Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Pre normálne fungovanie zariadení zabezpečujúcich reléovú ochranu vysokonapäťových elektrických vedení je potrebné kontrolovať parametre elektrického vedenia. Priame meranie z vysokonapäťových vodičov je nebezpečné a neefektívne. Prevádzkový režim bežného transformátora vám neumožňuje kontrolovať zmenu prúdu. Tento problém rieši prúdový transformátor, pri ktorom sa indikátory sekundárneho okruhu menia úmerne k veľkosti prúdu v primárnom vinutí.

Konštrukcia a princíp fungovania

Vzhľad typického prúdového transformátora je znázornený na obrázku 1.Charakteristickým znakom týchto modelov je prítomnosť dielektrického krytu. Tvary puzdier môžu byť rôzne - od obdĺžnikového až po valcové. Niektoré dizajny nemajú priechodné koľajnice v strede tela. Namiesto toho bol vytvorený otvor na omotanie drôtu, ktorý plní funkcie primárneho vinutia.

Ryža. 1. Prúdový transformátor

Dielektrické materiály sa vyberajú v závislosti od veľkosti napätia, pre ktoré je zariadenie určené a od podmienok jeho prevádzky. Pre servis priemyselných energetických systémov sa vyrábajú výkonné CT s valcovými keramickými puzdrami (pozri obr. 2).

Ryža. 2. Priemyselný keramický transformátor prúdu

Vlastnosťou transformátora je povinná prítomnosť záťažového prvku (odporu) v sekundárnom vinutí (pozri obr. 3). Rezistor je potrebný, aby sa zabránilo prevádzke v režime bez sekundárnej záťaže.Prevádzka prúdového transformátora s nezaťaženými sekundárnymi vinutiami je neprijateľná z dôvodu silného zahrievania (až zničenia) magnetického obvodu.

Ryža. 3. Schematický diagram prúdového transformátora

Na rozdiel od napäťových transformátorov majú CT len jedno primárne vinutie (pozri obr. 4). Týmto závitom je často prípojnica prechádzajúca prstencom jadra so sekundárnymi vinutiami navinutými okolo neho (pozri obr. 5).

Ryža. 4. Schematické znázornenie TTRyža. 5. Zariadenie TT

Vodič elektrického obvodu niekedy funguje ako primárne vinutie. Konštrukcia jadra na to umožňuje použitie kĺbového spojenia častí transformátora na ovinutie vodiča (pozri obr. 6).

Ryža. 6. Rozdelené puzdro CT

Jadrá transformátorov sú vyrobené laminovaním silikónovej ocele. Vo vysoko presných modeloch sú jadrá vyrobené z materiálov na báze nanokryštalických zliatin.

Ako to funguje.

Hlavnou úlohou prúdových transformátorov je znížiť (zvýšiť) hodnotu prúdu na prijateľnú hodnotu. Princíp činnosti je založený na vlastnostiach transformácie striedavého elektrického prúdu. Vzniknutý striedavý magnetický tok je zachytený magnetickým obvodom kolmým na smer primárneho prúdu. Tento tok je vytvorený striedavým prúdom primárnej cievky a indukuje EMF v sekundárnom vinutí. Po pripojení záťaže začne sekundárnym obvodom pretekať elektrický prúd.

Závislosti medzi vinutiami a prúdmi sú vyjadrené vzorcom: k=W2/ W1=I1/ I2 .

Keďže prúd v sekundárnej cievke je nepriamo úmerný počtu závitov v nej, zvýšením (znížením) transformačného pomeru, ktorý závisí od pomeru počtu závitov vo vinutí, môžete dosiahnuť požadovaná hodnota výstupného prúdu.

V praxi sa táto hodnota najčastejšie nastavuje výberom počtu závitov sekundárneho vinutia, pričom primárne vinutie je jednootáčkové.

Lineárna závislosť výstupného prúdu (pri menovitom výkone) umožňuje určiť parametre veličín v primárnom okruhu. Číselne sa táto hodnota v sekundárnej cievke rovná súčinu skutočnej hodnoty prúdu a nominálneho transformačného pomeru.

Ideálne ja1=kI2=I=I2W2/W1. Vzhľadom na to, že W1=1 (jedno otočenie) I1=I2W2=kI2. Tieto jednoduché výpočty je možné vložiť do programu elektronického merača.

Ryža. 7. Princíp činnosti prúdového transformátora

Na obrázku 7 nie je znázornený zaťažovací odpor. Pri meraní je potrebné brať do úvahy jeho vplyv. Všetky dovolené chyby meraní sú zobrazené triedou presnosti TT.

Klasifikácia

Rodina prúdových transformátorov je klasifikovaná podľa niekoľkých kritérií.

    Pre účel:
    • ochranný;
    • linkové meracie prúdové transformátory;
    • stredná (používa sa na vyrovnávanie prúdov v systémoch diferenciálnej ochrany);
    • laboratórium.
  2. Podľa spôsobu inštalácie:
    • externé (pozri obr. 8), používané vo vonkajších rozvádzačoch;
    • interné (nachádza sa v ZRU);
    • vložené;
    • nad hlavou (často v kombinácii s priechodkami);
    • prenosné.
Ryža. 8. Príklad vonkajšieho použitia TT
  • Klasifikácia podľa typu primárneho vinutia:
    • viacotáčkové, ktoré zahŕňajú štruktúry cievok a transformátory s vinutiami vo forme slučiek;
    • jednootáčkový;
    • pneumatika.
  • Podľa hodnoty menovitých napätí:
    • Až 1 kV;
    • Nad 1 kV.

Transformátory prúdu možno klasifikovať aj podľa iných kritérií, ako je typ izolácie alebo počet stupňov transformácie.

Rozlúštenie označenia

Každému typu transformátora sú priradené alfanumerické znaky, podľa ktorých možno určiť jeho hlavné parametre:

  • T - prúdový transformátor;
  • П - písmeno označujúce, že máme priechodný transformátor. Neprítomnosť písmena P znamená, že zariadenie patrí do triedy referenčných CT;
  • B - označuje, že transformátor je zabudovaný do konštrukcie olejového ističa alebo do mechanizmu iného zariadenia;
  • VT - zabudované do konštrukcie výkonového transformátora;
  • L- so živicovou (liatou) izoláciou;
  • ФЗ - prístroj v porcelánovom kufríku. Typ primárneho vinutia;
  • Ф - so spoľahlivou porcelánovou izoláciou;
  • Ш - pneumatika;
  • O - jedno otočenie;
  • M - malý;
  • K - kotúč;
  • 3 - používa sa na ochranu pred následkami zemného spojenia;
  • U - vystužené;
  • Н - pre vonkajšiu montáž;
  • P - s jadrom určeným na ochranu relé;
  • D - so sekundárnou cievkou určenou na dodávku elektriny do zariadení diferenciálnej ochrany;
  • M - plnené olejom. Vhodné pre vonkajšiu inštaláciu.
    Menovité napätie (v kV) je uvedené za abecednými znakmi (prvá číslica).
  1. Čísla oddelené zlomkami označujú základné triedy presnosti. Niektorí výrobcovia uvádzajú namiesto číslic písmená R alebo D.
  2. ďalšie dve číslice „cez zlomok“ označujú parametre primárneho a sekundárneho prúdu;
  3. za pozíciou zlomkových znakov - kód verzie dizajnu;
  4. písmená umiestnené za kódom možnosti dizajnu označujú typ klimatickej modifikácie;
  5. číslo na poslednej pozícii - kategória umiestnenia.

Schémy zapojenia

Primárne cievky prúdových transformátorov sú v obvode zapojené sériovo. Sekundárne cievky sú určené na pripojenie meracích prístrojov alebo sa používajú v systémoch ochrany relé.

Výstupy meracích prístrojov a reléových ochrán sú zahrnuté v sekundárnom okruhu. Pre zaistenie bezpečnosti musí byť jadro magnetického obvodu a jedna zo svoriek sekundárnej cievky uzemnené.

Pri pripájaní trojfázových elektromerov v sieťach s izolovaným neutrálom sú vinutia transformátora zapojené podľa schémy „Neúplná hviezda“. V prítomnosti neutrálneho vodiča sa používa schéma plnej hviezdy.

Terminály transformátora sú označené. Pre primárne vinutie sa používajú označenia L1 a L2 a pre sekundárne - I1 a I2. Pri pripájaní meracích zariadení dbajte na polaritu vinutia.

Schéma "neúplná hviezda" sa používa pre dvojfázové pripojenie.

V diferenciálnej ochrane používanej vo výkonových transformátoroch sú vinutia zapojené do trojuholníka.

Základné schémy zapojenia:

Základné schémy zapojenia
  • V sieťach s pevne uzemneným neutrálom je ku každej fáze pripojený CT. Zapojenie vinutí transformátora je plné hviezdy.
  • Neúplné hviezdne spojenie. Používa sa v sieťach s izolovanými nulovými bodmi.
  • Schéma číslo osem. Rozdeľuje záťaž symetricky v prípade trojfázového skratu.
  • Pripojenie CT k prúdovému filtru s nulovou sekvenciou. Používa sa na ochranu menovitého zaťaženia pred zemnými poruchami.

Technické parametre

Veľmi dôležitou vlastnosťou prúdového transformátora je jeho trieda presnosti. Tento parameter charakterizuje chybu merania, to znamená, že ukazuje, ako veľmi sa nominálny (ideálny) transformačný pomer líši od skutočného.

Transformačný pomer

Keďže v skutočnom transformačnom pomere existuje súfázové a kvadratúrne zložky, hodnoty koeficientov sa vždy líšia od nominálnych. Rozdiel (chybu) treba brať do úvahy pri meraniach. Výsledky merania ovplyvňujú aj uhlové chyby.

Všetky CT majú zápornú chybu, pretože vždy majú straty z magnetizácie a zahrievania cievok prúdu.Aby sa eliminovalo záporné znamienko chyby, aby sa posunuli parametre transformácie v kladnom smere, používa sa korekcia otočenia. Preto v opravených zariadeniach bežný vzorec pre výpočty nefunguje. Preto výrobcovia určujú transformačné pomery v takýchto zariadeniach empiricky a uvádzajú ich v údajovom liste.

Trieda presnosti

Chyby prúdu skresľujú presnosť meraní elektrického prúdu. Preto sú pre prístrojové transformátory vysoké požiadavky na triedu presnosti:

  • 0,1;
  • 0,5;
  • 1;
  • 3;
  • 10P.

Transformátor môže byť v rámci deklarovanej triedy presnosti len vtedy, ak maximálny zaťažovací odpor neprekročí nominálny a prúd v primárnom okruhu neprekročí 0,05 - 1,2 menovitého prúdu transformátora.

O termíne

Hlavnou náplňou transformátorov je ochrana meracích a iných zariadení pred škodlivými účinkami extrémne vysokých prúdov. CT sa používajú na pripojenie elektromera, na izoláciu relé od účinkov silnej prúdovej záťaže.

Súvisiace video

Použitá literatúra

  • V.V. Afanasiev "Current Transformers" 1989
  • I S. Taev "Základy teórie elektrického aparátu" 1987
  • V. N. Vavin "Current Transformers" 1966
  • Katsman M. M. "Elektrické stroje a transformátory" 1971

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Elektrikár