Jaké je napětí na proudovém transformátoru?

Pro normální fungování zařízení, která poskytují reléovou ochranu pro vedení vysokého napětí, je nutné řídit parametry elektrického vedení. Odečítání údajů přímo z vysokonapěťových vodičů je nebezpečné a neúčinné. Provozní režim konvenčního transformátoru neumožňuje řídit změnu proudu. Tento problém řeší proudový transformátor, u kterého se indikátory sekundárního obvodu mění úměrně velikosti proudu primárního vinutí.

Návrh a princip fungování

Vzhled typického proudového transformátoru je znázorněn na obrázku 1. Charakteristickým znakem těchto modelů je přítomnost dielektrického pouzdra. Tvary pouzder mohou být různé – od pravoúhlého až po válcový. Některá provedení nemají průchozí tyče ve středu těla. Místo toho byla vytvořena díra, která se ovinula kolem drátu, který slouží jako primární vinutí.

Rýže. 1. Proudový transformátor

Dielektrické materiály se volí v závislosti na napětí, pro které je zařízení určeno, a na jeho provozních podmínkách. Pro obsluhu průmyslových energetických systémů jsou vyráběny výkonné CT s válcovým keramickým pouzdrem (viz obr. 2).

Rýže. 2. Průmyslový keramický transformátor proudu

Charakteristickým rysem transformátoru je povinná přítomnost zátěžového prvku (odporu) v sekundárním vinutí (viz obr. 3). Rezistor je nutný, aby se zabránilo provozu v režimu bez sekundární zátěže. Provoz proudového transformátoru s nezatíženými sekundárními vinutími je nepřijatelný kvůli silnému zahřívání (až do zničení) magnetického obvodu.

Rýže. 3. Schéma proudového transformátoru

Na rozdíl od napěťových transformátorů jsou PTP vybaveny pouze jedním závitem primárního vinutí (viz obr. 4). Tímto závitem je často přípojnice procházející prstencem jádra s navinutým sekundárním vinutím (viz obr. 5).

Rýže. 4. Schematické znázornění CT Obr. 5. CT přístroj

Někdy se vodič elektrického obvodu chová jako primární vinutí. Konstrukce jádra k tomu umožňuje použití kloubového spojení částí transformátoru k ovinutí vodiče (viz obr. 6).

Rýže. 6. TT s děleným pouzdrem

Jádra transformátorů jsou vyrobena tavením křemíkové oceli. U vysoce přesných modelů jsou jádra vyrobena z materiálů na bázi nanokrystalických slitin.

Princip.

Hlavním úkolem proudových transformátorů je snížit (zvýšit) hodnotu proudu na přijatelnou hodnotu. Princip činnosti je založen na transformačních vlastnostech střídavého elektrického proudu. Vzniklý střídavý magnetický tok je zachycen magnetickým jádrem kolmým na směr primárního proudu. Tento tok je vytvářen střídavým proudem primární cívky a indukuje emf v sekundárním vinutí. Po připojení zátěže začne sekundárním obvodem protékat elektrický proud.

Vztahy mezi vinutími a proudy jsou vyjádřeny vzorcem: k = W₂ / Ž₁ = I₁ / I₂ .

Protože proud v sekundární cívce je nepřímo úměrný počtu závitů v ní, lze zvýšením (snížením) transformačního poměru v závislosti na poměru počtu závitů ve vinutí dosáhnout požadovaného výstupního proudu.

V praxi se nejčastěji tato hodnota nastavuje volbou počtu závitů v sekundárním vinutí, přičemž primární vinutí je jednootáčkové.

Lineární závislost výstupního proudu (při jmenovitém výkonu) umožňuje určit parametry veličin v primárním okruhu. Číselně je tato hodnota v sekundární cívce rovna součinu skutečné hodnoty proudu a jmenovitého transformačního poměru.

V ideálním případě I₁ = kI₂ = I₂W₂/W₁. Vezmeme-li v úvahu, že W₁ = 1 (jedno otočení) I₁ = I₂W₂ = kI₂. Tyto jednoduché výpočty lze zahrnout do programu elektronických měřidel.

Rýže. 7. Princip činnosti proudového transformátoru

Obrázek 7 nezobrazuje zatěžovací odpor. Při měření je třeba vzít v úvahu i jeho vliv. Všechny dovolené chyby měření se promítají do třídy přesnosti TT.

Klasifikace

Skupina proudových transformátorů je klasifikována podle několika kritérií.

1. Po domluvě:
   • ochranný;
   • vedení měřicích transformátorů proudu;
   • střední (používá se k vyrovnání proudů v systémech diferenciální ochrany);
   • laboratoř.
2. Podle způsobu instalace:
   • externí (viz obr. 8), používané ve venkovních rozvaděčích;
   • vnitřní (umístěné v uzavřeném rozvaděči);
   • vestavěný;
   • nad hlavou (často v kombinaci s průchodkami);
   • přenosný.

• Klasifikace podle typu primárního vinutí:
  • víceotáčkové, které zahrnují struktury cívek a transformátory s vinutím ve formě smyček;
  • jednootáčkový;
  • pneumatika.
  • Do 1 kV;
  • Přes 1 kV.

  Proudové transformátory lze klasifikovat podle dalších kritérií, například podle typu izolace nebo podle počtu transformačních stupňů.

  Dekódování značení

  Každému typu transformátoru jsou přiřazeny alfanumerické symboly, pomocí kterých lze určit jeho hlavní parametry:

  • T – proudový transformátor;
  • P je písmeno označující, že máme průchozí transformátor. Absence písmene P znamená, že zařízení patří do třídy referenčních CT;
  • B – označuje, že transformátor je zabudován do konstrukce olejového spínače nebo do mechanismu jiného zařízení;
  • VT – zabudovaný do konstrukce výkonového transformátoru;
  • L—s pryskyřičnou (litou) izolací;
  • FZ je přístroj v porcelánovém pouzdře. Link typ primárního vinutí;
  • F – se spolehlivou porcelánovou izolací;
  • Ш – pneumatika;
  • O – jednootáčkový;
  • M – malá velikost;
  • K – naviják;
  • 3 – slouží k ochraně před následky zemního spojení;
  • U – zesílené;
  • N – pro venkovní instalaci;
  • R – s jádrem určeným pro ochranu relé;
  • D – se sekundární cívkou určenou k napájení elektrických zařízení diferenciální ochrany;
  • M – naplněný olejem. Používá se pro venkovní instalaci.
  1. Jmenovité napětí (v kV) je uvedeno za symboly písmen (první číslice).
  2. Čísla oddělená zlomkem označují třídy přesnosti jader. Někteří výrobci dávají místo číslic písmena P nebo D.
  3. další dvě číslice „oddělené zlomkem“ označují parametry primárního a sekundárního proudu;
  4. za pozicí zlomkových symbolů – kód možnosti návrhu;
  5. písmena umístěná za kódem konstrukční volby označují typ klimatizace;
  6. Číslo na poslední pozici je kategorie umístění.

  Schémata zapojení

  Primární cívky proudových transformátorů jsou zapojeny do série v obvodu. Sekundární cívky jsou určeny pro připojení měřicích přístrojů nebo se používají v systémech ochrany relé.

  Sekundární okruh zahrnuje svorky měřicích přístrojů a reléových ochran. Pro zajištění bezpečnosti musí být magnetické jádro a jeden ze svorek sekundární cívky uzemněny.

  Při připojování třífázových elektroměrů v sítích s izolovaným neutrálem jsou vinutí transformátoru zapojena podle obvodu „částečná hvězda“. Pokud je nulový vodič, použije se obvod plné hvězdy.

  Svorky transformátoru jsou označeny. Pro primární vinutí se používá označení L1 a L2 a pro sekundární vinutí – I1 a I2. Při připojování měřicích přístrojů je třeba dbát na polaritu vinutí.

  Obvod “částečná hvězda” se používá pro dvoufázové zapojení.

  V diferenciální ochraně používané ve výkonových transformátorech jsou vinutí zapojena do trojúhelníku.

  Základní schémata zapojení:

  • V sítích s pevně uzemněným neutrálem je CT připojen ke každé fázi. Zapojení vinutí transformátoru je plné hvězdy.
  • Zapojení podle částečného zapojení do hvězdy. Používá se v sítích s izolovanými nulovými body.
  • Osm diagram. Symetricky rozděluje zátěže během třífázového zkratu.
  • Připojení CT k proudovému filtru s nulovou složkou. Používá se k ochraně jmenovité zátěže před zkratem k zemi.

  Technické parametry

  Velmi důležitou vlastností proudového transformátoru je jeho třída přesnosti. Tento parametr charakterizuje chybu měření, to znamená, že ukazuje, jak moc se nominální (ideální) transformační poměr liší od skutečného.

  Transformační poměr

  Protože skutečný transformační poměr obsahuje soufázové a kvadraturní složky, hodnoty koeficientů se vždy liší od jmenovitého. Rozdíl (chybu) je třeba zohlednit při měření. Úhlové chyby také ovlivňují výsledky měření.

  Všechny CT mají zápornou chybu, protože vždy mají ztráty z magnetizace a ohřevu proudových cívek. Aby se eliminovalo záporné znaménko chyby, používá se korekce otočení k posunutí transformačních parametrů v kladném směru. Proto v upravených zařízeních obvyklý vzorec pro výpočty nefunguje. Proto výrobci určují transformační poměry v takových zařízeních experimentálně a uvádějí je v technickém pasu.

  Třída přesnosti

  Proudové chyby zkreslují přesnost měření elektrického proudu. Proto jsou pro přístrojové transformátory vysoké požadavky na třídu přesnosti:

  Transformátor může být v deklarované třídě přesnosti pouze tehdy, pokud maximální zatěžovací odpor nepřekračuje jmenovitý a proud v primárním okruhu nepřekračuje limity 0,05 – 1,2 jmenovitého proudu transformátoru.

  O schůzce

  Hlavní oblastí použití transformátorů je ochrana měřicích a jiných zařízení před ničivými účinky extrémně vysokých proudů. CT se používají k připojení elektroměru a izolují relé od účinků silných proudových zátěží.

  24. července 2012 Kategorie: Proudové transformátory, Elektrická zařízení

  Dobrý den, milí čtenáři webu Zápisky elektrikáře.

  O proudových transformátorech (CT) jsme již mluvili hodně a dnes jsem se rozhodl otevřít novou sekci na webu věnovanou výhradně tomuto tématu.

  Chcete-li začít studovat tuto část, musíte přesně porozumět jejich významu a účelu.

  Nejdůležitějším účelem proudových transformátorů je převést primární střídavý proud sítě na hodnoty, které jsou bezpečné pro jeho měření.

  Druhým účelem proudových transformátorů je oddělení nízkonapěťových elektroměrů a relé připojených k sekundárnímu vinutí od primární sítě vysokého napětí. Tím je zajištěna elektrická bezpečnost obsluhy a údržby elektroservisu.

  Proudové transformátory jsou široce používány v obvodech ochrany relé. Pomocí proudových transformátorů jsou napájeny obvody proudové ochrany. V případě poškození nebo abnormálních provozních podmínek elektrického zařízení závisí správná a spolehlivá činnost reléových ochranných zařízení na transformátoru proudu.

  Proudové transformátory se také používají k napájení obvodů měření výkonu a měření.

  Příklad 1

  V prvním příkladu vám ukážu, jak se měří elektřina na výkonném spotřebiči se zatěžovacím proudem přibližně 400 (A). Proto při tak velkém zatěžovacím proudu NENÍ POVOLENO připojení elektroměru a dalších měřicích zařízení (ampérmetru) přímo do sítě. Vyhoří a selžou. Proto je v tomto případě nutné použít CT s transformačním poměrem 400/5 nebo i více.

  Níže uvedená fotografie ukazuje transformátory proudu nízkého napětí s transformačním poměrem 400/5. Instalují se na připojení samostatného spotřebiče rozvodny s napětím 0,23 (kV) s izolovaným neutrálem. Jejich primární vinutí jsou zapojena sériově k výkonovým svorkám fází „A“ a „C“ (částečný obvod do hvězdy).

  A na sekundární vinutí CT je připojen třífázový elektroměr SAZU-IT a panelový ampérmetr E378.

  Třífázový indukční měřič SAZU-IT.

  Sekundární vodiče jsou vyrobeny z měděného drátu o průřezu 2,5 mmXNUMX. Nejprve jdou sekundární vodiče z proudových transformátorů do mezilehlé svorkovnice a odtud do měřicích zařízení. Napěťové obvody jsou připojeny na stejnou svorkovnici.

  Již jsem vám řekl o všech současných schématech pro připojení měřiče přes proudové transformátory a nebudu se tím nyní zabývat. Zde je pohled:

  Na fotografii jsem vám samozřejmě ukázal „staré“ elektrické zařízení. Ale to nic nemění na významu. Tak vypadá moderní elektrozařízení.

  Primární vinutí proudových transformátorů jsou v tomto případě zapojeny do série ve všech fázích. Sekundární vinutí jsou připojena vodiči k elektroměru přes testovací adaptér (TCB).

  Příklad 2

  Totéž lze říci o obvodech ochrany relé.

  Na druhém příkladu vám ukážu, jak se provádí reléová ochrana na spotřebiči s napětím 10 (kV), se zatěžovacím proudem přibližně 1000 (A). Proto při tak velkém zatěžovacím proudu a vysokém síťovém napětí NENÍ POVOLENO připojení relé přímo k síti.

  V tomto případě potřebujeme použít vysokonapěťové transformátory proudu TPL-10 s transformačním poměrem 1000/5 (pro napájení vinutí proudových relé) a měřicí transformátory napětí, například NTMI-10, s poměrem 10000 /100 (k napájení vinutí napěťových relé a elektroměrů) .

  Proudová ochranná relé na bázi RT-40 jsou instalována v reléovém prostoru buňky rozváděče.

  Na dveřích reléového prostoru je umístěn třífázový měřič SET-4TM.03M.01 a panelový ampérmetr E30.

  Pomocí TT je možné instalovat měřící zařízení a relé napojené na sekundární okruhy ve značných vzdálenostech od řízených a měřených úseků sítě.

  Například ampérmetry všech spotřebitelů rozvodny mohou být instalovány ve vhodné a vytápěné místnosti (rozvaděč nebo měřicí konzole) pro řízení jejich zatížení.

  Níže vám předkládám seznam článků na téma TT (seznam bude aktualizován v průběhu psaní článků):

  PS Zůstaňte naladěni na aktualizace, přihlaste se k odběru nových článků na webu (formulář pro přihlášení v pravém sloupci). Novinky o vydání nového článku vám budou zaslány přímo na váš email.