора Фт определяется геометрическим суммированием векторов Ф1 и Ф2.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 2.7 из 5.

Типы трансформаторов тока, характеристики, стандарты и соответствие

Основное внимание в этом исследовании уделяется пониманию роли, которую играет важнейший компонент в экосистеме электроснабжения — трансформаторы тока (ТТ) . Подробно обсуждаются принципы работы КТ, различные типы КТ, их различные применения и другие важные аспекты.

Введение в трансформаторы

Рис. Введение в трансформаторы тока

Трансформатор — это в основном пассивное электрическое устройство, которое работает по принципу закона электромагнитной индукции Фарадея, преобразуя электрическую энергию из одного значения в другое.Трансформаторы могут увеличивать или уменьшать уровни напряжения и тока источника питания без изменения частоты источника питания или количества передаваемой электроэнергии.

Трансформатор в основном состоит из двух намотанных электрических катушек с проволокой — первичной и вторичной. Первичный блок подключен к источнику питания, а вторичный — к концу подачи питания. Эти две катушки не находятся в электрическом контакте друг с другом, а вместо этого намотаны вместе вокруг общей замкнутой магнитной железной цепи, называемой сердечником.Этот сердечник из мягкого железа не сплошной, а состоит из отдельных пластин, соединенных вместе, чтобы помочь уменьшить потери сердечника. Когда переменный ток проходит через первичную катушку, в сердечнике индуцируется магнитное поле, которое передает пропорциональное напряжение (или ток) во вторичную катушку.

Трансформаторы

можно в целом разделить на силовые трансформаторы и измерительные трансформаторы в зависимости от их применения. В то время как силовые трансформаторы используются для передачи энергии, измерительные трансформаторы находят основное применение для измерения тока и напряжения .

Измерительные трансформаторы используются в системах питания переменного тока для измерения электрических величин, т. Е. Напряжения, тока, мощности, энергии, коэффициента мощности, частоты. Измерительные трансформаторы также используются с реле защиты для защиты энергосистемы. Измерительные трансформаторы бывают двух типов — трансформаторы тока и трансформаторы напряжения (или напряжения).

Что такое трансформатор тока?

Трансформатор тока (C.T.) — это тип измерительного трансформатора, который преобразует первичные токи в пропорциональные вторичные токи, соответствующие подключенным измерительным приборам. Технически они могут уменьшать или увеличивать переменный ток (AC). Однако на практике функция уменьшения широко применяется в измерительных приборах, таких как амперметры. Трансформаторы тока — это последовательно соединенные электромагнитные устройства, состоящие из железного сердечника, электрических пластин и медных катушек.

Рис: символ трансформатора тока

Что такое трансформатор потенциала (или напряжения)?

Трансформатор потенциала или напряжения (P.T.) — это тип измерительного трансформатора, который измеряет высокое напряжение на первичной обмотке путем понижения до измеримого значения. Технически они могут уменьшать или увеличивать первичное напряжение на вторичной стороне. Однако практическое применение трансформатора напряжения заключается в понижении напряжения до безопасного предельного значения, чтобы его можно было легко измерить с помощью обычного прибора низкого напряжения, такого как вольтметр, ваттметр или ваттметр.Они представляют собой приборные трансформаторы с параллельным подключением.

Рис. Символ трансформатора напряжения

Как работают трансформаторы тока?

Основной принцип трансформатора тока такой же, как описано выше. Когда через первичную обмотку протекает переменный ток, создается переменный магнитный поток, который затем индуцирует пропорциональный переменный ток во вторичной обмотке.

Рис. Принцип работы трансформаторов тока

Однако трансформаторы тока имеют важное рабочее отличие от других типов.ТТ обычно состоит из одного или нескольких витков в качестве первичной обмотки. Это может быть просто стержень или провод, пропущенный через отверстие (как на картинке выше). Или это может быть усиленный провод вокруг сердечника. Напротив, вторичная обмотка будет иметь большое количество витков, намотанных на многослойный сердечник из магнитного материала с низкими потерями.

Первичный ток контролируется независимой внешней нагрузкой, а вторичный ток имеет номиналы 1 А или 5 А, которые подходят для измерительных приборов.Важно, чтобы установка ТТ для измерения тока не влияла на работу первичной цепи.

Трансформаторы тока

— это в основном понижающие трансформаторы, которые принимают на входе низкое напряжение (что означает низкое напряжение) и, следовательно, высокий ток. Таким образом, их также называют Трансформаторы тока низкого напряжения (LTCT) .

Рис: работа трансформатора тока и принципиальная схема

Важные характеристики трансформаторов тока

Коэффициент тока — Также известный как коэффициент витков (в общих чертах) — это отношение первичного тока к вторичному току.Это значение, очевидно, равно отношению количества витков первичной и вторичной катушек. Коэффициент тока трансформатора тока обычно высокий. Номинальные значения вторичного тока обычно составляют 5А, 1А и 0,1А. Соответствующие номинальные токи первичной обмотки варьируются от 10 А до 3000 А или более.

Рисунок: Коэффициент тока в трансформаторах тока Рисунок: Коэффициент тока в трансформаторах тока

Например, коэффициент передачи I p / 5A Трансформатор тока будет выдавать вторичный ток ( I с) 0-5A, который составляет пропорционально току, измеренному на первичной обмотке ( I p ).В случае ТТ 100/5 первичный ток в 20 раз больше, чем вторичный ток, поэтому, когда по первичному проводнику протекает 100 ампер, это приведет к току 5 ампер во вторичной обмотке.

Однако важно отметить, что номиналы трансформаторов тока 100/5 и 20/1 не совпадают, даже если их коэффициенты тока равны. Эти номинальные значения фактически представляют собой абсолютные значения «номинального входного / выходного тока».

Полярность — Полярность ТТ определяется направлением обмотки катушки вокруг сердечника ТТ (по часовой стрелке или против часовой стрелки) и способом вывода проводов, если они есть, из корпуса трансформатора.Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность. Соблюдение правильной полярности важно при установке и подключении трансформаторов тока к реле измерения мощности и защитных реле.

Класс точности — Класс точности описывает рабочие характеристики трансформатора тока и максимальную нагрузку на его вторичную цепь. В зависимости от класса точности трансформаторы тока подразделяются на точность измерения или точность реле (защитные трансформаторы тока).CT может иметь рейтинги для обеих групп.

Точность измерения CT может обеспечить высокоточное измерение тока в коротких диапазонах тока. В то время как ТТ точности реле предназначен для больших диапазонов тока, даже если точность меньше.

Класс точности ТТ указан на его этикетке или паспортной табличке. Он состоит из трех частей: номинального коэффициента точности, рейтинга класса и максимальной нагрузки.

Как правильно выбрать трансформатор тока?

Следующие параметры, которые необходимо оценить перед выбором подходящего трансформатора тока для приложения:

• Напряжение цепи
• Номинальный первичный ток
• Номинальная нагрузка на вторичной стороне
• Номинальный вторичный ток
• Рейтинг класса точности

При выборе необходимо также учитывать профиль проводника и максимальную интенсивность первичной цепи.

Применение трансформатора тока

Две основные области применения трансформаторов тока — это измерение тока и защита . Они также используются для изоляции между силовыми цепями высокого напряжения и измерительными приборами. Это обеспечивает безопасность не только оператора, но и используемого конечного устройства. Рекомендуется применять трансформаторы тока на токи 40А и выше.

ТТ в измерении — Измерительный трансформатор тока предназначен для непрерывного измерения тока.Они работают с высокой точностью, но в пределах номинального диапазона тока. Трансформаторы тока имеют первичную обмотку, на которую подается измеряемый ток. Измерительные приборы подключены к вторичной обмотке. Это позволяет использовать их в сочетании с измерительным оборудованием и продуктами для мониторинга мощности — от простых счетчиков электроэнергии до счетчиков качества электроэнергии , таких как:

• Амперметры
• Киловатт-метров
• Единицы измерения
• Реле управления

Пределы погрешности по току и сдвига фаз определяются классом точности.Классы точности: 0,1, 0,2, 0,5 и 1. Если входной ток превышает номинальный, измерительный трансформатор тока насыщается, тем самым ограничивая уровень тока в измерительном приборе. Материалы сердцевины для этого типа CT обычно имеют низкий уровень насыщения, например нанокристаллический.

Рис. Трансформаторы тока для измерительных приложений

Трансформаторы тока в системе защиты электропитания — A Защитный трансформатор тока используется для уменьшения токов в энергосистемах, тем самым защищая их от неисправностей.Эти трансформаторы тока измеряют фактический ток на первичной стороне и создают пропорциональные токи во вторичных обмотках, которые полностью изолированы от первичной цепи. Этот дублированный ток затем используется как вход для защитного реле, которое автоматически изолирует часть силовой цепи в случае неисправности. Поскольку изолирована только неисправная часть, остальная часть установки может продолжать нормально функционировать.

Рис. Защитные трансформаторы тока для приложений защиты электропитания

Некоторые из важных сценариев применения, в которых устанавливаются ТТ:

• Для управления высоковольтными электрическими подстанциями и электросетью
• Для активации защитного реле в случае тока короткого замыкания и изоляции части или всей системы от основного источника питания
• Коммерческий учет
• Защита от замыканий на землю / Дифференциальная защита / Система защиты шин
• Двигатель — генераторные установки
Панель управления
• (панели VCB, AMF, APFC, MCC, PCC и реле) и приводы
• Стандартный КТ для лабораторных целей
• Тип проходного изолятора, масляный трансформатор трансформатора тока в силовом трансформаторе
• Измерение тока, запись, мониторинг и управление

Типы трансформаторов тока

Рис. Типы трансформаторов тока LT

Первичная обмотка — В этом типе первичная обмотка физически соединена последовательно с проводником, измеряющим ток.Первичная обмотка имеет один виток и расположена внутри трансформатора. Трансформатор тока с проволочной обмоткой можно использовать для измерения токов в диапазоне от 1 А до 100 А.

Шина — В этом типе шина главной цепи сама действует как первичная обмотка с одним витком. Таким образом, трансформатор линейного типа имеет только вторичные обмотки. Сам 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.

Кольцевой тип — В этом типе трансформатор тока устанавливается над шиной или изолированным кабелем, а вторичная обмотка имеет только низкий уровень изоляции. Для получения нестандартных соотношений или для других специальных целей через кольцо можно пропустить более одного витка первичного кабеля. Сердечник обычно изготовлен из слоистой кремнистой стали, а обмотки — из меди.

Суммирование — Суммирующие трансформаторы используются для сравнения релейных величин, полученных из тока в трех фазах первичной цепи.Это делается путем преобразования трехфазных количеств в однофазные. Линейные трансформаторы тока подключены к первичной обмотке вспомогательного трансформатора тока. Эти трансформаторы используются для обеспечения правильного функционирования релейных цепей.

Стандарты и соответствие

• IS 61227, 2016
• МЭК 61869, С-57
• IS 2705 (Часть 1): 1992 для общих требований
• IS 2705 (Часть 2): 1992 для измерительных трансформаторов тока
• IS 2705 (Часть 3): 1992 для защитных трансформаторов тока
• IS 2705 (Часть 4): 1992 для защитных трансформаторов тока специального назначения

Трансформаторы тока от КСИ

KS Instruments является ведущим игроком в разработке и производстве высокоточных трансформаторов тока LT для измерения и защиты. Продукты KSI CT выпускаются в корпусах с ленточной намоткой, литьем из пластмассы и корпусом из АБС-пластика. KSI предлагает широкий ассортимент каталожной продукции для любых нужд. Эти продукты были проверены нашими клиентами на высокую эффективность, надежность и длительный срок службы.

Измерительный трансформатор тока может снизить высокий ток в панелях управления и панельных платах с заранее заданным соотношением, например 100: 1. Предлагаемые кольцевым типом, также называемым оконным типом, позволяют пропускать шины или кабели через ТТ и выступать в качестве первичной обмотки ТТ.Безопасный трансформатор тока с низкой нагрузкой ВА и защелкивающийся трансформатор делает его очень удобным в использовании при модернизации без отсоединения кабеля. Это позволяет сэкономить время простоя и потерю доходов, которые могут возникнуть из-за остановки завода во время установки трансформатора тока .

Защитные трансформаторы тока используются для активации защитного реле в случае тока короткого замыкания и изоляции части или всей системы от основного источника питания.

KS Instruments имеет группу экспертов по проектированию, которая может спроектировать и изготовить индивидуальные компоненты для конкретных приложений трансформаторов тока .

Характеристики

• Разработан в соответствии с IS-16227, C-57 или требованиями заказчика
• Вторичный ток 5А или 1А
• Первичный ток до 5000 А
• Вторичная нагрузка от 1 ВА до 30 ВА
• Могут быть предложены двойные передаточные числа
• Высокая точность по запросу
• Монтажная схема предлагается по запросу
• Конструктивный стиль — Лента из стекловолокна, покрытая лаком, Лента с изоляцией из ПВХ, Литая смола, АБС-пластик или стекловолокно, формованный

Сертификаты и разрешения

Описание теста	Протестировано на	Стандартный
1.Обычный тест 2. Кратковременный токовый тест 3. испытание динамическим током 4. Тест на повышение температуры	Central Power Research Institute Bengaluru	ИС-16227 Часть-1,2 МЭК 61869 ИС-2705

Ассортимент продукции KSI

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА ПЕРВИЧНОГО ИЗМЕРЕНИЯ НА ПАНЕЛИ
Первичный ток	Вторичный ток	Класс точности	Выход (нагрузка)
от 1A до 200A	1A, 5A Или по требованию заказчика	CL-5, CL-3, CL-1, CL-0.5, CL-0,2, CL-0,1, CL-0,5S, CL-0,2S	от 1 ВА до 30 ВА

ПЕРВИЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА ЗАЩИТЫ РАН
Первичный ток	Вторичный ток	Класс точности	Фактор предела точности (ALF)	Выход (нагрузка)
от 1A до 200A	1A, 5A Или по требованию заказчика	Стандарт — 5P, 10P, 15P Special — PS и XPS	5, 10, 15, 20 и 30	от 1 ВА до 30 ВА

Рис. Трансформаторы тока с обмоткой

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА КОЛЬЦЕВОГО ТИПА
Первичный ток	Вторичный ток	Класс точности	Выход (нагрузка)	Мин. ID
от 50A до 5000A	1A, 5A Или по требованию заказчика	CL-5, CL-3, CL-1, CL-0.5, CL-0,2, CL-0,1, CL-0,5S, CL-0,2S	от 1 ВА до 30 ВА	30 мм

КОЛЬЦЕВОЙ ТИП ЗАЩИТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
Первичный ток	Вторичный ток	Класс точности	Фактор предела точности (ALF)	Выход (нагрузка)	Мин. ID
от 50A до 5000A	1A, 5A Или по требованию заказчика	Стандарт — 5П, 10П, 15П, Special — PS и XPS	5, 10, 15, 20 и 30	от 1 ВА до 30 ВА	30 мм

Рис. Трансформаторы тока кольцевого типа

СУММИРУЕМЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
Первичный ток	Вторичный ток	Класс точности	Выход (нагрузка)
1А, 5А Или по требованию заказчика	1A, 5A Или по требованию заказчика	Для серии измерений: CL-1, CL-0.5, КЛ-0,2 Для защитных серий: 5П, 10П, 15П	от 1 ВА до 30 ВА

Рис: ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И ЗАЩИТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА КОЛЬЦЕВОГО ТИПА Рис. Список специальных серий LTCT Рис. Каталог продуктов KSI Карта сайта

Несмотря на широкий ассортимент продуктов Каталога KSI , в некоторых случаях для вашего приложения может потребоваться индивидуальное решение. При поддержке сильной группы разработчиков и собственного испытательного центра KSI может с легкостью предложить индивидуальные решения для трансформаторов тока низкого напряжения для решения ваших задач проектирования.
Не стесняйтесь сообщить нам свои индивидуальные требования, чтобы мы могли предложить свое решение!

Автор: Анурадха C

Являясь неотъемлемой частью команды по созданию контента в KS Instruments, Анурадха является корпоративным тренером в области ИТ / телекоммуникаций с более чем 18-летним опытом. Она работала на высших технических и управленческих должностях в Huawei и TCS более 10 лет

Трансформатор тока (CT) — типы, установка, характеристики и применение

Трансформаторы тока (CT) — конструкция, типы, установка, характеристики и применение

Что такое трансформатор тока (CT)?

Трансформаторы тока ( CT ) используются в установках высокого напряжения ( HV ) и среднего напряжения ( MV ) ^[1] для отображения электрического тока к реле и блокам защиты и измерительному оборудованию, и они предназначены для обеспечения тока во вторичной обмотке, пропорционального току, протекающему в первичной обмотке.

CT подключаются последовательно, а устройства защиты и измерительное оборудование подключаются к вторичной обмотке CT в последовательном соединении , как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схема подключения трансформатора тока

Установка и процедура установки трансформатора тока

Высоковольтный трансформатор напряжения обычно устанавливается на открытом воздухе на подстанциях AIS ( подстанция с воздушной изоляцией ) — Рисунок 2 — или внутри помещения на подстанциях GIS ( с газовой изоляцией Подстанция ) — Рисунок 3. MV CT обычно устанавливаются в помещении, в распределительных устройствах MV — Рисунок 4.

Рисунок 2 — Трансформатор тока на подстанции AIS

Рисунок 3 — Трансформатор тока на подстанции GIS

Рисунок 4 — Трансформатор тока в распределительном устройстве среднего напряжения

Вторичная цепь CT должна быть заземлена, а заземлена только в одной точке . Если вторичную обмотку CT оставить ненагруженной , существует риск взрыва .

Необходимо соблюдать особые меры предосторожности при подключении CT основной (точки подключения обычно обозначаются P1 и P2 ) и вторичной y (точки подключения обычно обозначаются S1 и S2 ) для обеспечения правильного протекания электрического тока и правильного функционирования устройств, как показано на рисунке 5.

Рисунок 5 — Подключение трансформатора тока

При этом подключении направления первичного и вторичного токов следующие:

• P1 è P2
• S1 è S2 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 905 )

При тестировании CT с использованием 90 542 Тестовое оборудование Omicron можно проверить, правильно ли подключен CT :

• Если подключение правильное, тестовое оборудование покажет угол 0 ° .
• Если подключение неправильное, тестовое оборудование покажет угол 180 ° .

Вы также можете прочитать: Фазирование трансформатора: точечная нотация и условное обозначение

Конструкция и типы трансформаторов тока

Производятся два типа CT :

• «Онлайн» ( прямой — через ) CT (Рисунок 6) — бар первичной обмотки типа и первичной обмотки типа .
• «Кольцевой тип» ( пончик ) CT (Рисунок 7)

«Кольцевой тип» CT состоит из стального тороида, который образует сердечник трансформатора, и намотан вторичными витками. Кольцо надевается на первичный проводник, который составляет один первичный виток.

Рисунок 6 — Сетевой CT

Рисунок 7 — Кольцевой CT

Кольцевой CT обычно используется в кабелях, сборных шинах и вводах трансформаторов.

Обычно HV CT используют нефть или газ ( SF6 ) в качестве изоляционной среды, а MV CT используют синтетические смолы .

CT может иметь одно или несколько ядер; Типичные области применения этих ядер:

• Ядро 1 — измерение; учет энергии; запись.
• Сердечники 2 и 3 — защита.

Использование более одной жилы для защиты оправдано, когда в установке есть два набора защиты — основной и резервный .

Характеристики и спецификации трансформаторов тока

Основные электрические характеристики CT :

• Номинальное напряжение ( максимальное напряжение CT выдерживает )
• Номинальный первичный ток
Ratio
• Класс точности
• Нагрузочная способность
• Коэффициент мощности ( RF )
• Кривая намагничивания

Согласно IEC ^[2] Стандарт 61869-2, раздел 5.201 , номинальные первичные токи CT составляют: 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 А и их десятичные кратные или дробные части .

Отношение CT — это соотношение между значениями первичного и вторичного токов ; обычные вторичные значения: 1 A и 5 A .

Некоторые CT имеют специальные первичные обмотки , которые позволяют увеличить двойное отношение , когда предусматривается увеличение установки на (пример: 200-400 / 1 A ) — см. Рисунок 8.

Рисунок 8 — Схема подключения первичных обмоток трансформатора тока с двойным передаточным числом

Класс точности CT соответствует допустимой погрешности % и связан с нагрузочной мощностью , полной мощностью , выраженное в VA , которое принимается от вторичной жилы ( вторичная нагрузка ), и для которого гарантируется точность.

В соответствии с упомянутым выше стандартом IEC , CT наиболее распространенные значения точности и нагрузки следующие:

• Измерение энергии : 2 или 0.5 / 2,5
• Измерение : 5/10 ВА
• Защита : PX, 5P10, 10P10, 5 P20 или 10P20 / 15 ВА или 30 ВА ; первые цифры ( « 5 » и « 10 ») связаны с максимальной допустимой погрешностью , а вторые цифры (« 10 » и « 20 » ”) связаны с коэффициентом предела точности ( ALF ), который представляет способность сердечников воспроизводить токи короткого замыкания без насыщения ^[3] .« P » означает защиту .

Класс PX является наиболее точным и обычно используется для основных защит . Этот класс точности был сохранен в стандарте IEC в 1966 году в поправке № . 1 — прежний Стандарт 60044, включающий класс точности « X », определенный на отозванном BS 3938: 1973 .

Этот трансформатор имеет низкое реактивное сопротивление утечки, для которого знание характеристик вторичного возбуждения трансформатора, сопротивления вторичной обмотки, нагрузочного сопротивления вторичной обмотки и коэффициента поворотов достаточно для оценки его характеристик по отношению к системе защитных реле, с которой он будет использоваться. .

Спецификация погрешности PX CT составляет:

• Номинальный первичный ток
Коэффициент
• (максимальная погрешность: 25% )
• Напряжение в точке изгиба
• Ток намагничивания (возбуждения) (при заданном напряжении)
• Вторичное сопротивление (при 75 ° C )

Общая точность и допустимая нагрузка, а также пределы погрешности в соответствии со стандартом IEC 61869 указаны в таблице 1.

Таблица 1 — Общая точность и допустимая нагрузка ТТ и пределы погрешности

RF , который является характеристикой измерительных и измерительных ядер , представляет собой величину , на которую ток первичной нагрузки может быть увеличен сверх номинала, указанного на паспортной табличке, без превышения допустимого повышения температуры , т.е. так сказать, перегрузочная способность трансформатора .Общее значение для RF — 1,5 .

И наоборот, минимальный первичный ток , который ТТ может точно измерить, — это « легкая нагрузка » или 10% от номинального тока

Коэффициент мощности CT в значительной степени зависит от температуры окружающей среды . Большинство CT имеют рейтинговые коэффициенты для 35 ° C и 55 ° C . Общее значение для RF — 1,5 .

Также важно учитывать в CT кривую намагничивания , которая аналогична кривой, показанной на рисунке 9.

Рисунок 9 — Кривая намагничивания CT

Для того, чтобы этот CT работал удовлетворительно при максимальных токах короткого замыкания , он должен работать на линейной части кривой намагничивания , т. Е. На ниже точки, в которой происходит насыщение. встречается , которая известна как точка изгиба .

Точка перегиба определяется как точка, в которой повышение напряжения на 10% приводит к увеличению тока намагничивания на 50% .

Напряжение точки перегиба менее применимо для измерения трансформаторов тока , поскольку их точность, как правило, намного выше, но ограничена очень небольшой полосой пропускания номинального тока трансформатора тока, обычно от 1,2 до 1,5 номинального тока . Однако концепция напряжения точки перегиба очень уместна для защитных трансформаторов тока , поскольку они обязательно подвергаются воздействию токов , в 20 или 30 раз превышающих номинальный ток во время отказов , и наиболее критичны для дифференциальной защиты, которая будет обсудим позже.

Точка на кривой намагничивания , в которой работает CT , зависит от сопротивления вторичной цепи CT .

Полезно знать:

^[1] Быть U _n номинальное напряжение сети: HV — U _n ≥ 60 кВ ; MV — 1 кВ n ≤ 49,5 кВ .

^[2] IEC : Международная электротехническая комиссия.

^[3] Магнитный материал называется насыщенным , когда увеличение на приложенного внешнего магнитного поля не увеличивает намагниченность материала .

Об авторе: Мануэль Болотинья

— Диплом в области электротехники — Энергетика и энергетические системы (1974 — Высший технический институт / Лиссабонский университет)
— Магистр электротехники и вычислительной техники (2017 — Факультет технологий и технологий / Нова Лиссабонский университет)
— старший консультант по подстанциям и энергосистемам; Профессиональный инструктор

Вы также можете прочитать:

Типы трансформаторов тока и их применение: Talema Group

В нашей предыдущей статье мы рассмотрели основные принципы конструкции и работы трансформаторов тока (ТТ).Теперь мы обсудим несколько распространенных типов ТТ и их применения.

Стандартный измерительный CT

Стандартные измерительные трансформаторы тока используются вместе с амперметрами для измерения больших токов, которые понижены до стандартного выходного коэффициента 5 А или 1 А. Номинальная мощность трансформатора тока в ВА соответствует номинальной мощности измерительного прибора или амперметра в ВА.

A 200/5 A Трансформатор тока серии FSD используется вместе с подвижным железным амперметром со шкалой от нуля до 200 A.Амперметр откалиброван так, что полное отклонение (FSD) происходит, когда на выходе трансформатора тока 5 А.

Нагрузка R амперметра должна быть по возможности низкой, чтобы обеспечить возможность замыкания, близкого к короткому, чтобы гарантировать отсутствие препятствий для вторичного тока. Нагрузка R, используемая вместе с вольтметром, также должна быть как можно более низкой, чтобы поддерживать низкое вторичное напряжение ТТ для повышения точности.

ТТ с нагрузкой на амперметр ТТ, подключенный к нагрузке R, измеряется вольтметром.

Типичные номинальные значения стандартных измерительных трансформаторов тока в ВА — 2.5, 5 и 10 ВА. Для измерительных трансформаторов тока важно обеспечить насыщение на уровне, обеспечивающем безопасность измерительного прибора при токе выше номинального или в условиях неисправности.

Если амперметр отключен от цепи, вторичная обмотка фактически разомкнута, и трансформатор действует как повышающий трансформатор. Частично это связано с очень большим увеличением намагничивающего потока в сердечнике ТТ, поскольку во вторичной обмотке отсутствует противодействующий ток, предотвращающий это.

Это может привести к тому, что во вторичной обмотке будет индуцировано очень высокое напряжение, равное отношению V _p × (N _s / N _p ), возникающему во вторичной обмотке.

По этой причине трансформатор тока нельзя оставлять разомкнутым. Если необходимо снять амперметр (или нагрузку), сначала следует замкнуть клеммы вторичной обмотки, чтобы исключить риск поражения электрическим током.

Передаточное число

Коэффициент трансформации трансформатора тока можно изменить, используя несколько витков.В приведенном ниже примере показано, как ТТ 300/5 А можно использовать в качестве ТТ 100/5 А, используя три первичных контура для уменьшения отношения витков с 60: 1 до 20: 1. Это позволяет использовать трансформатор тока с более высоким номиналом для измерения более низких токов.

Пределы погрешности отношения для измерительных трансформаторов тока классов 3 и 5 показаны ниже.

Ошибка соотношения составляет 3% и 5% соответственно, без требования ± фазовый сдвиг.

Применения для измерительных трансформаторов тока классов 3 и 5 включают:

• Защита от перегрузки
• Мониторинг тока Трехфазные генераторы
• Устройства управления
• Панели управления
• Управление и контроль распределительного устройства
• Распределение

Хотя желательно иметь нулевой сдвиг фаз между первичным и вторичным током, для измерения 5 А ТТ это не так важно, поскольку амперметры показывают только величину тока.

Дозатор CT

Измерительный трансформатор тока предназначен для непрерывного измерения тока и точной работы в пределах номинального диапазона тока. Пределы погрешности по току и сдвига фаз определяются классом точности. Классы точности: 0,1, 0,2, 0,5 и 1.

В ваттметрах, счетчиках энергии и измерителях коэффициента мощности сдвиг фазы вызывает ошибки. Однако внедрение электронных счетчиков мощности и энергии позволило откалибровать погрешность фазы тока.

Когда ток превышает номинальное значение, измерительный трансформатор тока насыщается, тем самым ограничивая уровень тока в приборе. Материалы сердечника для этого типа CT обычно имеют низкий уровень насыщения, например нанокристаллический.

Nuvotem серии AP и AQ — это прецизионные трансформаторы тока с типичной точностью 0,1–0,2%, что делает их пригодными для приложений, требующих высокой точности и минимального сдвига фаз.

Защита CT

Трансформатор тока защиты разработан для работы в диапазоне сверхтоков.Это позволяет защитным реле точно измерять токи короткого замыкания даже в условиях очень высокого тока. Вторичный ток используется для срабатывания защитного реле, которое может изолировать часть силовой цепи, в которой возникла неисправность.

Материал сердечника для этого типа ТТ имеет высокий уровень насыщения и обычно изготавливается из кремнистой стали.

Напряжение в точке колена

За пределами точки K нам нужно увеличить ток в большей степени, чтобы иметь некоторое увеличение напряжения.Это потому, что кривая за точкой K становится нелинейной. Напряжение в точке K (V _k ) называется напряжением точки перегиба .

Напряжение точки перегиба трансформатора тока определяется как напряжение, при котором увеличение напряжения вторичной обмотки ТТ на 10% приводит к увеличению вторичного тока на 50%. Это также означает, что увеличение тока на 50% приведет к увеличению напряжения всего на 10%.

Напряжение в точке перегиба важно для трансформаторов тока класса защиты, т.е.е. где ТТ используется в целях защиты.

Нагрузка на защитные ТТ довольно высока по сравнению с ТТ измерительного класса, что означает, что падение напряжения на нагрузке будет большим. Следовательно, напряжение точки перегиба ТТ с классом защиты должно быть больше, чем падение напряжения на нагрузке, чтобы сердечник ТТ оставался в его линейной зоне.

Защитные трансформаторы тока обычно определяются в терминах совокупной погрешности при предельном коэффициенте точности, то есть насколько точным будет оставаться трансформатор тока, когда протекающий первичный ток во много раз превышает нормальный при возникновении неисправности.

Стандартные классы защиты трансформаторов тока — 5P 10 и 10P 10, где P — обозначение защиты. Число перед P указывает на общий процент ошибок. Число после буквы указывает коэффициент первичного тока, до которого будет достигнута совокупная погрешность, т. Е. В 10 раз больше номинального первичного тока в 5P 10 и 10P 10.

Защитные устройства обычно определяют классификацию ТТ защиты, предназначенного для работы с данным защитным устройством.

Talema производит широкий спектр стандартных и специально разработанных тороидальных трансформаторов тока 50/60 Гц. Каждая серия разработана с особыми характеристиками в компактных корпусах для большинства приложений. Доступны варианты монтажа на печатной плате и с подвесным выводом, а также возможность установки IDC или двусторонних разъемов.

• Хью Бойл — старший инженер-конструктор Nuvotem Talema, работает в компании с 1986 года.До прихода в Nuvotem Хью работал инженером в компаниях British Telecom и Telecom Eireann, а также изучал телекоммуникационную инженерию City and Guilds в инженерном колледже Стоу в Глазго, Шотландия.

  Просмотреть все сообщения

Трансформаторы тока (ТТ) — рабочие, виды и подключение

Что такое трансформатор тока?

Трансформатор тока — это тип прибора, который используется для измерения или измерения больших переменных токов путем масштабирования их до меньшего, более безопасного и измеримого значения.Он преобразует первичный ток в пропорциональное вторичное значение по величине и фазе. Трансформаторы тока доступны в различных размерах и формах и используются в качестве интерфейса между высокими токами и измерительными / чувствительными устройствами. Они также известны как CTs .

Зачем нужны трансформаторы тока (ТТ)?

Трудно сделать измерительные устройства, такие как амперметр или ваттметр (кВтч), и реле защиты, которые могут выдерживать сотни или тысячи ампер.Кроме того, более высокие уровни напряжения делают эти устройства опасными для подключения. Эти препятствия можно преодолеть с помощью ТТ. Коэффициент трансформации трансформатора тока подбирается таким образом, чтобы ток полной нагрузки в его первичной обмотке давал вторичный ток 5 А или 1 А.

Символ трансформатора тока

Трансформатор тока соединен последовательно с токоведущим проводом, а амперметр — к его вторичной обмотке. Амперметр устроен так, чтобы давать полное отклонение либо на 5 А, либо на 1 А в зависимости от коэффициента трансформации трансформатора тока.Шкала амперметра настраивается в соответствии с числом оборотов.

Принцип работы

Переменный ток проходит через первичную обмотку трансформатора, а измерительное / измерительное / защитное устройство подключается к его вторичной обмотке. Первичная обмотка трансформатора тока обычно имеет только один виток, который представляет собой не что иное, как проводник с током, пропущенный через его окно. У него никогда не бывает больше, чем очень небольшое количество витков в первичной обмотке. Вторичная обмотка трансформатора имеет много витков в зависимости от величины понижаемого тока.Вторичная катушка намотана на ламинированный ферромагнитный сердечник, и измерительные устройства могут быть подсоединены к ее концам.

Переменный ток создает переменное магнитное поле в ферромагнитном сердечнике. Поскольку вторичная обмотка намотана на сердечник, в ней индуцируется переменный ток. Индуцированный переменный ток во вторичной обмотке будет пропорционален первичному току, и его величина зависит от соотношения витков.

Первичный ток и ток отклонения полной шкалы измерительных устройств определяют коэффициент трансформации трансформатора тока.В большинстве случаев вторичный ток трансформатора тока должен составлять 5А. Таким образом, в случае полых трансформаторов, предназначенных для измерения первичного тока 1000 А, соотношение витков будет 1000/5, что означает, что вторичная обмотка имеет 200 витков.

Внимание: Никогда не оставляйте вторичную обмотку трансформатора тока разомкнутой!

Если в первичной обмотке трансформатора тока протекает ток, а его вторичная обмотка остается закрытой, ток, протекающий через вторичную обмотку, создает противо-ЭДС и противодействует силе намагничивания первичной обмотки.Но если вторичная обмотка разомкнута, ток, а также обратная ЭДС прерываются. Из-за чего на вторичной обмотке трансформатора появляется чрезвычайно высокое напряжение, опасное для персонала и самого трансформатора тока. Кроме того, потери в сердечнике из-за высокой плотности потока могут вызвать нагрев сердечника и обмоток и их повреждение. По этой причине вторичная обмотка трансформатора тока всегда должна быть закорочена перед снятием устройства, подключенного к его вторичной обмотке.

Типы трансформаторов тока по конструкции

В зависимости от типа конструкции трансформаторы тока подразделяются на три следующих типа:

• Оконный ТТ или тороидальный ТТ
• Бар ТТ
• Обмоточный ТТ

Оконные или тороидальные трансформаторы тока

Этот тип состоит из полого сердечника, через который пропущен токопроводящий проводник или кабель.Сам проводник действует как однооборотная первичная обмотка. Сердечник может быть сплошным или разъемным. Из-за отсутствия первичных обмоток и их простоты они более предпочтительны в цепях низкого напряжения и распределительных щитах.

Трансформаторы тока стержневые

Они содержат медную или алюминиевую шину, окруженную вторичной обмоткой, намотанной на ферромагнитный сердечник. Сборная шина действует как однооборотная первичная обмотка. Они напрямую подключаются к токоведущему проводу.Они также известны как трансформаторы тока с первичной перемычкой.

Трансформаторы тока с обмоткой

Они имеют конструкцию, очень похожую на конструкцию обычного трансформатора. У них раздельные первичная и вторичная обмотки. Первичная обмотка должна быть физически подключена последовательно к проводнику с током.

Трансформаторы тока высокого напряжения

трансформаторов тока, используемых на подстанциях, обычно устанавливаются на открытом воздухе. Они могут содержать несколько сердечников и вторичных обмоток, а также дополнительную изоляцию.Они подразделяются на четыре основных типа: бак-шпилька, каскад / рым-болт, верхний сердечник и комбинированный ток-напряжение.

Класс точности и номинальная нагрузка

Примеры класса точности и номинальной нагрузки

Класс точности описывает, насколько точным будет преобразование тока трансформатора тока, если нагрузка находится в допустимых пределах. Классы точности определены IEC и IEEE и различаются для измерения ТТ и реле ТТ.

Классы точности для измерения ТТ: Измерительные устройства, такие как амперметры, ваттметры, счетчики энергии, кВАр и кВАр-счетчики, требуют высокой точности и имеют низкую нагрузку.Класс точности, определенный IEC, составляет 0,2 или 0,2S, 0,5 или 0,5S, а определенный IEEE — 0,15 или 0,15S, 0,3 или 0,6.

Класс точности для реле ТТ: Релейный ТТ требует более низкой точности. Они должны быть способны преобразовывать высокие токи короткого замыкания, чтобы реле защиты могли измерять и отключать замыкание. Класс точности, определенный IEC, составляет 5P, 10P, PR, PX или TP, а класс точности, определенный IEEE, — C 100-800.

Номинальная нагрузка — это величина нагрузки, которая может быть приложена к вторичной обмотке ТТ, не вызывая ошибки, превышающей ту, которая определяется его классом точности.Для ТТ измерительного класса нагрузка выражается в омах, а для ТТ класса защиты выражается в вольт-амперах (ВА). В ТТ класса защиты нагрузки отображаются как максимально допустимые вторичные напряжения, когда 20-кратный номинальный ток ТТ проходит через вторичную обмотку в ненормальных условиях.

Номинальные параметры трансформатора тока

• Номинальный первичный или вторичный ток: Это номинальный ток, на который рассчитаны первичная и вторичная обмотка ТТ.
• Номинальный коэффициент трансформации: Таким образом, соотношение первичного и вторичного номинального тока. Это не обязательно должно быть равным соотношению витков первичной и вторичной обмоток.
• Номинальный предельный коэффициент точности (RALF): Первичный ток, до которого требуется ТТ для поддержания заданной точности с подключенной номинальной вторичной нагрузкой, выраженный как кратное номинальному первичному току.
• Номинальная нагрузка : Как уже упоминалось выше, нагрузка — это величина нагрузки, которая может быть приложена к вторичной обмотке, не вызывая ошибки, превышающей ту, которая определяется его классом точности.Типичные нагрузки ТТ согласно IEC составляют 1,5 ВА, 3 ВА, 5 ВА, 10 ВА, 15 ВА, 20 ВА, 30 ВА, 45 ВА и 60 ВА.
• Класс точности: Класс точности описывает, насколько точным будет преобразование тока трансформатора тока, когда нагрузка находится в допустимых пределах.
• Сдвиг фаз: Это разница в разности фаз между первичным и вторичным токами.
• Точка перегиба: Точка перегиба ТТ — это точка на кривой намагничивания, в которой увеличение плотности магнитного потока на 10% вызывает увеличение тока намагничивания на 50%.

Ошибка трансформатора тока

Ошибка соотношения тока, выраженная в процентах, определяется по формуле:

Кредит: https://talema.com/introduction-current-transformers/

Где:

K _n = Номинальная степень трансформации
I _p = Фактический первичный ток
I _с = Фактический вторичный ток при протекании Ip в условиях измерения

Снижение погрешности трансформатора тока

Ошибка трансформатора тока может быть уменьшена на:

1. Из холоднокатаной кремнистой стали с ориентированным зерном.
2. Поддержание номинальной нагрузки измерительных устройств близкой к номинальной нагрузке ТТ.
3. Для измерения трансформаторов тока Mumetal может использоваться для достижения тока намагничивания и низкого напряжения в точке перегиба.

Применение трансформаторов тока

• Трансформаторы тока используются с амперметрами, счетчиками киловатт-часов, измерителями коэффициента мощности и счетчиками энергии для измерения тока.
• Используется для срабатывания реле защиты.
• Используется для активации катушки отключения автоматического выключателя.
• Токоизмерительные клещи — это специально разработанные устройства для измерения тока, которые позволяют измерять ток в проводнике, зажимая его вокруг проводника с током.

Обзор:

Трансформаторы тока используются для понижения первичного тока до легко измеряемого вторичного тока. Они изолируют измерительные и чувствительные устройства от главной цепи. ТТ состоит из одного или нескольких витков первичной обмотки и может иметь несколько сотен витков вторичной обмотки.

Первичная обмотка трансформатора тока соединена последовательно с токоведущим проводником, а измерительные устройства — с его вторичной обмоткой. Вторичная обмотка ТТ не может оставаться разомкнутой, потому что это может вызвать аномально высокое напряжение на вторичной обмотке и повредить сердечник и обмотки.

фактов о трансформаторах тока

Трансформатор тока имеет только один или несколько витков в качестве первичной обмотки.Эта первичная обмотка может состоять просто из шины или проводника, проходящего через центральное отверстие, или из катушки из сверхпрочного провода, намотанной вокруг сердечника. Компания Midwest Current Transformer предлагает нашим клиентам широкий спектр высоковольтных трансформаторов.

Устройство трансформатора тока

Из-за устройства, связанного с этим трансформатором тока, его часто называют последовательным трансформатором. Первичная обмотка, которая имеет максимум несколько витков, включена последовательно с током, по которому проходит проводник, обеспечивающий нагрузку.

Однако вторичная обмотка может состоять из большого количества витков, намотанных вокруг многослойного сердечника, состоящего из магнитного материала с низкими потерями. При большой площади поперечного сечения сердечника развиваемая плотность магнитного потока находится на низкой стороне, используя меньшую площадь поперечного сечения провода, в зависимости от количества тока, который должен быть понижен, поскольку он пытается вывести постоянный ток, отдельный от подключенной нагрузки.

Вторичная обмотка подает ток либо на резистивную нагрузку, либо на короткое замыкание в виде амперметра до тех пор, пока напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, не станет достаточным, чтобы вызвать отказ из-за чрезмерного пробоя напряжения или насыщения сердечника.

Три стандартных типа трансформаторов тока: тороидальные, намотанные и стержневые.

Тороидальный трансформатор тока

Эти трансформаторы не имеют первичной обмотки. Линия, передающая ток, протекающий в сети, проходит через отверстие или окно в трансформаторе тока. Некоторые из этих трансформаторов тока имеют разъемный сердечник, который позволяет открывать, устанавливать и закрывать их без отключения цепи, к которой подключены эти трансформаторы тока.

Трансформатор тока с обмоткой

Первичная обмотка этого трансформатора физически соединена последовательно с проводником, по которому проходит измеренный ток, протекающий по цепи. Величина вторичного тока соответствует соотношению витков трансформатора тока.

Трансформатор тока стержневого типа

В этом трансформаторе тока в качестве первичной обмотки используется настоящая шина или кабель главной цепи, что эквивалентно одному витку.Эти трансформаторы полностью изолированы от высокого рабочего напряжения системы и часто привинчиваются к устройству, передающему ток.

Чтобы узнать о специальных трансформаторах тока, которые мы предлагаем в Midwest Current Transformer, позвоните нам сегодня по телефону 800.893.4047 или по электронной почте. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Строительство, работа, типы и их применение

Трансформатор — это электрическое устройство, используемое для передачи электроэнергии из одной цепи в другую без изменения ее частоты, что достигается за счет электромагнитной индукции.В основном трансформаторы бывают двух типов: с оболочкой и с сердечником. Основная функция — повышать и понижать напряжение. Для целей измерения используются измерительные трансформаторы, поскольку эти трансформаторы измеряют ток, напряжение, энергию и мощность. Они используются в различных приборах вместе, таких как вольтметр, амперметр, ваттметр и измеритель энергии. Эти трансформаторы подразделяются на два типа, а именно трансформатор тока и трансформатор напряжения.

Что такое трансформатор тока?

Определение: Измерительный трансформатор, который используется для генерации переменного тока во вторичной обмотке трансформатора, известен как трансформатор тока.Он также известен как последовательный трансформатор, поскольку он включен последовательно со схемой для измерения различных параметров электроэнергии. Здесь ток во вторичной обмотке пропорционален току в первичной обмотке. Они используются для уменьшения токов высокого напряжения до токов низкого напряжения.

Устройство трансформатора тока

Принцип работы

Принцип работы трансформатора тока несколько отличается, если сравнивать его с обычным трансформатором напряжения.Как и трансформатор напряжения, он имеет две обмотки. Когда переменный ток подается через первичную обмотку, может генерироваться переменный магнитный поток, тогда переменный ток будет индуцироваться во вторичной обмотке. В этом типе сопротивление нагрузки очень мало. Таким образом, этот трансформатор работает в условиях короткого замыкания. Таким образом, ток во вторичной обмотке зависит от тока в первичной обмотке, но не зависит от сопротивления нагрузки.

Конструкция трансформатора тока

Конструкция этого трансформатора включает в себя различные функции, основанные на конструкции, такие как первичные ампер-витки, сердечник, обмотки и изоляция.

Конструкция трансформатора тока

Первичный ток

Номер. Количество ампер-витков в первичной обмотке трансформатора колеблется от 5000 до 10000, поэтому они определяются через первичный ток.

Ядро

Для достижения низких скручиваний в амперах намагничивания материал сердечника должен иметь низкие потери в стали и низкое сопротивление. Материалы сердечника, такие как никель и сплав железа, обладают разными свойствами, такими как низкие потери и высокая проницаемость.

Обмотки

Реактивное сопротивление утечки в трансформаторе можно уменьшить, разместив обмотки близко друг к другу.Провода, используемые в первичной обмотке, представляют собой медные ленты, а для вторичной обмотки используются провода SWG. Эти обмотки можно спроектировать для обеспечения надлежащей прочности и фиксированных связей без каких-либо повреждений.

Изоляция

Обмотки трансформатора изолированы лаком и лентой. Приложения с высоким напряжением нуждаются в изоляционных устройствах, которые поглощаются маслом, используемым для обмоток.

Сердечник трансформатора можно спроектировать из слоистой кремнистой стали.Первичная обмотка трансформатора несет ток и подключена к главной цепи. Ток во вторичной обмотке пропорционален току в первичной обмотке, и он подключен к счетчикам или приборам.

Первичная и вторичная обмотки изолированы от сердечников. Первичная обмотка включает один виток, по которому проходит полный ток нагрузки, тогда как вторичная обмотка включает несколько витков.
Соотношение тока в первичной и вторичной обмотках называется коэффициентом трансформации тока.Обычно коэффициент тока трансформатора высокий. Номинальный ток во вторичной обмотке составляет 0,1 А, 1 А и 5 А, тогда как номинальный ток в первичной обмотке находится в диапазоне от 10 А до 3000 А.

Типы трансформаторов тока

Они подразделяются на четыре типа, включая следующие.

Трансформатор тока для внутренней установки

Трансформаторы внутреннего типа применимы в цепях низкого напряжения. Они подразделяются на разные типы, такие как рана, окно и стержень. Подобно базовому типу, обмоточный тип включает две обмотки, такие как первичная и вторичная.Они используются в приложениях суммирования из-за высокой точности и высоких значений скручивания первичных ампер.

Штыревой трансформатор включает первичную шину с вторичными сердечниками. В этом типе стержень является важной частью. Точность этого трансформатора может быть снижена из-за намагничивания сердечника. Оконный тип может быть установлен в области первичного проводника, так как эти трансформаторы могут быть спроектированы без первичной обмотки.

Эти типы трансформаторов доступны в исполнениях со сплошным и разъемным сердечником.Перед подключением такого трансформатора необходимо отсоединить первичный проводник, тогда как в случае разъемного сердечника его можно установить непосредственно в области проводника, не разъединяя его.

Трансформаторы тока для наружной установки

Трансформаторы наружного типа используются в цепях высокого напряжения, таких как подстанции и распределительные устройства. Они доступны в двух типах, а именно с масляной изоляцией и элегазовой изоляцией. Трансформаторы с элегазовой изоляцией имеют меньший вес по сравнению с маслонаполненными трансформаторами.

Верхний резервуар может быть подключен к первичному проводнику, который известен как трансформатор тока конструкции резервуара под напряжением. В этой конструкции используются небольшие вводы, потому что и резервуар, и первичный провод имеют одинаковый потенциал. Для трансформаторов с несколькими передаточными числами используется первичная обмотка с разъемным типом.

Таким образом, отводы расположены на резервуаре, предназначенном для первичной обмотки, поэтому с помощью этих трансформаторов можно получить переменный коэффициент тока. После того, как ответвления поданы на вторичную обмотку, можно изменить рабочие ампер-витки, пока они поступают на первичную обмотку, поэтому неиспользуемое медное пространство можно оставить, за исключением самого низкого диапазона.

Втулка трансформатора тока

Этот тип трансформатора похож на трансформатор линейного типа, в котором сердечник и вторичная обмотка расположены в области первичного проводника. Вторичная обмотка трансформатора может быть превращена в круглый сердечник, иначе имеющий форму кольца. Он подключается к высоковольтному вводу в автоматических выключателях, силовых трансформаторах, распределительном устройстве или генераторах.

Когда проводник проходит через проходной изолятор, он действует как первичная обмотка, и расположение сердечника может быть выполнено с помощью изоляционного вкладыша.Эти типы трансформаторов используются в цепях высокого напряжения для реле, поскольку они не дороги.

Переносные трансформаторы тока

Эти типы трансформаторов относятся к типу с высокой прецессией, которые в основном используются для анализаторов мощности и высокоточных амперметров. Эти трансформаторы доступны в различных типах, таких как гибкий, переносной с зажимом и с разъемным сердечником. Диапазон измерения тока для портативных трансформаторов тока составляет от 1000 до 1500 A. Эти трансформаторы в основном используются для обеспечения изоляции измерительных приборов от цепей с высоким напряжением.

Ошибки трансформатора тока

Ошибки, возникшие в этом трансформаторе, включают следующее.

• Первичная обмотка этого трансформатора требует MMF (магнитодвижущей силы) для создания магнитного потока, который потребляет ток намагничивания.
• Ток холостого хода трансформатора включает в себя элемент потерь в сердечнике и имеет место гистерезисные и вихретоковые потери.
• Как только сердечник трансформатора насыщен, плотность потока намагничивающей силы может быть остановлена, и могут возникнуть другие потери.

Применения трансформаторов тока

Эти трансформаторы используются для измерения электроэнергии в электростанциях, промышленных предприятиях, сетевых станциях, диспетчерских в промышленных предприятиях для измерения и анализа протекания тока в цепи, а также в целях защиты.

Часто задаваемые вопросы

1). В чем разница между CT и PT?

CT изменяет высокое значение тока на низкое значение, тогда как PT изменяет высокое значение напряжения на низкое.

2). Является ли трансформатор тока повышающим трансформатором?

В принципе, ТТ — это повышающий трансформатор

3). Почему ТТ подключается последовательно?

ТТ подключается последовательно через линию для изменения линейного тока до типичных 1/5 ампер, подходящих для счетчика, иначе реле. Эти трансформаторы используются для расчета огромного тока, протекающего по проводнику.

4). Что такое коэффициент CT?

Это отношение первичного тока i / p к вторичному току o / p при полной нагрузке

5).Почему ТТ используется на подстанции?

Этот трансформатор используется для измерения и защиты на подстанции

.

Таким образом, это все об обзоре трансформатора тока, который включает его определение, принцип работы, конструкцию, различные типы, ошибки и области применения. Вот вам вопрос, что такое измерительный трансформатор?

Типы трансформаторов тока: знайте свои варианты

Типы трансформаторов тока: режим тока и низкое напряжение

В некоторых приложениях для измерения мощности ток, протекающий по проводнику, слишком велик для прямого подключения к счетчику.В этих приложениях трансформаторы тока (ТТ) размещаются вокруг проводника и подключаются к счетчику. ТТ считывает ток в проводнике и преобразует его в сигнал, пропорциональный показанию. Затем этот сигнал отправляется на счетчик. Таким образом, ТТ изолирует и защищает счетчик.
У установщика обычно есть два типа ТТ на выбор: (а) ТТ с режимом тока или (б) ТТ низкого напряжения (LVCT).

ТТ режима тока

ТТ, работающие в токовом режиме, могут быть рассчитаны на множество различных максимальных токов.Доступны трансформаторы тока, работающие в токовом режиме, со стандартными максимальными выходными сигналами 1 или 5 ампер. Следует соблюдать осторожность при использовании трансформаторов тока текущего режима. Пока ток течет по первичному проводнику, пропорциональный токовый сигнал продолжает проходить по вторичным проводам трансформатора тока. Не отсоединяйте провода вторичной обмотки от нагрузки, пока в первичном проводе течет ток, так как вторичная обмотка трансформатора будет пытаться продолжать пропускать ток через фактически бесконечное сопротивление до напряжения насыщения сердечника.Это создает высокое напряжение в разомкнутой вторичной обмотке в диапазоне нескольких киловольт, вызывая искрение, снижая безопасность оператора и оборудования или постоянно влияя на точность трансформатора.

Установщик должен решить эту проблему, включив перемычку между ТТ и измерителем. Когда вторичные провода ТТ должны быть отсоединены от счетчика, установщик должен сначала вставить закорачивающую перемычку в закорачивающую колодку, удерживая петлю во вторичных проводах ТТ замкнутой.Этот шаг позволяет при необходимости изменить подключения к счетчику. Закорачивающий блок снижает риск поражения электрическим током, но увеличивает затраты времени и средств на детали и работу.

Пример: ТТ рассчитан на максимальный ток 1000 А и размещен вокруг проводника.

При использовании ТТ в токовом режиме установщик также должен учитывать нагрузочную способность вторичных проводов. Поскольку токовый выходной сигнал проходит через вторичные провода к измерителю, нагрузочная способность — это то, что позволяет трансформатору тока проталкивать сигнал по всей длине контура.Допустимая нагрузка зависит от того, сколько раз вторичный провод наматывается на сердечник. При использовании трансформатора тока, рассчитанного на большой ток (например, 1000 А), большее количество обмоток увеличивает нагрузочную способность, позволяя сигналу проходить легче. Однако для трансформаторов тока с более низким номиналом (например, 50 А) количество обмоток намного меньше, что приводит к меньшей нагрузочной способности. Сигнал должен работать тяжелее, чтобы пройти через петлю, что снижает точность ТТ.

ТТ низкого напряжения (LVCT)

LVCT

являются альтернативой ТТ текущего режима.LVCT содержат внутренний нагрузочный резистор, создающий внутреннюю петлю, через которую протекает ток. Через этот резистор поступает сигнал низкого напряжения на счетчик. Такая конструкция предотвращает протекание тока по вторичным проводам к измерителю, снижая вероятность возникновения дуги. LVCT доступны со стандартным максимальным выходом 1 В или 0,333 В.

Пример: ТТ рассчитан на максимальный ток 1000 А и размещен вокруг проводника.

Закорачивающие блоки не нужны для защиты пользователя или счетчика.LVCT могут быть подключены к счетчику напрямую, что сокращает время и стоимость установки.

Кроме того, поскольку текущий контур протока намного короче (содержится в корпусе LVCT), нагрузочная способность больше не является проблемой. Внутренний резистор и количество вторичных обмоток можно выбрать для генерации сигнала высокой точности при всех номинальных токах.

3 Преимущества LVCT

• Низковольтный выход вместо токового выхода. Это означает меньший риск для установщика и оборудования.
• Отсутствие закорачивающих блоков, сокращение времени и затрат на установку.
• LVCT более точен при очень малых токах.

Присмотритесь к некоторым трансформаторам тока низкого напряжения

---

Хотите узнать больше о вариантах КТ? Свяжитесь со специалистом по мониторингу мощности сегодня: 800.354.8556 или [email protected] .

Какие вопросы возникают при выборе ТТ? Присылайте нам свои вопросы!

---

Информация, представленная в данном документе, предназначена для дополнения знаний, необходимых электрику, прошедшему обучение по установкам высокого напряжения.Нет намерения ни предвидеть все возможные переменные в отдельных ситуациях, ни проводить обучение, необходимое для выполнения этих задач.