Huidige transformatoren - principe van verrichting en toepassing

Tijdens de werking van energiesystemen is het vaak nodig om bepaalde elektrische grootheden in analoge analogen om te zetten met proportioneel veranderde waarden. Hiermee kunt u bepaalde processen in elektrische installaties simuleren, veilig metingen uitvoeren.

De werking van de stroomtransformator (CT) is gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie, werkend in elektrische en magnetische velden, veranderend in de vorm van harmonischen van variabele sinusoïdale grootheden.

Het converteert de primaire waarde van de stroomvector in het stroomcircuit naar een secundaire lagere waarde met betrekking tot de proportionaliteit van de module en nauwkeurige transmissie van de hoek.

Het principe van de werking van de huidige transformator

Demonstratie van de processen die plaatsvinden tijdens de conversie van elektrische energie binnen de transformator, legt het schema uit.

Een stroom I1 stroomt door de kracht primaire wikkeling met het aantal windingen? 1, het overwinnen van zijn totale weerstand Z1. Rond de spoel wordt een magnetische flux F1 gevormd, die wordt opgevangen door een magnetische geleider loodrecht op de richting van de vector I1. Deze oriëntatie zorgt voor minimaal verlies van elektrische energie wanneer het wordt omgezet in magnetisch.

Snijdend loodrecht opgestelde winding-windingen? 2, induceert stroom F1 een elektromotorische kracht E2, onder invloed waarvan in de secundaire wikkeling een stroom I2 ontstaat, die de impedantie van spoel Z2 en de aangesloten uitgangsbelasting Zn ondervangt. In dit geval wordt de spanningsval U2 gevormd aan de klemmen van het secundaire circuit.

De waarde van K1, bepaald door de verhouding van de vectoren I1 / I2, wordt de transformatiecoëfficiënt genoemd. De waarde ervan wordt ingesteld bij het ontwerpen van apparaten en gemeten in de afgewerkte structuren. Verschillen in de prestaties van echte modellen van de berekende waarden worden geschat door de metrologische eigenschap - de nauwkeurigheidsklasse van de stroomtransformator.

In de praktijk zijn de waarden van de stromen in de wikkelingen geen constante waarden. Daarom wordt de transformatieverhouding meestal aangeduid met nominale waarden. De uitdrukking 1000/5 betekent bijvoorbeeld dat bij een primaire werkstroom van 1 kiloampère in de secundaire omwentelingen er een belasting van 5 ampère zal zijn. Op basis van deze waarden wordt de langetermijnwerking van deze stroomtransformator berekend.

De magnetische flux F2 van de secundaire stroom I2 verlaagt de waarde van de flux F1 in het magnetische circuit. In dit geval wordt de stroom van de daarin gecreëerde transformator Ft bepaald door de geometrische optelling van de F1- en F2-vectoren.

Gevaarlijke factoren tijdens de werking van de stroomtransformator

Mogelijkheid van schade door hoogspanningspotentiaal tijdens isolatieuitval

Aangezien de magnetische TT-kern van metaal is, een goede geleiding heeft en de geïsoleerde wikkelingen (primaire en secundaire) magnetisch met elkaar verbindt, is er een verhoogd risico op letsel van het elektrische personeel of schade aan apparatuur wanneer de isolatielaag wordt verstoord.

Om dergelijke situaties te voorkomen, wordt aarding van een van de secundaire klemmen van de transformator gebruikt om het hoogspanningspotentiaal er doorheen af ​​te voeren bij ongevallen.

Deze terminal is altijd gemarkeerd op het apparaat en aangegeven op de bedradingsschema's.

De mogelijkheid om hoogspanningspotentieel te verslaan bij het doorbreken van het secundaire circuit

De bevindingen van de secundaire wikkeling zijn gelabeld als "I1" en "I2" zodat de richting van de vloeiende stromen polair is, samenvalt over alle wikkelingen. Wanneer de transformator in bedrijf is, moeten deze altijd op de belasting worden aangesloten.

Dit wordt verklaard door het feit dat de stroom die door de primaire wikkeling gaat een hoge potentiaal heeft (S = U? I), die wordt omgezet in een secundaire kring met lage verliezen en wanneer deze breekt, neemt de huidige component sterk af tot de waarden van lekkages door de omgeving, maar aanzienlijk verhoogt de spanningsval op het gebroken gebied.

De potentiaal op de open contacten van de secundaire wikkeling met de passage van stroom in het primaire circuit kan enkele kilovolts bereiken, wat erg gevaarlijk is.

Daarom moeten alle secundaire circuits van stroomtransformatoren altijd op betrouwbare wijze worden geassembleerd en worden shuntende kortsluitingen altijd geïnstalleerd op niet-werkende wikkelingen of kernen.

Ontwerpoplossingen gebruikt in stroomtransformatorcircuits

Elke stroomtransformator, als een elektrisch apparaat, is ontworpen om bepaalde problemen in de werking van elektrische installaties op te lossen. De industrie produceert een groot assortiment van hen. In sommige gevallen is het met de verbetering van ontwerpen eenvoudiger om kant-en-klare modellen met bewezen technologieën te gebruiken dan om nieuwe te ontwerpen en te produceren.

Het principe van het maken van een single-turn TT (in het primaire schema) is eenvoudig en wordt getoond in de afbeelding links.

Hier wordt de primaire wikkeling, bedekt met isolatie, gemaakt door een rechte lijnbus L1-L2, die door de magnetische kern van de transformator gaat, en de secundaire wikkeling wordt eromheen gewikkeld en verbonden met de belasting.

Het principe van het maken van een multi-turn TT met twee kernen wordt rechts getoond. Hier worden twee enkelzijdige transformatoren met hun secundaire circuits genomen en een bepaald aantal windingen van stroomwikkelingen door hun magnetische kernen gevoerd. Op deze manier wordt niet alleen het vermogen verbeterd, maar het aantal uitgangsketens wordt bovendien verhoogd.

Deze drie principes kunnen op verschillende manieren worden gewijzigd. Het gebruik van meerdere identieke wikkelingen rond een enkel magnetisch circuit is bijvoorbeeld wijdverspreid om afzonderlijke, onafhankelijk van elkaar secundaire circuits te creëren die in een autonome modus werken. Ze worden kernen genoemd. Op deze manier worden verschillende beveiligingsschakelaars of -lijnen (transformatoren) aangesloten op de stroomcircuits van één stroomtransformator.

In apparatuur voor vermogensapparatuur werken de gecombineerde stroomtransformatoren met een krachtige magnetische kern, gebruikt tijdens noodbediening op apparatuur en conventioneel, bedoeld voor metingen op nominale netwerkparameters. Windingen rond gewapend ijzer worden gebruikt om beschermende apparaten te bedienen en conventionele wikkelingen worden gebruikt om stroom of vermogen / weerstand te meten.

Ze worden zo genoemd:

beschermende wikkelingen, gelabelde index "P" (relais);

het meten, aangewezen cijfers van de metrologische klasse van nauwkeurigheid van TT, bijvoorbeeld "0.5".

Beschermende wikkelingen tijdens normaal bedrijf van de stroomtransformator verschaffen meting van de primaire stroomvector met een nauwkeurigheid van 10%. Volgens deze waarde worden ze "tien procent" genoemd.

Het principe van het bepalen van de nauwkeurigheid van de transformator stelt u in staat om het equivalente circuit te evalueren, weergegeven in de afbeelding. Daarin worden alle waarden van de primaire waarden conventioneel gegeven aan de actie in de secundaire beurten.

Het vervangingsschema beschrijft alle processen die in de wikkelingen werken, waarbij rekening wordt gehouden met de energie die wordt besteed aan de magnetisatie van de kern door de stroom I ?.

Het vectordiagram geconstrueerd op zijn basis (driehoek СБ0) geeft aan dat de stroom I2 verschilt van de waarden van I'1 met de waarde van I naar ons (magnetisatie). Modulo het is minder dan het segment AC (? 0AB en? ASB), en de hoek wordt afgewezen door ?.

Hoe hoger deze afwijkingen, hoe lager de nauwkeurigheid van de stroomtransformator. De volgende concepten zijn geïntroduceerd om rekening te houden met TT-meetfouten:

relatieve stroomfout uitgedrukt als een percentage volgens de formule? I = (I_2-I'_1) / I'_1? 100%;

hoekfout, berekend door de lengte van de boog AB in radialen door de uitdrukking? rad = I? n? cos (? +?).

De absolute waarde van de afwijking van de vectoren van de primaire en secundaire stroom wordt bepaald door het segment van de AU, waarvan de lengte?

Gemeenschappelijke industriële ontwerpen van stroomtransformatoren worden geproduceerd om te werken in nauwkeurigheidsklassen bepaald door de kenmerken van 0,2; 0,5; 1.0; 3 en 10%.

Praktische toepassing van stroomtransformatoren

Een divers aantal van hun modellen kan zowel worden gevonden in kleine elektronische apparaten die zich in een klein pakket bevinden, als in energieapparatuur, die aanzienlijke afmetingen van meerdere meters in beslag nemen. Ze zijn gescheiden door operationele kenmerken.

Classificatie van stroomtransformatoren

Op afspraak zijn ze onderverdeeld in:

  • meten, uitvoeren van de overdracht van stromen naar de meettoestellen;
  • beschermend, verbonden met huidige beveiligingsschakelingen;
  • laboratorium met een hoge nauwkeurigheidsklasse;
  • intermediair gebruikt om opnieuw te converteren.

Bij het gebruik van faciliteiten met behulp van TT:

buiten installatie in de open lucht;

voor gesloten installaties;

ingebouwd in de apparatuur;

overhead - gedragen op de bus;

draagbaar, waardoor metingen op verschillende plaatsen kunnen worden uitgevoerd.

De grootte van de bedrijfsspanning van de apparatuur TT zijn:

hoge spanning (meer dan 1000 volt);

op waarden van nominale spanning tot 1 kilovolt.

Ook worden stroomtransformatoren geclassificeerd volgens de methode van isolatiematerialen, het aantal transformatiefasen en andere kenmerken.

Voor de werking van meetcircuits voor elektriciteit, metingen en bescherming van lijnen of kracht-spaartransformatoren, worden meetstroomtransformatoren op afstand gebruikt.

De onderstaande foto toont hun plaatsing voor elke fase van de lijn en de installatie van secundaire circuits in de aansluitkast bij 110 kV open schakelapparatuur voor vermogensautotransformator.

Dezelfde taken worden uitgevoerd door stroomtransformatoren bij buitenschakelaars van 330 kV, maar gezien de complexiteit van apparatuur met een hogere spanning hebben ze veel grotere afmetingen.

Op elektrische apparaten worden vaak ingebouwde ontwerpen van stroomtransformatoren gebruikt die direct op het lichaam van een krachtobject worden geplaatst.

Ze hebben secundaire wikkelingen met geleiders rond de hoogspanningsbus in een afgesloten behuizing. Kabels vanaf de klemmen van de TT worden naar de hier bijgevoegde aansluitdozen gelegd.

Binnen hoogspanningsstroomtransformatoren wordt meestal speciale transformatorolie gebruikt als een isolator. Een voorbeeld van een dergelijk ontwerp wordt in de afbeelding getoond voor stroomtransformatoren van de TFZM-serie, ontworpen voor gebruik bij 35 kV.

Tot en met 10 kV worden vaste diëlektrische materialen gebruikt voor isolatie tussen de wikkelingen tijdens de fabricage van de behuizing.

Een voorbeeld is het huidige transformatormerk TPL-10, dat wordt gebruikt in de met metaal beklede schakelkasten, binnenschakelapparatuur en andere soorten schakelapparatuur.

Een voorbeeld van het aansluiten van het secundaire stroomcircuit van een van de kernen van de REL 511-beveiliging voor een 110 kV stroomonderbreker wordt weergegeven in een vereenvoudigd diagram.

Huidige transformatorstoringen en manieren om ze te vinden

Wanneer de stroomtransformator onder belasting wordt ingeschakeld, kan de elektrische weerstand van de isolatie van de wikkelingen of hun geleidbaarheid onder invloed van thermische oververhitting, onbedoelde mechanische effecten of als gevolg van slechte installatie worden geschonden.

In de bestaande apparatuur wordt de isolatie meestal beschadigd, wat leidt tot kortsluitingen tussen de wikkelingen (vermindering van het uitgezonden vermogen) of het optreden van lekstromen door willekeurige circuits tot een kortsluiting.

Om gebieden met een slechte installatie van een stroomcircuit te identificeren, worden de inspecties van het bedrijfscircuit periodiek uitgevoerd door warmtebeeldcamera's. Op basis daarvan worden defecten van verbroken contacten tijdig geëlimineerd, waardoor de oververhitting van de apparatuur wordt verminderd.

Het controleren van het ontbreken van sluitingen van interturnes wordt uitgevoerd door specialisten van de RZA-laboratoria:

verwijdering van de stroomspanningskarakteristiek;

progruzkoy-transformator van een externe bron;

metingen van de belangrijkste parameters in het werkschema.

Ze analyseren ook de waarde van de transformatieverhouding.

In alle werken wordt de verhouding tussen de vectoren van primaire en secundaire stromen geschat in grootte. Hun afwijkingen in de hoek worden niet uitgevoerd als gevolg van het ontbreken van zeer nauwkeurige fasemeetapparaten, die worden gebruikt bij de kalibratie van stroomtransformatoren in metrologische laboratoria.

Hoogspanningstests van diëlektrische eigenschappen worden toegewezen aan de specialisten van het laboratorium van de isolatiedienst.

Wat is een stroomtransformator en hoe werkt het?

Om de processen in elektrische installaties te simuleren, evenals een veilige meting, is het noodzakelijk om enkele van de elektrische grootheden om te zetten in andere, vergelijkbaar, met proportionele waarden. Stroomtransformatoren (CT) werken op basis van elektromagnetische inductie, waarvan de wet werkt op een magnetisch en elektrisch veld. Het converteert de vector van de stroom van de primaire waarde met betrekking tot de verhouding van de lagere waarde ervan met een exacte overdracht van de hoek en de grootte van de module.

Een transformator waarin de secundaire waarde van een vloeiende stroom evenredig is aan de primaire stroomwaarde met een verschuiving gelijk aan nul wanneer deze correct is ingeschakeld, is een stroomtransformator. In TT is de primaire wikkeling in serie verbonden met de geleidercircuit, en de secundaire wikkeling heeft een belasting in de vorm van meetinrichtingen om een ​​voorwaarde te creëren voor elektrische stroom langs de wikkeling, die evenredig is met de stroom in de primaire wikkeling.

Opgemerkt moet worden dat in de CT (hoge spanning) de primaire wikkeling is geïsoleerd van de secundaire wikkeling, omdat deze aan één uiteinde is geaard en de potentiaal in de secundaire wikkeling gelijk is aan de aardpotentiaal.

Er is een verdeling van stroomtransformatoren in meet- en beschermende transformatoren, er zijn gevallen waarin deze functies worden gecombineerd in een CT. De stroomtransformator is ontworpen om meetwaarden over te dragen naar meetinstrumenten. Plaats van installatie van de TT van dit type aan de hoge kant, wanneer er geen mogelijkheid is om waarden direct door meetinstrumenten te meten wanneer er een hoge stroom of spanning is. Meetapparatuur (wikkeling wattmeters, ampèremeter, meetmeter, andere apparaten) zijn verbonden met de secundaire wikkeling van de CT. Het doel van de huidige transformator is als volgt:

  • de mogelijkheid om elke waarde van wisselstroom om te zetten in een waarde die mogelijk is voor meting door instrumenten voor het standaard meten van hoeveelheden;
  • veiligheid van meetpersoneel van toegang tot hoogspanning.

Beschermstroomtransformatoren worden toegewezen voor het verzenden van meetinformatie naar apparaten en besturingsapparaten en beveiliging, ze bieden:

  • de mogelijkheid om elke waarde van AC in een waarde om te zetten om de werking van relaisbescherming te garanderen;
  • de veiligheid van personeel dat werkt met relaisbescherming tegen toegang tot hoogspanning.

Hoe werkt het apparaat?

Een transformator I1 stroom vloeit door de primaire wikkeling van een stroomtransformator met het aantal windingen w1 en weerstand z1, dit proces vormt een magnetische flux F1 die de kern van de transformator (magnetisch circuit) opneemt 90 graden ten opzichte van de huidige vector I1. Deze positie van de kern voorkomt verlies van elektriciteit wanneer het wordt omgezet in magnetische energie.

Wanneer de stroom F1 de wikkeling kruist met de spoelen w2, induceert deze een emf (E2) erin, die de wikkeling beïnvloedt, en een stroom I2 ontstaat daarin die door de secundaire spoel stroomt met weerstand z2 en de weerstand van de aangesloten belasting (z belasting). In het secundaire circuit treedt een spanningsverlies op aan de U2-aansluitingen.

In dit schema laat het werkingsprincipe van de stroomtransformator zien hoe de transformatieverhouding wordt gevonden - dit is de waarde van K1, die wordt ingesteld bij het ontwikkelen van het apparaat en getest in de fabriek. De nauwkeurigheidsklasse wordt bepaald door de metrologische autoriteit en toont de werkelijke waarden van de transformatie. In de praktijk wordt deze factor bepaald door de nominale parameters, dus 1000/5 zegt dat bij een stroom van 1000 ampère van de primaire wikkeling, de secundaire wikkeling 5 ampère belasting zal hebben.

Hoe worden stroomtransformatoren geclassificeerd?

Experts classificeren stroomtransformatoren die zijn ontworpen voor bescherming en meting, volgens de uitgesproken kenmerken:

  1. Plaatsing en installatie wanneer stroomtransformatoren kunnen worden gemonteerd:
  • op de open plek - GOST15150-69, categorie van plaatsing nr. 1;
  • afgesloten ruimte - GOST15150-69;
  • ingesloten stroomtransformatoren in elektrische apparatuur - GOST 15150-69;
  • stroomtransformatoren voor installatie in speciale apparatuur (mijnen, schepen, elektrische treinen, andere apparatuur).
  1. Installatiemethode: stroomtransformatoren doorgang, die zijn geïnstalleerd in muuropeningen of andere structuren, referentie-CT's zijn geïnstalleerd op het vlak, ingesloten stroomtransformatoren in afschermingen voor elektrische apparatuur.
  2. Transformatieverhouding Er kunnen een of meer zijn, die worden verkregen door het aantal windingen van de primaire en secundaire wikkelingen van de CT te veranderen.
  3. Het aantal transformatiefasen: cascade, eentraps.
  4. Het aantal windingen in de primaire wikkeling: meervoudige stroomtransformatoren, single-turn TT.

Single-turn stroomtransformatoren hebben een staaf primaire wikkeling (3 transformatoren), en kunnen ook U-vormig zijn (4 transformatoren).

Doel en toepassing

Industriële productie produceert stroomtransformatoren voor het oplossen van problemen van elektriciteitsmeting, om vermogenstransformatoren en stroomtransmissielijnen te beschermen.

Hoogspanningsstroomtransformatoren gebruiken in plaats van een isolator speciale transformatorolie.

Stroomtransformatoren op de lijn tot 10 kV vaste isolatiematerialen worden gebruikt als isolatiemateriaal tussen de wikkelingen.

Mogelijke fouten

De meest voorkomende fouten in stroomtransformatoren, volgens experts, zijn de volgende:

  • isolatiefout in de wikkelingen wanneer het product onder belasting is vanwege thermische overbelasting, mechanische schokken, vanwege slechte installatie;
  • kortsluiting in TT, lekkage treedt op, mogelijkheid van kortsluiting (kortsluiting).

Om de efficiënte werking te verbeteren, wordt het aanbevolen om de verificatie van de werking van de CT met een warmtebeeldcamera uit te voeren, wanneer contacten van slechte kwaliteit worden weergegeven en een verlaging van de temperatuurtoestand van de apparatuur wordt bereikt. Het testen van CT's op fouten moet periodiek worden uitgevoerd door laboratoriummedewerkers. Deze activiteiten omvatten:

  • stroom- en spanningkarakterisatie;
  • laad TT externe bron;
  • verwijdering van parameters in het huidige schema;
  • uitvoeren van analytische studies om de transformatieverhouding te identificeren.

Ontwerpvereisten

Wanneer stroomtransformatoren zijn ontworpen, moet aan de volgende vereisten worden voldaan:

  1. De bevindingen van de primaire wikkeling zijn gemaakt volgens GOST 10434-82, voor buitenprestaties wordt TT, GOST 21242-75 in aanmerking genomen. De bevindingen van de secundaire wikkeling zijn ook gemaakt volgens GOST 10434-82, ze kunnen worden gevonden op het productontwerp, waarin de stroomtransformator is ingebed. Voor gebruik buitenshuis moeten de aansluitpunten van de contacten van de secundaire wikkeling worden afgesloten met een speciaal deksel, in een doos die geen vocht doorlaat.
  1. Wanneer transformatorolie wordt gebruikt als een isolator, moet dit type TT een compensator (expander) hebben, evenals een indicator van de hoeveelheid olie per niveau. De olie-expander moet voldoende volume hebben om de werking van de TT in alle modi en de hoeveelheid olie die hiervoor vereist is te garanderen.
  2. Bij stroomtransformatoren met een indicator van de hoeveelheid olie, moet de grootte ervan voldoende zijn om de hoeveelheid olie in de expander te bepalen vanaf een veilige afstand voor de gezondheid van het personeel.
  3. Als de stroomtransformator meer dan 50 kg weegt, moet deze zijn uitgerust met een houder om op te tillen. Er zijn TT-cijfers waarbij geen bevestigingen kunnen worden gemaakt, hiervoor is de plaats voor de dekking aangegeven in de documentatie.
  4. In de TT, met een spanning van meer dan 350 volt op de secundaire wikkeling, moet er een waarschuwing zijn: "Gevaar! Hoogspanning! "
  5. Als de stroomtransformator niet ingebouwd is, is deze uitgerust met een contactpad voor aarding. Bij de aardklem is een speciaal teken GOST 21130-75 geïnstalleerd.

Hoe een stroomtransformator voor een elektriciteitsmetersysteem te kiezen

Om de gewenste TT te selecteren, moet u worden geleid door de volgende informatie:

  • kennen de netwerkparameters, nominale spanning;
  • wat zal de stroom zijn in de primaire en secundaire wikkelingen van de CT;
  • wat is de huidige transformatorcoëfficiënt;
  • product nauwkeurigheidsklasse;
  • huidige transformatorontwerp.

Wanneer de spanningsparameters worden bepaald, is het noodzakelijk om de maximaal mogelijke spanningswaarde te nemen. Voor een 0,4 kV-meter wordt een stroomtransformator van 0,66 kV aanbevolen.

De waarde van de stroom op de secundaire wikkeling is ongeveer 5 ampère en de primaire stroom kan worden berekend op basis van de transformatieverhouding. Het is noodzakelijk om rekening te houden met de volledige lading, een transformatieverhouding te kiezen, het is toegestaan ​​om TT's te verbinden met een overschatte transformatieverhouding.

De keuze van TT volgens de nauwkeurigheidsklasse hangt af van het doel waarvoor het product wordt gebruikt; commerciële boekhouding beveelt een nauwkeurigheidsklasse van ten minste 0,5 S aan, en voor technische boekhoudkundige voorwaarden is voldoende nauwkeurigheid 1S.

conclusie

Het equivalente circuit van de TT maakt het mogelijk om de nauwkeurigheid ervan te bepalen, daarnaast kunt u met behulp van het equivalente circuit van een stroomtransformator alle processen die erin voorkomen beschrijven, u kunt een vectordiagram maken, maar u moet rekening houden met het verschil in de magnetisatie van de secundaire wikkelkern. Hoe groter de afwijking in het gesubstitueerde schema, des te lager de nauwkeurigheidsklasse van de CT.

Alles over stroomtransformatoren. Classificatie, ontwerp, werkingsprincipe

Huidige transformatoren (CT's) worden gewoonlijk elektrische apparaten genoemd die zijn ontworpen om de stroomsterktes om te zetten in de waarden die nodig zijn voor de aansluiting van meetinstrumenten, relaisbescherming en automatiseringsapparatuur.

De installatie van laagvermogenstransformatoren in elektrische installaties maakt het ook mogelijk om de productie van werken veilig te stellen, omdat het gebruik ervan de hoog / laagspanningsschakelingen scheidt en het ontwerp van dure meetinstrumenten en relais vereenvoudigt.

Het ontwerp en principe van de werking van de huidige transformator

Huidige transformatoren bestaan ​​structureel uit:

  • gesloten magnetisch circuit;
  • 2 wikkelingen (primair, secundair).

De primaire wikkeling is in serie geschakeld, zodat de volle belasting er doorheen stroomt. Een secundaire - sluit de belasting (beschermende relais, berekende meters, enz.), Waarmee u een stroom kunt creëren die er doorheen gaat, waarvan de waarde evenredig is met de waarde van de stroom van de primaire wikkeling.

Aangezien de weerstand van meettoestellen niet significant is, wordt er van uitgegaan dat alle stroomtransformatoren in de modus werken dicht bij kortsluiting.

Dit betekent dat de geometrische som van de magnetische flux gelijk is aan het verschil van de flux die door beide wikkelingen wordt gegenereerd.

Traditioneel worden stroomtransformatoren vervaardigd met meerdere groepen secundaire wikkelingen, waarvan er een is ontworpen om beveiligingsapparatuur aan te sluiten, terwijl andere worden gebruikt om besturingsapparaten, diagnostiek en meting in te schakelen.

Op deze wikkelingen moet een belasting worden aangesloten.

De weerstand ervan is strikt gereguleerd, aangezien zelfs een kleine afwijking van de gestandaardiseerde waarde kan leiden tot een toename van de fout en, als een gevolg, een afname van de kwaliteit van de meting, niet-selectieve werkzaamheden van de RH.

Een interessante video over stroomtransformatoren ziet u hieronder:

De fout van de TT wordt bepaald afhankelijk van:

  • deel van het magnetische circuit;
  • permeabiliteit van het materiaal dat wordt gebruikt voor de productie van de magnetische kern;
  • magnitude van het magnetische pad.

Een aanzienlijke toename van de belastingsweerstand in het secundaire circuit genereert een overspanning in het secundaire circuit, wat leidt tot isolatie-uitval en als gevolg daarvan tot het falen van de transformator.

De grenswaarde van de belastingsweerstand is aangegeven in referentiematerialen.

Classificatie van stroomtransformatoren

Huidige transformatoren worden meestal ingedeeld volgens de volgende criteria:

  1. Afhankelijk van het doel, zijn ze onderverdeeld in:
    1. bescherming;
    2. meting;
    3. intermediair, gebruikt om meettoestellen te verbinden met stroomkringen, nivelleerstromen in differentiële systemen. beveiligingen, enz.);
    4. laboratorium.
  2. Op type installatie-apparaten delen:
    1. buiteninstallatie (gelegen in de schakelgarage);
    2. interne installatie (geplaatst in de binnenschakelapparatuur);
    3. ingebed in elektrische machines, schakelapparatuur: generatoren, transformatoren, apparaten, enz.;
    4. overhead - gemonteerd op de isolatie van de bus;
    5. draagbaar (voor laboratoriumtests en diagnostische metingen).
  3. Gebaseerd op het ontwerp van de primaire wikkeling TT is onderverdeeld in:
    1. multiturn (spoel, met wikkeling in de vorm van een lus of figuur acht);
    2. enkele draai;
    3. bus.
  4. Volgens de methode van uitvoering van isolatie TT is verdeeld in apparaten:
    1. met droge isolatie (gemaakt van porselein, gegoten epoxy, bekeliet, enz.);
    2. met isolatie van papierolie of condensator papierolie;
    3. het hebben van een vulling van de verbinding.
  5. Door het aantal fasen van transformatie zijn TT:
    1. enkele fase;
    2. tweetraps (cascade).
  6. Op basis van de nominale spanning te onderscheiden:
    1. TT met een nominale spanning - boven 1 kV;
    2. TT met spanning - tot 1 kV.

Nog een interessante video over de stroomkringen van de stroomtransformator:

Huidige transformatoren van verschillende fabrikanten

Overweeg verschillende stroomtransformatoren van verschillende fabrikanten:

Huidige transformatoren TOL-NTZ-10-01

Producent Volkhov Nevsky Transformer Plant, LLC, is ontworpen om een ​​meetinformatiesignaal naar meettoestellen en beveiligings- en besturingsapparatuur te verzenden, om secundaire verbindingsschakelingen te isoleren van hoogspanning in binnen- en buiteninstallatie complete apparaten (KRU, KRUN, KSO) van wisselstroom naar klasse spanning tot 10 kV en zijn componenten.

Transformatoren worden vervaardigd in de vorm van een ondersteunende structuur, in klimaatmodificaties "UHL" en "T", plaatsingcategorie "2" volgens GOST 15150-69.

De werkpositie van de transformator in de ruimte is willekeurig.

Transformatoren werken in elektrische installaties die worden blootgesteld aan blikseminslagen en hebben:

  • hittebestendigheidsklasse "B" volgens GOST 8865-93;
  • isolatieniveau "a" en "b" volgens GOST 1516.3-96.

Versies van de transformator: "B" - is uitgerust met isolerende barrières.

De locatie van de secundaire bevindingen:

  • "A" - evenwijdig aan het montageoppervlak;
  • "B" - loodrecht op het montageoppervlak;
  • "C" - van een flexibele draad, evenwijdig aan het montageoppervlak;
  • "D" - van een flexibele draad, loodrecht op het montageoppervlak.

Betrouwbaarheidsvereisten

Voor transformatoren zijn de volgende betrouwbaarheidsindicatoren vastgesteld:

  • gemiddelde tijd tot falen - 2'105 uur;
  • volledige levensduur - 30 jaar.

Referentienummer van de referentietransformator met gegoten isolatie

TOL-NTZ-10-01AB-0,5SFs5 / 10P10-5 / 15-300 / 5 31.5 kA UHL2

  • 10 - nominale spanning;
  • "0" - constructieve versie;
  • "1" - uitvoering langs de lengte van het lichaam;
  • "A" - secundaire leidingen parallel aan het montageoppervlak;
  • "B" - isolerende barrières;
  • 0,5S - nauwkeurigheidsklasse van het meten van de secundaire wikkeling;
  • (Fs) 5 is de veiligheidsfactor van de apparaten van de secundaire wikkeling voor meting;
  • 10Р - nauwkeurigheidsklasse van beschermende secundaire wikkeling;
  • 10 - nominale grensfrequentie van de secundaire wikkeling voor bescherming;
  • 5 - nominale secundaire wikkelbelasting voor meting;
  • 15 - nominale secundaire wikkelbelasting voor bescherming;
  • 300 - nominale primaire stroomsterkte;
  • 5 - nominale secundaire stroom;
  • 31.5 - thermische weerstandsweerstand van een seconde;
  • "UHL" - klimatologische wijziging;
  • 2 - plaatsing categorie GOST 15150-69 wanneer deze is besteld en in de documentatie van een ander product.

Ondersteunt huidige transformatoren TOP-0,66

Transformatoren zijn ontworpen om een ​​meetinformatiesignaal te verzenden naar meetinstrumenten in wisselstroominstallaties met een frequentie van 50 of 60 Hz en nominale spanning tot maximaal 0,66 kV. Test een minuut spanning van industriële frequentie - 3 kV.

Transformatoren met nauwkeurigheidsklasse 0,2; 0,5; 0,2S en 0,5S worden gebruikt in boekhoudschema's voor berekening met consumenten, nauwkeurigheidsklasse 1.0 - in meetschema's.

Het geval van transformatoren is gemaakt van zelfdovende langzaam brandende materialen. Transformers worden gemaakt in de uitvoering van "U" of "T" categorie 3 volgens GOST 15150, ontworpen om te werken in de volgende omstandigheden:

  • hoogte boven zeeniveau niet meer dan 1000 m;
  • omgevingstemperatuur: tijdens bedrijf - van minus 45 ° С tot plus 50 ° С, tijdens transport en opslag - van min 50 ° С tot plus 50 ° С;
  • omgeving niet-explosief, geen stofhoudend, chemisch actieve gassen en dampen in concentraties die de coating van metalen en isolatie vernietigen;
  • werkpositie - elke.

De primaire bustransformator TOP-0,66 en TSP-0,66 koper, bekleed met tin. Transformatoren TShP-0,66 kunnen worden voltooid met vertinde koperbanden.

Doorlopende stroomtransformatoren voor binneninstallatie BB, BBO

Fabrikant - ABB LLC

De stroomrailstroomtransformatoren BB en BBO worden vervaardigd in een epoxyverbinding en zijn bedoeld voor installatie in schakelinrichtingen met een spanning tot 24 kV (25 kV).

Stroomtransformator zonder primaire geleider, maar met zijn eigen primaire isolatie kan als mof worden gebruikt.

Transformatoren zijn ontworpen en vervaardigd volgens de volgende normen:

  • IEC, VDE, ANSI, BS, GOST en CSN.
  • Maximale spanning - 3,6 kV - 25 kV
  • Primaire stroom - 600 A - 5000 A
  • Droge transformator met epoxyharsisolatie voor installatie binnenshuis
  • Ontworpen om te meten en te beschermen, kan maximaal drie secundaire wikkelingen hebben
  • Versies met de mogelijkheid om de transformatieverhouding over te schakelen aan de zijkant van de primaire of secundaire wikkelingen.

Huidige transformator werking principe

Classificatie en werkingsprincipe van de stroomtransformator

Huidige transformatoren zijn geclassificeerd:

  • door het aantal transformatieverhoudingen: met één transformatieverhouding; met verschillende transformatie-verhoudingen, verkregen door het veranderen van het aantal windingen van de primaire of secundaire wikkeling, of beide wikkelingen, of door gebruik te maken van meerdere secundaire wikkelingen met een ander aantal windingen die overeenkomen met een verschillende nominale secundaire stroom;
  • door het aantal stadia van transformatie: eentraps; cascade (meertraps), d.w.z. met verschillende stappen van stroomtransformatie;
  • voor de implementatie van de primaire wikkeling: single-turn; multiturn.

Aansluitschema van een driefasige elektrische meter via stroomtransformatoren.

Single-turn stroomtransformatoren hebben 2 types: zonder hun eigen primaire wikkeling; met een eigen primaire wikkeling. Single-turn stroomtransformatoren die geen eigen primaire wikkeling hebben, zijn ingebouwd, bus of plug.

De ingebouwde stroomtransformator is een magnetisch circuit met een secundaire wikkeling erop. Het heeft geen eigen primaire wikkeling. Zijn rol wordt uitgevoerd door de stroomvoerende kern van de bus. Deze stroomtransformator heeft geen isolerende elementen tussen de primaire en secundaire wikkelingen. Hun rol wordt uitgevoerd door de isolatie van de bus.

Huidige transformator TPL-10: 1 - kern P; 2 - klasse 0,5 kern; 3 - gegoten zaak; 4 - conclusies van de primaire wikkeling; 5 - conclusies van de secundaire wikkelingen; 6 - bevestigingshoek; 7 - aardingsbout; 8 - paspoortbewaker; 9 - waarschuwingsplaat.

De eigen primaire wikkeling van de TT is de stroomvoerende kern van de bus (bus). In de busstroomtransformator wordt de rol van de primaire wikkeling uitgevoerd door één of meerdere stroomrails van het schakelapparaat die tijdens de installatie door de holte van de bus worden geleid. De laatste isoleert een dergelijke primaire wikkeling van de secundaire.

Splitstroomtransformator 2 heeft ook geen eigen primaire wikkeling. De magnetische kern bestaat uit 2 delen die aan elkaar zijn geschroefd. Het kan zich rond een geleider openen en sluiten met een stroom die de primaire wikkeling van deze CT is. De isolatie tussen de primaire en secundaire wikkelingen ligt bovenop het magnetische circuit met de secundaire wikkeling.

Single-turn TT's, met hun eigen primaire wikkeling, worden uitgevoerd met een primaire wikkeling of met een U-vormige winding.

De stroomtransformator 3 heeft een primaire winding in de vorm van een staaf van ronde of rechthoekige doorsnede, gefixeerd in de bus.

De stroomtransformator 4 heeft een U-vormige primaire wikkeling, die zodanig is ontworpen dat bijna de gehele interne isolatie van de CT erop is geplaatst.

Meerstroomsstroomtransformatoren worden vervaardigd met een primaire spoelwikkeling, gedragen op het magnetische circuit; met lus primaire winding 5, bestaande uit verschillende windingen; met een primaire wikkeling 6, op zodanige wijze ontworpen dat de interne isolatie van de stroomtransformator structureel verdeeld is tussen de primaire en secundaire wikkelingen, en de relatieve positie van de wikkelingen lijkt op kettingschakels; met een ringvormige primaire wikkeling, zodanig ontworpen dat de interne isolatie van de stroomtransformator hoofdzakelijk alleen wordt toegepast op de primaire wikkeling, die de vorm van een oog heeft.

De belangrijkste parameters en kenmerken van de stroomtransformator in overeenstemming met GOST 7746-78 "Stroomtransformatoren. Algemene technische vereisten zijn:

Elektromagnetisch circuit van de transformator.

  1. Nominale spanning is de effectieve waarde van de lijnspanning waarop de stroomtransformator moet werken, aangegeven op het typeplaatje van de stroomtransformator. Voor binnenlandse stroomtransformatoren wordt de volgende schaal van nominale spanningen aangenomen, kV: 0,66; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150.
  2. De nominale primaire stroom I1n aangegeven op het typeplaatje van de stroomtransformator is de stroom die door de primaire wikkeling loopt, waarbij een continue werking van de stroomtransformator is voorzien. Voor binnenlandse stroomtransformatoren wordt de volgende schaal van nominale primaire stromen aangenomen, A: 1; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000- 8000; 10000; 12000; 14000; 16000; 18000; 20000; 25000; 28000; 32.000, 35.000; 40 000. Bij stroomtransformatoren die bedoeld zijn voor het voltooien van turbo- en hydrogenerators, kunnen de waarden van de nominale stroom boven 10.000 A afwijken van de waarden die op deze schaal worden gegeven. Stroomtransformatoren geclassificeerd voor nominale primaire stroom 15; 30; 75; 150; 300; 600; 750; 1200; 1500; 3000 en 6000 A, moeten een onbeperkte tijd mogelijk maken van een maximale primaire bedrijfsstroom van 16; 32; 80; 160; 320, 630; 800; 1250; 1600; 3200 en 6300 A. In andere gevallen is de hoogste primaire stroom gelijk aan de nominale primaire stroom.
  3. De nominale secundaire stroom I2n aangegeven in de nominale waarde van stroomtransformatoren is de stroom die door de secundaire wikkeling loopt. De nominale secundaire stroom wordt verondersteld 1 of 5 A te zijn, en een stroom van 1 A is alleen toegestaan ​​voor stroomtransformatoren met een nominale primaire stroom van maximaal 4000 A. In overeenstemming met de klant is een stroomtransformator met een nominale secundaire stroom van 2 of 2,5 A toegestaan.
  4. De secundaire belasting van de stroomtransformator z2n komt overeen met de impedantie van zijn externe secundaire circuit, uitgedrukt in ohm, met een indicatie van de arbeidsfactor. De secundaire belasting kan ook worden gekenmerkt door het totale vermogen in volt-ampères die het verbruikt bij een gegeven arbeidsfactor en de nominale secundaire stroom. De secundaire belasting met een arbeidsfactor cos cf2 = 0,8, waarbij de vastgestelde nauwkeurigheidsklasse van de stroomtransformator of de maximale veelvoud van de primaire stroom ten opzichte van de nominale waarde wordt gegarandeerd, wordt de nominale secundaire belasting van de stroomtransformator z2n genoemd Voor binnenlandse stroomtransformatoren worden de volgende waarden van de nominale secundaire belasting S2n vastgesteld.nom, uitgedrukt in volt-ampère, met een arbeidsfactor cos р2 = 0,8: 1; 2; 2,5; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75; 90; 100; 120. De overeenkomstige waarden van de nominale secundaire belasting (in ohm) worden bepaald door de uitdrukking Z2n. Mr. = S2n. Meneer / I2n ^ 2.
  5. De transformatieverhouding van de stroomtransformator is gelijk aan de verhouding tussen het primaire en het secundaire. Bij de berekeningen van stroomtransformatoren worden 2 waarden gebruikt: de werkelijke transformatieverhouding n en de nominale transformatieverhouding n. De werkelijke transformatieverhouding n is de verhouding van de werkelijke primaire stroom tot de werkelijke secundaire stroom. De nominale transformatieverhouding nn is de verhouding van de nominale primaire stroom tot de nominale secundaire stroom.
  6. De weerstand van een stroomtransformator tegen mechanische en thermische effecten wordt gekenmerkt door de stroom van de elektrodynamische weerstand en de stroom van thermische weerstand.

Stroomtransformator meten. Het schema van opname.

De stroom van de elektrodynamische weerstand Id is gelijk aan de grootste amplitude van de kortsluitstroom gedurende de gehele tijd van zijn stroom, die de transformator zonder schade weerstaat, waardoor de verdere juiste werking ervan wordt voorkomen. Huidige ID karakteriseert het vermogen van een stroomtransformator om de mechanische (elektrodynamische) effecten van een kortsluitstroom te weerstaan.

Elektrodynamische weerstand kan ook worden gekenmerkt door de veelvoud Kd, die de verhouding is van de stroom van elektrodynamische weerstand ten opzichte van de amplitude van de nominale primaire stroom. De vereisten voor elektrodynamische weerstand zijn niet van toepassing op bus-, ingebedde en afneembare stroomtransformatoren.

De thermische stabiliteitsstroom Itt is gelijk aan de hoogste stroomwaarde van de kortsluitstroom voor het interval Tт, die de stroomtransformator gedurende de gehele tijdsperiode kan weerstaan ​​zonder de stroomvoerende delen te verwarmen tot temperaturen die de toelaatbare waarden van de kortsluitstromen overschrijden en de verdere werking ervan voorkomen.

De elementen die betrokken zijn bij de stroomconversie zijn de primaire 1 en de secundaire 2 wikkelingen gewonden op hetzelfde magnetische circuit 3. De primaire winding wordt in serie ingeschakeld (in de ontleding van de hoogspanningsgeleider 4), d.w.z. gestroomd door de stroom van de I1-lijn. Meetinrichtingen (ampèremeter, stroommeterwikkeling) of relais zijn verbonden met de secundaire wikkeling. Wanneer de stroomtransformator werkt, is de secundaire wikkeling altijd gesloten voor de belasting.

De primaire wikkeling samen met de hoogspanningscircuit wordt het primaire circuit genoemd, en het externe circuit dat de meetinformatie ontvangt van de secundaire wikkeling van de stroomtransformator (d.w.z. de belasting en verbindingsdraden) wordt het secundaire circuit genoemd. Het circuit dat wordt gevormd door de secundaire wikkeling en het secundaire circuit dat daarmee is verbonden, wordt de tak van de secundaire stroom genoemd.

Uit het concept van de transformator kan worden afgeleid dat er geen elektrische verbinding is tussen de primaire en secundaire wikkelingen. Ze zijn geïsoleerd van elkaar bij volle bedrijfsspanning. Hiermee kunt u de meetapparatuur of relais rechtstreeks aansluiten op de secundaire wikkeling en zo het effect van hoogspanning op de primaire wikkeling op het onderhoudspersoneel elimineren. Omdat beide wikkelingen op hetzelfde magnetische circuit worden gesuperponeerd, zijn ze magnetisch gekoppeld.

Figuur 1. Diagram van een stroomtransformator.

In Fig. 1 toont alleen die elementen van een stroomtransformator die betrokken zijn bij de huidige conversie. Natuurlijk heeft de huidige transformator nog vele andere elementen die zorgen voor het vereiste niveau van isolatie, weersbescherming, goede installatie- en operationele kenmerken. Ze zijn echter niet betrokken bij de huidige conversie en worden hieronder in hun respectievelijke hoofdstukken besproken.

Laten we eens kijken naar de principes van de werking van de huidige transformator. Op de primaire wikkeling 1 van de transformatorstroom wordt I1 primair genoemd. Het hangt alleen af ​​van de parameters van het primaire circuit. Daarom kan bij het analyseren van de verschijnselen die zich voordoen in de stroomtransformator, de primaire stroom als een bepaalde waarde worden beschouwd. Met de passage van de primaire stroom door de primaire wikkeling in het magnetische circuit, wordt een alternerende magnetische flux Φ1 gecreëerd, die varieert met dezelfde frequentie als de stroom I1. De magnetische flux F1 bedekt de windingen van zowel de primaire als secundaire wikkelingen.

Door het snijden van de windingen van de secundaire wikkeling induceert de magnetische flux F1, wanneer deze verandert, een elektromotorische kracht daarin. Als de secundaire wikkeling is gesloten voor een bepaalde belasting, d.w.z. een secundair circuit is daarmee verbonden, dan is in een dergelijk systeem de "secundaire wikkeling het secundaire circuit" onder de werking van geïnduceerde e. d. a. zal de stroom doorgeven. Volgens de wet van Lenz heeft deze stroom een ​​richting tegengesteld aan de richting van de primaire stroom I1.

De stroom die door de secundaire winding gaat, creëert in de magnetische kern een alternerende magnetische flux F2, die tegenovergesteld is aan de magnetische flux F1. Als gevolg hiervan zal de magnetische flux in het magnetische circuit, veroorzaakt door de primaire stroom, afnemen. Als gevolg van de toevoeging van magnetische fluxen Φ1 en Φ2 wordt de resulterende magnetische flux Φ0 = Φ1 - Φ2 ingesteld in de magnetische kern, die enkele procenten is van de magnetische flux Φ1. Flow F0 is de link waardoor energie wordt overgedragen van het primaire naar het secundaire in het proces van de huidige conversie.

De resulterende magnetische flux F0, die de spoelen van beide windingen kruist, induceert een tegen-e, bij verandering in de primaire wikkeling. d. a. Ex, en in de secundaire liquidatie - e. d. a. Voor haar Omdat de windingen van de primaire en secundaire wikkelingen ongeveer dezelfde koppeling hebben met de magnetische flux in het magnetische circuit (als verstrooiing wordt verwaarloosd), wordt dezelfde e geïnduceerd bij elke winding van beide wikkelingen. d. a. Onder invloed van e. d. a. E2 stroomt een stroom I2 in de secundaire wikkeling, de secundaire stroom genoemd.

Spanning transformator

Als we het aantal windingen van de primaire wikkeling door W1 aangeven, en de secundaire wikkeling door W2, dan creëert de stroom van stromen I1 en I2 in hen respectievelijk een magnetomotorische kracht F1 = I1 * W1, genaamd de primaire magnetomotive kracht (m, S), en in de secundaire winding - magnetomotorische kracht F2 = I2 * W2, de secundaire p. Magnetische drijfkracht wordt gemeten in ampère.

In afwezigheid van energieverliezen in het proces van stroomconversie, zouden de magnetomotorische krachten F1 en F2 numeriek gelijk moeten zijn, maar in tegengestelde richtingen moeten worden gericht. De stroomtransformator, waarin het proces van huidige omzetting niet gepaard gaat met een verlies van energie, wordt ook genoemd.Voor een ideale stroomtransformator geldt de volgende vectorgelijkheid:

F1 = -F2 of I1W1 = I2W2

Uit deze gelijkheid volgt dat I1 / I2 = W2 / W1 = n, dat wil zeggen dat de stromen in de wikkelingen van een ideale stroomtransformator omgekeerd evenredig zijn met het aantal windingen.

De verhouding van primaire stroom tot secundaire I1 / I2 of het aantal windingen van de secundaire wikkeling tot het aantal omwentelingen van de primaire wikkeling W2 / W1 wordt de transformatieverhouding n van een ideale stroomtransformator genoemd. Gegeven deze gelijkheid. we kunnen schrijven I1 = I2 * W2 / W1 = I2 * n, dat wil zeggen, de primaire stroom I1 is gelijk aan de secundaire stroom I2 vermenigvuldigd met de transformatieverhouding van de stroomtransformator n.

In werkelijke stroomtransformatoren gaat de stroomconversie gepaard met het verlies aan verbruikte energie om een ​​magnetische flux in het magnetische circuit te creëren, om het magnetische circuit te verwarmen en magnetisch om te keren, en ook om de draden van de secundaire wikkeling en het secundaire circuit te verwarmen. Deze energieverliezen schenden de bovengenoemde gelijkheden voor absolute waarden van ppm. F1 en F2.

In een echte transformator primaire ppm moet zorgen voor het creëren van de noodzakelijke secundaire ppm's, plus extra ppm, die worden verbruikt door het magnetisch circuit te magnetiseren en andere energieverliezen te dekken. Daarom is de vergelijking voor een echte transformator als volgt:
waar is de volledige md d. magnetisatie, besteed aan het geleiden van de magnetische flux Fo door de magnetische geleider, voor het verwarmen en omkeren ervan.

In overeenstemming met deze gelijkheid zal de vorm aannemen

waarbij i0 de magnetisatiestroom is, die een magnetische flux F0 in de magnetische kern creëert en deel uitmaakt van de primaire stroom 11sh. Door alle termen van de vergelijking te delen door W1, krijgen we i1 = i2 * W2 / W1 + i0. Als de primaire stroom de nominale stroom van de transformator niet overschrijdt, is de magnetiseringsstroom gewoonlijk niet meer dan 1-3% van de primaire stroom en kan deze worden verwaarloosd. In dit geval is I1 = I2 * n. De secundaire stroom van de transformator is dus evenredig met de primaire stroom. Om de gemeten stroom te verminderen, is het noodzakelijk dat het aantal windingen van de secundaire wikkeling groter is dan het aantal windingen van de primaire wikkeling.

De echte stroomtransformator vervormt enigszins de meetresultaten, dat wil zeggen, hij heeft fouten Soms gebruiken ze de zogenaamde stroomlead naar de primaire of secundaire wikkeling I0 '= I0 / n.

Een deel van de gereduceerde primaire stroom wordt gemagnetiseerd op het magnetische circuit en de rest wordt omgezet in een secundair circuit, d.w.z. de primaire stroom wordt vertakt in 2 parallelle circuits: het belastingscircuit en het magnetiseringscircuit. De weerstand van de primaire wikkeling van de stroomtransformator in de equivalente schakeling wordt niet weergegeven, omdat deze de werking van de transformator niet beïnvloedt.

Het spijt me dat ik direct en eerlijk moet schrijven, maar naar mijn mening is dit artikel goed voor de tweedejaars studenten van de Universiteit van de Faculteit van Energie (het vindt alle aspecten van de pre-examenlezing). En het tweede punt zijn nogal wat begeleidende tekstafbeeldingen, en welke kunnen worden uitgesplitst en ingevoegd in de respectieve obzattsy van dit artikel (je moet immers nog steeds onthouden dat er onervaren elektriciens zijn onder de sitebezoekers). Nogmaals, mijn excuses voor de openhartige opmerking.

Huidige transformatoren doel en principe van verrichting

  1. Wat is een stroomtransformator
  2. Doel en werkingsprincipe
  3. Classificatie van stroomtransformatoren
  4. Belangrijkste parameters en kenmerken
  5. Mogelijke fouten van stroomtransformatoren

In de elektrotechniek is het vaak nodig om hoeveelheden met grote waarden te meten. Om dit probleem op te lossen, worden stroomtransformatoren gebruikt, waarvan het doel en het principe het mogelijk maakt om metingen uit te voeren. Voor dit doel is de primaire wikkeling van het apparaat in serie geschakeld met een wisselstroom waarvan de waarde moet worden gemeten. De secundaire wikkeling is verbonden met de meetinstrumenten. Er is een zekere verhouding tussen de stromen in de primaire en secundaire wikkelingen. Alle transformatoren van dit type zijn zeer nauwkeurig. In hun ontwerp zijn twee of meer secundaire wikkelingen opgenomen, die zijn verbonden met beschermende apparaten, meetinstrumenten en meetapparatuur.

Wat is een stroomtransformator?

Stroomtransformatoren zijn apparaten waarbij de secundaire stroom die wordt gebruikt voor metingen in verhouding staat tot de primaire stroom die uit het elektrische netwerk komt.

De opname in het circuit van de primaire wikkeling wordt achtereenvolgens uitgevoerd met een geleider. De secundaire wikkeling is verbonden met elke belasting in de vorm van meetinstrumenten en verschillende relais. Er ontstaat een proportionele relatie tussen de stromen van beide windingen, overeenkomend met het aantal windingen. Bij hoogspanningstransformatoren wordt tussen de wikkelingen isolatie uitgevoerd op basis van de totale bedrijfsspanning. In de regel is één van de uiteinden van de secundaire wikkeling geaard, daarom zullen de potentialen van de wikkeling en de grond ongeveer hetzelfde zijn.

Alle stroomtransformatoren zijn ontworpen om twee hoofdfuncties uit te voeren: meten en beschermen. In sommige apparaten kunnen beide functies worden gecombineerd.

  • Meettransformatoren zenden de ontvangen informatie naar de aangesloten meetinstrumenten. Ze zijn geïnstalleerd in hoogspanningscircuits, waarin het onmogelijk is om meetinstrumenten direct op te nemen. Daarom is alleen in de secundaire wikkeling van de transformator de aansluiting van ampèremeters, meters, stroomwattermoerwikkelingen en andere meetinrichtingen. Als gevolg hiervan converteert de transformator een wisselstroom van zelfs een zeer hoge waarde naar wisselstroom met indicatoren die het meest geschikt zijn voor het gebruik van conventionele meetinstrumenten. Tegelijkertijd is de isolatie van meetinstrumenten uit hoogspanningscircuits verzekerd en wordt de elektrische veiligheid van het bedienend personeel verhoogd.
  • Beveiligingstransformatorinrichtingen verzenden eerst de ontvangen meetinformatie naar de besturings- en beschermingsinrichtingen. Met behulp van beschermende transformatoren wordt de wisselstroom van elke waarde geconverteerd naar wisselstroom met de meest geschikte waarde, waardoor stroom wordt geleverd aan de relaisbeschermingsapparaten. Tegelijkertijd wordt het relais, waartoe het personeel toegang heeft, van de hoogspanningscircuits geïsoleerd.

Doel van transformatoren

Stroomtransformatoren behoren tot de categorie speciale hulpapparaten die worden gebruikt in combinatie met verschillende meetinstrumenten en relais in wisselstroomcircuits. De hoofdfunctie van dergelijke transformatoren is de omzetting van elke huidige waarde in de waarden die het meest geschikt zijn om te meten, en die stroom leveren aan de ontkoppelinrichtingen en relaisspoelen. Door de isolatie van de apparaten wordt het personeel betrouwbaar beschermd tegen hoogspanningsschokken.

Het meten van stroomtransformatoren is ontworpen voor hoogspannings elektrische circuits wanneer er geen mogelijkheid is om meetinstrumenten direct aan te sluiten. Hun voornaamste doel is om de ontvangen gegevens over elektrische stroom over te dragen aan meettoestellen die op de secundaire wikkeling zijn aangesloten.

Een belangrijke functie van transformatoren is het regelen van de toestand van de elektrische stroom in het circuit waarmee ze zijn verbonden. Tijdens de verbinding met het vermogensrelais worden constante controles van de netwerken, de aanwezigheid en de staat van de aarding uitgevoerd. Wanneer de stroom een ​​alarmwaarde bereikt, wordt de beveiliging ingeschakeld, waardoor alle gebruikte apparatuur wordt uitgeschakeld.

Werkingsprincipe

Het principe van de werking van stroomtransformatoren is gebaseerd op de wet van elektromagnetische inductie. De spanning van het externe netwerk komt met een bepaald aantal omwentelingen de primaire krachtwikkeling binnen en overwint de volledige weerstand ervan. Dit leidt tot het uiterlijk rond de spoel van de magnetische flux gevangen door het magnetische circuit. Deze magnetische flux staat loodrecht op de stroomrichting. Hierdoor zal het verlies van elektrische stroom in het conversieproces minimaal zijn.

Op de kruising van de wikkelingen van de secundaire wikkeling loodrecht geplaatst, wordt de elektromotorische kracht geactiveerd door een magnetische flux. Onder invloed van EMF verschijnt een stroom die wordt gedwongen om de spoelimpedantie en de uitgangsbelasting te overwinnen. Tegelijkertijd wordt een spanningsval waargenomen aan de uitgang van de secundaire wikkeling.

Classificatie van stroomtransformatoren

Alle stroomtransformatoren kunnen worden geclassificeerd, afhankelijk van hun kenmerken en technische kenmerken:

  1. Naar bestemming. Apparaten kunnen meetbaar, beschermend of tijdelijk zijn. De laatste optie wordt gebruikt bij het inschakelen van meetinstrumenten in stroomcircuits van relaisbescherming en andere soortgelijke schema's. Bovendien zijn er laboratoriumstroomtransformatoren die worden gekenmerkt door een hoge nauwkeurigheid en een verscheidenheid aan transformatieverhoudingen.
  2. Op type installatie. Er zijn transformatorapparaten voor buiten- en binneninstallatie, overhead en draagbaar. Sommige soorten apparaten kunnen worden ingebouwd in auto's, elektrische apparaten en andere apparatuur.
  3. In overeenstemming met het ontwerp van de primaire wikkeling. Apparaten zijn onderverdeeld in single-turn of rod, multi-turn of bobbin, evenals banden, bijvoorbeeld TSH-0,66.
  4. De installatie van transformatoren binnen en buiten omvat de doorgang en ondersteuningsmethoden voor de installatie van deze apparaten.
  5. Isolatie van transformatoren is droog, met bakeliet, porselein en andere materialen. Bovendien wordt conventionele en condensor-papier-olie-isolatie gebruikt. In sommige ontwerpen wordt compounding gebruikt.
  6. Door het aantal stadia van transformatie kunnen de apparaten een- of tweetraps zijn, dat wil zeggen cascade.
  7. Nominale bedrijfsspanning van transformatoren kan oplopen tot 1000 V of meer dan 1000 V.

Alle karakteristieke classificatieborden zijn aanwezig in de symbolen van stroomtransformatoren, bestaan ​​uit bepaalde alfabetische en numerieke karakters.

Parameters en kenmerken

Elke stroomtransformator heeft individuele parameters en technische kenmerken die het toepassingsbereik van deze apparaten bepalen.

Nominale stroom Hiermee kan het apparaat lang werken zonder oververhitting. In dergelijke transformatoren is er een aanzienlijke marge voor verwarming, en normale werking is mogelijk met overbelastingen tot 20%.

Nominale spanning. De waarde ervan moet zorgen voor de normale werking van de transformator. Deze indicator beïnvloedt de kwaliteit van de isolatie tussen de wikkelingen, waarvan er één onder hoge spanning staat en de andere is geaard.

Transformatieverhouding Vertegenwoordigt de relatie tussen de stromen in de primaire en secundaire wikkelingen en wordt bepaald door een speciale formule. De werkelijke waarde zal verschillen van de nominale waarde vanwege bepaalde verliezen in het transformatieproces.

Huidige fout. Komt voor in een transformator onder invloed van een magnetiserende stroom. De absolute waarde van de primaire en secundaire stromen verschilt met deze hoeveelheid. De magnetiserende stroom creëert een magnetische flux in de kern. Naarmate deze toeneemt, neemt ook de huidige fout van de transformator toe.

Nominale belasting. Bepaalt de normale werking van het apparaat in zijn nauwkeurigheidsklasse. Het wordt gemeten in ohm en kan in sommige gevallen worden vervangen door zoiets als nominaal vermogen. De waarde van de stroom is strikt genormaliseerd, dus de waarde van het vermogen van de transformator is volledig afhankelijk van de belasting.

Nominale maximale frequentie. Het vertegenwoordigt de veelvoud van de primaire stroom tot zijn nominale waarde. De fout van een dergelijke veelvoud kan oplopen tot 10%. Tijdens de berekeningen moeten de belasting zelf en de vermogensfactoren nominaal zijn.

Maximaal veelvoud van secundaire stroom. Wordt gepresenteerd als de verhouding van de maximale secundaire stroom en de nominale waarde ervan wanneer de huidige secundaire belasting nominaal is. De maximale veelvoud hangt samen met de mate van verzadiging van het magnetische circuit, waarbij de primaire stroom blijft toenemen en de waarde van de secundaire stroom niet verandert.

Mogelijke fouten van stroomtransformatoren

De stroomtransformator die op de belasting is aangesloten, heeft soms storingen en zelfs noodsituaties. In de regel is dit te wijten aan schendingen van de elektrische weerstand van de isolatie van de wikkelingen, de afname van hun geleidbaarheid onder invloed van verhoogde temperaturen. Willekeurige mechanische effecten of slecht uitgevoerde installaties hebben een negatief effect.

Tijdens het gebruik van de apparatuur treedt vaak isolatieschade op, waardoor kortsluitingen van wikkelingen worden veroorzaakt die het uitgezonden vermogen aanzienlijk verminderen. Lekstromen kunnen optreden als gevolg van per ongeluk gecreëerde circuits, tot het optreden van een kortsluiting.

Om calamiteiten te voorkomen, controleren specialisten die warmtebeeldcamera's gebruiken periodiek het hele huidige schema. Hiermee kunt u tijdig defecten in contactonderbrekingen elimineren, waardoor de apparatuur oververhit raakt. De meest complexe tests en inspecties worden uitgevoerd in speciale laboratoria.

Hoe werkt een transformator? Het principe van de werking van de transformator

Een transformator is een regelapparaat dat vaak genoeg wordt gebruikt om de efficiëntie van veel apparaten te vergroten. Deze apparaten kunnen worden gebruikt om de spanning in het netwerk te verhogen of te verlagen. In dit artikel leert u het principe van de werking van een stroomtransformator.

Het principe van de werking van de huidige transformator

Meettransformatoren hebben een vrij eenvoudig werkingsprincipe. Zijn werk is onderworpen aan de wet van elektromagnetische inductie. Als u meer in detail kijkt, is wederzijdse inductie verantwoordelijk voor het effect van de spanningsomzetting. In overeenstemming met deze wet zegt Faraday: "De mate van verandering van de fluxkoppeling zal evenredig zijn met de geïnduceerde emf in de geleider."

Fundamentals of Transformer Theory

Stel je voor dat je een transformator hebt met één wikkeling, die is verbonden met een elektrische stroom. De wisselstroom produceert een veranderende stroom die de spoel omringt. Een bepaald deel ervan kan worden aangesloten in het geval dat de wisselstroom constant door de wikkeling zal gaan. Deze stroom kan constant in zijn richting veranderen.

In navolging van de wet van Faraday, moeten we een emf hebben die één keer per seconde zal veroorzaken. Als het circuit tijdens de laatste wikkeling gesloten is, zal er een stroom doorheen stromen. Dit werkingsprincipe van de transformator wordt als de eenvoudigste beschouwd. Een torusvormige transformator heeft een iets ander werkingsprincipe.

Wanneer u de beweging van een wisselstroom naar een elektrische spoel gebruikt, zal de energiestroom deze omringen. De stroom zal ongelijk zijn en de snelheid kan variëren. Dit concept wordt als fundamenteel beschouwd voor de werking van een transformator. De wikkeling ervan bevat elektrische stroom van de bron. Het geeft de uitgangsspanning als gevolg van wederzijdse inductie.

Transformator onderdelen

Tot op heden omvat de transformator drie hoofdonderdelen, waaronder:

  • Primaire winding. Wanneer verbonden met een bron, produceert het magnetische flux.
  • Magnetische kern. De magnetische flux wordt gecreëerd in een gesloten circuit.
  • Secundaire wikkeling. Het moet in de kern worden gewikkeld.

Dit zijn de drie belangrijkste onderdelen waarvan de transformator zal bestaan.

Het principe van de werking van de transformator

Een elektrische transformator is een statistisch apparaat. Het principe van de werking van de lastransformator is dat deze energie omzet van het circuit van het ene apparaat naar het andere. Dit proces is het gevolg van inductie tussen de wikkelingen. Energieconversie zal plaatsvinden op basis van frequentieveranderingen. Het kan werken op verschillende spanningsniveaus.

Eenfase transformator werking

Het principe van de werking van een enkelfasige transformator is tegenwoordig niet anders dan bij andere apparaten. Wanneer de stroom door de primaire wikkeling gaat, zal een magnetisch veld worden gecreëerd. Hij heeft krachtige krachtlijnen. Primaire spoel, ze zullen volledig doordringen. Alle lijnen zijn gesloten tussen de geleiders rond de spoelen.

De wet op magnetische koppeling stelt dat hoe dichterbij objecten zich bevinden, des te sterker hun verbinding zal zijn. Houd er rekening mee dat in een enkelfasige transformator de sterkte van het magnetische veld afhankelijk is van de spanning. Dat is de reden waarom stroomstoten de kracht van de MP kunnen verminderen. Bij het aansluiten van de uiteinden van de kronkelende apparaat zal beginnen te worden geleverd met elektrische stroom.

Het principe van de werking van de autotransformator

Hier kijken we naar het principe van de autotransformator. Deze apparaten kunnen worden toegeschreven aan transformatoren die speciaal zijn gebruikt. De wikkelingen in dit apparaat zijn niet alleen onderling verbonden door een magnetisch veld, maar ook door een galvanisch veld.

Wanneer u wikkelingen wisselt, kunt u zowel hoge als lage spanning krijgen. Een wisselend magnetisch veld ontstaat op het moment dat de wisselstroom met de kern wordt verbonden. Door het apparaat van de kern kan een kleine spanning een sterke MP creëren. Autotransformators worden vaak gebruikt in gebieden met een kleine verandering in voltage.

Tot op heden zijn er ook zeer gespecialiseerde laboratoriumtransformatoren. Ze hebben een ander werkingsprincipe van de transformator.

Hun kronkeling zou gemaakt moeten zijn van ferromagnetisch materiaal. Het minimaliseert resonante beweging. De belangrijkste verschillen zijn:

  1. Gebruik naast koperkabel ook ferromagnetisch.
  2. Het heeft laag aanvaardbare parameters.
  3. Het loopt de systeemlijnrol.

Deze transformatoren kunnen ook nadelen hebben, waaronder:

  • Alle circuits moeten worden geïsoleerd, omdat ze een sterke verbinding hebben.
  • Het kan niet worden gebruikt voor bescherming in hoogvermogencircuits.
  • Reparatie is vrij duur.

Koppelomvormer bedrijf

Waarschijnlijk kent elke bulldozer-bestuurder het principe van de werking van de koppelomvormer. In feite is het apparaat een koppeling die twee keer draait. Het moet tussen de motor worden geïnstalleerd. Dit is nodig om een ​​draaiende beweging te krijgen. Het mechanisme lijkt op een bagel, maar heeft een nogal ingewikkelde structuur:

  • Langs de randen zijn speciale pompen. De voorste unit zal vloeistof overbrengen naar het turbinewiel.
  • Het voorwiel moet op de hoofdas worden aangesloten. Hierdoor zal het de vloeistof door het mechanisme sturen.

Zoals u kunt zien, is het principe van de werking van de transformator bijna hetzelfde voor alle apparaten. Er zijn enkele functies, maar het hangt allemaal af van het model.

Je Wilt Over Elektriciteit

  • Hoe een stopcontact kiezen en installeren?

    Verlichting

    Het aansluiten van een elektrische kachel is een zeer veeleisende klus, die echter door iedereen kan worden gedaan. Een van de belangrijkste elementen van dergelijk werk is de installatie van een stopcontact.

  • Wat zijn pzr jongens

    Bedrading

    Wat is PZR? Betekenis en interpretatie van het woord pzr, definitie van de termolie. voltooiing voltooiing baanWellicht bent u geïnteresseerd in de lexicale, directe of figuratieve betekenis van deze woorden:NFC is een atoom.