Jaké jsou transformační poměry proudových transformátorů?

Měření transformačního poměru proudového transformátoru se provádí za účelem zjištění souladu s jeho pasovými a konstrukčními údaji a také pro nastavení daného transformačního poměru pro transformátory vyrobené se zařízením, které umožňuje jejich změnu.

Transformační poměry se měří podle diagramu na Obr. 1 a pro nosné a průchozí transformátory a podle schématu na Obr. 1, b – pro vestavěné.

Rýže. 1. Schémata pro kontrolu transformačního poměru proudových transformátorů

Transformační poměr proudových transformátorů je definován jako poměr primárního proudu k sekundárnímu: n CT = I1 / I2

U vestavěných proudových transformátorů se transformační poměr kontroluje na všech větvích. V případě, že nejsou označeny odbočky vestavěných transformátorů proudu nebo označení není dostatečně zřetelné, je nutné jej zkontrolovat a označit na základě výsledků záměru transformačního poměru.

Nejvyšší transformační poměr by měl být mezi vnějšími větvemi. Je snazší zkontrolovat označení odboček měřením rozložení napětí na odbočkách. K tomu se na dvě větve přivede napětí asi 100 V a napětí mezi všemi větvemi se změří voltmetrem. Schéma testu rozložení napětí je na Obr. 2.

Maximální napětí odpovídá krajním větvím: A a D. Po nalezení větví se na ně přivede napětí a voltmetrem se změří napětí mezi větví A a ostatními. Napětí bude distribuováno úměrně počtu závitů, tj. transformačnímu poměru.

Po identifikaci větví změřte pomocí voltmetru poměr transformace proudu na všech větvích. Při určování rozložení napětí podél větví proudových transformátorů se stejným koeficientem v prvním a posledním stupni (například pro proudové transformátory 600/5 budou koeficienty podle stupně: A-B – 200/5; A-B – 300/5 ; A-D – 400/5; A-D – 600/5); další počet závitů pro kompenzaci ztrát napětí v proudových transformátorech. U takových transformátorů je napětí na posledním stupni G-D oproti prvnímu vyšší, což je dodatečná kontrola označení první A a poslední D větve.

Rýže. 2. Schéma pro určení větví vestavěných proudových transformátorů na základě rozložení napětí

Všechny proudové transformátory mají řadu charakteristik, které umožňují použití zařízení v konkrétní situaci v závislosti na individuálním účelu. Výběr konkrétního transformačního zařízení je dán mimo jiné koeficientem proudového transformátoru. Jak tuto hodnotu vypočítat a aplikovat v praxi? Podívejme se na hlavní typy transformátorů tohoto typu.

Základní klasifikace transformátorových proudových zařízení

Jedná se o velmi rozsáhlou skupinu zařízení, které lze rozdělit do různých skupin. Mezi nejčastější:

1. Třídy podle způsobu instalace:

• Transformátory pro povrchovou montáž nebo montáž na sloup.
• Průchodky, které jsou připevněny k přípojnici a fungují jako izolant.
• Přípojnice připojené k přípojnici, která slouží jako primární vinutí.
• Vestavěná, instalovaná zařízení typu napájení, stejně jako spínače nádrží.
• Odnímatelné, rychle nainstalované na kabelech a nevyžadující odpojení obvodu.

Proudový transformátor: a) zařízení proudového transformátoru.

• Třídy podle typologických vlastností izolace:
• S litou izolací, která využívá epoxidovou pryskyřici a speciální izolační laky.
• Umístěn v plastovém pouzdře.
• S vysoce účinnou pevnou polymerovou, bakelitovou nebo porcelánovou izolací.
• Izolováno viskózními sloučeninami s obalovými vlastnostmi.
• Olej izolovaný speciálními sloučeninami.
• Plněné plynem, používané pro vysoká a ultravysoká napětí.
• A také směs izolace z papíru a oleje s působivým zdrojem účinnosti.

Proudové transformátory s litou izolací: a) – víceotáčkové, b) – jednootáčkové, c) – přípojnicové

Klasifikace v závislosti na transformačním poměru ↑

Dalším důležitým bodem při výběru správného transformátoru je poměr transformace proudu (CT).

Na základě počtu koeficientů lze proudové transformátory definovat jako:

• Jednostupňové, mající pouze jeden transformační poměr.
• Vícestupňové, mající dvě nebo více CT. Říká se jim také kaskáda. Větší počet Kt se získá v důsledku změny počtu závitů ve vinutích, jakož i za přítomnosti variability, to znamená několika sekundárních vinutí.

Jak vybrat proudový transformátor na základě transformačního poměru? ↑

Při výběru tohoto typu transformátorových zařízení existuje řada určitých omezení a pravidel pro instalaci dalšího zařízení. Takže například instalace proudového transformátoru, který má nadhodnocenou Kt, není vhodná. Se zvýšeným koeficientem je povoleno instalovat měřicí zařízení přímo na přijímacím vstupu. Pokud mluvíme o zařízeních pro transformaci energie, pak by měly být měřiče namontovány na straně napětí s nejnižší hodnotou.

Dnes jsou nejoblíbenější na trhu transformátory s jedním CT, protože je zaručeno, že se tento indikátor zařízení nezmění po celou dobu provozu.

Inženýrské centrum ProfEnergia disponuje všemi potřebnými nástroji pro kvalitní testování stejnosměrných strojů, sehraným týmem profesionálů a licencemi, které opravňují k provádění všech potřebných zkoušek a měření. Volbou elektrolaboratoře ProfEnergia si vybíráte spolehlivý a kvalitní provoz vašeho zařízení!

Pokud si chcete objednat testování stejnosměrných strojů nebo se na něco zeptat, volejte: +7 (495) 181-50-34.

Jak si sami určit transformační poměr? ↑

Tyto parametry musí být zpravidla uvedeny v dokumentaci dodávané s transformátorem a musí být také uvedeny na krytu zařízení nebo zařízení. Stává se však, že CT proudového transformátoru je třeba určit nezávisle, přičemž mají pouze empiricky získaná data. Jak to udělat?

Primárním vinutím takového zařízení je nutné procházet proud zkratováním sekundárního vinutí. Poté je třeba pomocí vhodného zařízení změřit množství elektrického proudu, který během experimentu projde sekundárním vinutím.

Primární a sekundární vinutí.

Poté by se hodnota primárního proudu, který byl aplikován na primární vinutí, měla vydělit hodnotou proudu získanou jako výsledek našich měření v sekundárním vinutí. Kvocient bude požadovaný transformační koeficient.

Vlastnosti výpočtů transformačních poměrů ↑

Výpočet poměru primárních a sekundárních proudů lze provést ve dvou směrech v závislosti na úkolech, kterým specialista čelí.

Transformační poměr proudového transformátoru lze rozdělit na:

• reálná hodnota(N);
• jmenovitá hodnota (Nн).

V prvním případě zjistíme poměr skutečného primárního proudu ke skutečnému sekundárnímu proudu. Ve druhém je poměr jmenovitého primárního proudu ke jmenovitému proudu.

Příklady standardních hodnot poměru TT zahrnují: 150/5 (N=30), 600/5 (N=120), 1000/5 (N=200) a 100/1 (N=100).

Příklady výpočtů ↑

Uvažujme princip výpočtu spotřeby na příkladu proudového transformátoru s transformačním poměrem 100/5. Jak určit transformační poměr proudového transformátoru? Pokud jste odečetli elektroměry pro měření elektřiny a hodnota odečtu byla 100 kW/hod, je zařízení použito s transformátorem 100/5. Výpočet skutečné spotřeby nesnížených hodnot by pak měl být proveden následovně:

Nejprve byste měli zjistit, kolikrát váš transformátor sníží zatěžovací proud. K tomu stačí vydělit 100 5 – dostanete hodnotu koeficientu – 20.

Skutečnou spotřebu energie zjistíte tak, že vezmete koeficient a vynásobíte ho hodnotou vašeho elektroměru, tedy 100 kW. Skutečná spotřeba byla 2000 kW/hod.

Vlastnosti hodnot získaných při měření transformačního poměru ↑

Při měření transformačního poměru CT byste měli vědět, že přípustné odchylky získané hodnoty od hodnot uvedených v dokumentaci nebo indikátorech podobného plně funkčního zařízení by neměly být větší než 2 procenta.

Charakteristickým rysem měření pro vestavěná zařízení je, že všechna měření se odečítají pouze na větvích, které fungují. Zbývající části vinutí se neberou v úvahu a nejsou kontrolovány.

Zařízení oddělovacího transformátoru na sekundárním vinutí může vytvořit napětí asi 5V a hodnota proudu by měla být asi 1000A.

Na co si dát pozor při výběru transformátoru? ↑

Nezapomeňte, že každé zařízení má také své vlastní datum expirace. Při nákupu si proto nezapomeňte zkontrolovat rok a čtvrtletí výroby vašeho transformátoru. Připomeňme, že intervaly kalibrace pro všechny CT by neměly být delší než 4 roky od data výroby.

Typy proudových transformátorů.

Abyste se vyhnuli nákupu zařízení s prošlou životností, zkontrolujte údaje uvedené v pasu produktu a na typovém štítku připevněném k tělu transformátoru. Musí se zcela shodovat.

Pokud si koupíte třífázový měřič, pak by od okamžiku uvolnění do zapečetění neměl uplynout více než rok, jinak budete muset utratit další peníze za státní kontrolu nebo nákup novějšího měřiče. Chcete-li zkontrolovat datum, věnujte pozornost olověné pečeti – zobrazuje čtvrt vydání římskými číslicemi.

Změna transformačního poměru transformátoru

Jako trakční motory na nízkofrekvenčních jednofázových silnicích se používají komutátorové motory, které mají trakční charakteristiky blízké stejnosměrným motorům. Stejně jako u průmyslové frekvence je napětí na svorkách trakčního motoru regulováno změnou transformačního poměru transformátoru instalovaného na kolejových vozidlech. [31]

Pro normální provoz spotřebičů je nutné udržovat určitou úroveň napětí na sběrnicích rozvoden. Elektrické sítě poskytují různé způsoby regulace napětí, jedním z nich je změna transformačního poměru transformátorů. [33]

Na generátorech pracujících na sběrnicích generátorového napětí s připojenou distribuční sítí je napětí regulováno v menších mezích, protože hluboká změna napětí by byla pro spotřebitele nepřijatelná. Při regulaci jalového výkonu na těchto generátorech podle daného rozvrhu zatížení soustavy je napěťové úrovně na sběrnicích potřebné pro běžný provoz spotřebičů dosaženo změnou transformačního poměru transformátorů s přepínači odboček při zatížení připojujících generátory k VN síti. [34]

Usměrňovače VDG-302 a VDG-601 jsou určeny pro kompletaci svařovacích poloautomatů jednotné řady. Zjednodušené schéma stabilizovaného usměrňovače VDG-302 je na Obr. 60.136. Regulace napětí je plynulá. Kroková regulace se provádí změnou transformačního poměru transformátoru T, plynulá regulace v rámci každého kroku řízenou třífázovou saturační tlumivkou A. [36]

Pro normální provoz spotřebičů je nutné udržovat určitou úroveň napětí. K tomuto účelu se v elektrických sítích používá regulace napětí. Jedním ze způsobů regulace napětí je změna transformačního poměru transformátorů. [37]

Transformační poměr transformátoru je poměr jmenovitého napětí vysokonapěťového vinutí k jmenovitému napětí nízkonapěťového vinutí. Při změně režimů v napájecích systémech se mění napětí na sběrnicích distribučních zařízení, což vyžaduje regulaci napětí. Jedním ze způsobů regulace napětí je změna transformačního poměru transformátorů. Taková regulace je zajištěna instalací přídavných větví vinutí. Transformační poměr se mění, když se mění počet zapnutých otáček. [39]

U řady stejnosměrných spotřebičů je za provozu nutná plynulá změna hodnoty usměrněného napětí. Regulovat napětí na zátěži je možné jak změnou střídavého, tak usměrněného napětí. V prvním případě se toho dosáhne změnou transformačního poměru transformátoru nebo odporu zmagnetizovaného reaktoru (induktoru) zapojeného sériově do obvodu střídavého proudu. Nevýhodou obou metod je složitost transformátoru a značné výkonové ztráty v reaktoru. [40]

Snížení X je dosaženo rozdělením fází proudových vodičů a použitím podélné kapacitní kompenzace. Komplexní regulace je nejúčinnější, když se spolu se změnou transformačního poměru transformátorů koordinovaně mění výkon kompenzačních zařízení podniku. [41]

Pro stanovení přesného provozního proudu druhého a třetího stupně distanční ochrany jsou vypočteny proudy procházející relé při zkratu na konci příslušné zóny. Vypočítají se počáteční hodnoty (periodické složky) proudu při zkratu. Pokud se ukáže, že proud procházející do proudového vinutí vzdáleného relé je menší než minimální hodnota proudu přesné činnosti specifikovaná výrobcem nebo stanovená na základě zkušeností, je zřejmé, že je možné změnit transformační poměr proudové transformátory směrem k jejich redukci (např. místo proudových transformátorů s transformačním poměrem 600/5 se instalují proudové transformátory s transformačním poměrem 400/5 nebo se změní typ odporového relé. Pokud je proud procházející vinutím relé větší než maximální hodnota proudu pro přesný provoz, je vhodné zvýšit transformační poměr proudových transformátorů. [43]

Jeho hlavní výhodou je jednoduchost designu a malé rozměry. Hlavní nevýhody jsou spojeny s výkonovými ztrátami v rezistorech od přímých složek kolektorových, bázových a emitorových proudů. Pro eliminaci těchto ztrát přecházejí na obvod zesilovače tlumivky (obr. 5.19 6), jehož hlavní nevýhodou je stejně jako u prvního obvodu špatné výkonové přizpůsobení stupňů. Ten nás nutí přejít na transformátorové obvody (obr. 5.19 c), kde se koordinace dosahuje změnou transformačního poměru transformátoru. Běžné magneticky vázané transformátory uspokojivě pracují pouze do frekvencí řádově 10 MHz na vyšších frekvencích, na úsecích dlouhých vedení se používají speciální transformátory. [44]

Při kontrole a kalibraci přístrojů a měřicích systémů se získá řada hodnot vstupní veličiny X (a řada odpovídajících hodnot výstupní veličiny Yf. Pokud jsou tato data vynesena do grafu se souřadnicemi X a Y , pak se výsledné body budou nacházet v hranicích určitého pásma, když tyto body leží v hranicích vzájemně rovnoběžných linií, tj. absolutní chyba v celém rozsahu měření je omezena konstantou (nezávisle na aktuální hodnotě. X) limit D0, pak se taková chyba nazývá aditivní, tj. získané sčítáním nebo nulovou chybou Příkladem systematické aditivní chyby je chyba z nepřesného nastavení zařízení na nulu před měřením. Příklady náhodných aditivních chyb jsou chyby z tepelného šumu, z tření v podporách části měřicího mechanismu atd. Pokud se šířka pásma absolutní chyby zvětšuje úměrně s nárůstem vstupní hodnoty X a při X 0 je také rovna nula, pak se taková chyba nazývá multiplikativní nebo citlivostní chyba. Příčinou této chyby může být změna transformačního poměru proudového transformátoru během měření. [45]

Pro měření parametrů sítě s vysokým elektrickým zatížením se používají proudové transformátory (CT). Přístroje převádějí vysoké proudy na nižší pro bezpečné měření nebo měření elektřiny.

V tomto článku vám řekneme, jak vybrat proudový transformátor pro měřič a jaké vlastnosti je třeba věnovat pozornost.

Typy transformátorů

CT jsou klasifikovány podle následujících parametrů:

• kategorie umístění, klimatická verze;
• princip designu;
• druh izolace;
• počet transformačních stupňů;
• počet sekundárních vinutí a jejich účel;
• počet transformačních poměrů;
• Jmenovité napětí;
• doplňkové a speciální vlastnosti.

Jak funguje proudový transformátor?

Výrobek se skládá z napájecího a měřicího obvodu. Drát je navinut kolem prstencového ocelového jádra, aby vytvořil sekundární vinutí. Konce jsou vyvedeny na svorky I1, I2, jsou připojeny k ochranným zařízením, řídicím a měřicím přístrojům a měřičům.

Prstencovým jádrem je provlečena kovová deska (sběrnice), která tvoří primární vinutí. Přes svorky L1, L2 je na sběrnici připojen vodič, kterým protéká vysoký proud.

Při provozu PTP musí být sekundární vinutí zkratováno propojkou nebo k měřicímu zařízení. Je zakázáno jej trhat při průchodu elektřiny, aby napětí výrazně neskočilo. Podle bezpečnostních předpisů musí být také vinutí uzemněno v jednom fyzickém bodě.

Základní kritéria výběru

Klíčové vlastnosti zařízení: transformační poměr, třída přesnosti, jmenovité napětí a proud, výkon zátěže. Podívejme se blíže na každé kritérium, abychom vám usnadnili rozhodování, který proudový transformátor zvolit.

Výběr podle počtu koeficientů

Elektřina prochází primárním vinutím a způsobuje vznik magnetického pole v jádře. Vlivem pole vzniká sekundární proud, který je primárnímu úměrný hodnotou transformačního poměru. Výrobce uvádí aktuální poměr na těle zařízení.

Nápis „75/5“ znamená, že po přepočtu primární hodnoty 75 A bude sekundární proud 5 A. V tomto případě je koeficient 15. Při nesprávné volbě koeficientu bude měřicí zařízení pracovat s velkým chyba.

CT mohou mít několik koeficientů, získávají se změnou počtu závitů primárního a/nebo sekundárního vinutí při použití dvou nebo více sekundárních vinutí s různým počtem závitů.

Fáze transformace

U jednostupňových proudových transformátorů se primární proud přemění jednou na sekundární.

Modely s několika stupni transformace se nazývají kaskády. Primární vinutí těchto zařízení je rozděleno do několika sekcí. Každý prvek prochází svou vlastní transformací s odpovídajícím transformačním koeficientem.

Aktuální typ konverze

Většina modelů používá elektromagnetickou transformaci, v důsledku čehož primární a sekundární vinutí vzájemně interagují podle zákona magnetické indukce.

Existuje modernější, opticko-elektronická metoda, která se používá při měření CT. Elektrický signál je převeden na světelný signál, přenášen optickým kanálem a opět přeměněn na elektrický signál s následným zesílením.

Cívky

Poměr proudů primárního a sekundárního vinutí je nepřímo úměrný počtu závitů vinutí a je vyjádřen vzorcem: I1/I₂=W₂/W₁, kde:

• I1, I2 jsou odpovídající proudy;
• W₁, W₂ – počet otáček.

Pneumatika zpravidla tvoří jednu otáčku, ale může sestávat z několika. Sekundární vinutí obsahuje větší počet závitů o hodnotu transformačního poměru. Pokud primár sestává z jednoho závitu, pak při poměru 300/5 by měl mít sekundár 60 závitů.

Typ izolace

Transformátory podle této charakteristiky se vyrábí s litou izolací, plným, porcelánovým nebo polymerovým krytem, ​​v plastovém pouzdře, olejové, plynové, bez rámu.

Oblasti použití TT

Tato zařízení jsou instalována v obytných budovách, kancelářských centrech a maloobchodních zařízeních. Používají se pro měření elektřiny, měření parametrů, ochranné systémy, řídicí a poplašné systémy, sledování a záznam hodnot.

Přístrojový transformátor snižuje elektrické parametry obvodu na požadovanou hodnotu, takže je lze snadno a bezpečně měřit. Používá se pro správnou činnost čítačů a multimetrů.

Ochranné transformátory proudu se používají v systémech ochrany relé. Odděluje vysokonapěťové a nízkonapěťové obvody a zajišťuje bezpečnost.

Způsoby instalace

Při instalaci se berou v úvahu konstrukční vlastnosti výrobku. Nosné a průchozí transformátory jsou instalovány v kompletních rozvaděčích, prefabrikovaných jednosměrných servisních komorách a různých elektroinstalacích.

Sběrnicová konstrukce je instalována v místech, kde je jako primární vinutí použita sběrnice. Vestavěné modely jsou instalovány v výkonových transformátorech, olejových spínačích; odnímatelné – na žíly kabelu bez narušení integrity obvodu.

Třída přesnosti vinutí

CT slouží jako prostředník mezi sítí a měřicím zařízením, vnáší do měření určitou chybu. Výrobek je rozdělen podle třídy přesnosti: 0,1; 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S; 1; 3; 5; 5r; 10; 10 rub.

Nejvyšší požadavky platí pro komerční měřicí obvody. V reléové ochraně se používají zařízení s minimální třídou přesnosti. Chyby by neměly přesahovat povolené oblasti.

• 10r; 5p – nejhrubší v přesnosti, vhodný pro ochranné obvody;
• 3; 1; 0,5 – pro připojení měřicích přístrojů;
• 0,5S; 0,2S – pro měření elektřiny.

Ochranný transformátor nelze použít k měření elektřiny, elektroměr bude ukazovat nesprávný odběr z důvodu velké chyby.

Elektroměry a transformátory musí projít plánovaným ověřením. Pokud se během intervalu ověřování parametry přesnosti zhoršily a již neodpovídají normě, je třeba zařízení vyměnit.

Jmenovité napětí a proud

Transformátory mají napětí od 660 V do 750 kV a vyšší. Tato hodnota musí být větší nebo rovna jmenovitému napětí zátěže. V každodenním životě se používají zařízení 660 V.

Správná volba primárního proudu ovlivňuje přesnost měření, jeho hodnota je určena na základě úlohy a podmínek aplikace.

Pro univerzální měření jsme se dohodli na použití sekundárního proudu 5 A, méně často – 1 A. Pro daný transformační poměr bude tato hodnota konstantní.

Výběr transformátoru pro připojení měřidel

Elektřina nad 100 A je měřena pomocí elektroměrů, které jsou připojeny přes TT. Propojení je provedeno vodiči optimálního průřezu a délky, aby byla zajištěna minimální ztráta napětí. Při výpočtu elektřiny se odečty elektroměru násobí transformačním poměrem.

Podívejme se, jak vybrat proudový transformátor na základě výkonu. Jmenovitý výkon PTP má podle normy tyto hodnoty: 2,5; 5; 10; 15; 30 VA a více. Ukazuje schopnost procházet sekundární proud zátěží v rámci dovolené chyby.

Spotřeba energie by se měla blížit jmenovitému výkonu. Pokud tuto hodnotu překročíte, zařízení překročí svou třídu přesnosti – odečty budou nesprávné.

Jednofázový měřič

Toto zařízení je připojeno přes CT se dvěma vodiči: fázovým a neutrálním. Schéma připojení je uvedeno v pasu produktu. Kontaktujte kvalifikovaného elektrikáře, který provede výpočty, správně vybere a nainstaluje požadované zařízení.

Třífázový měřič

Proudový transformátor pro třífázový elektroměr je instalován samostatně pro každou fázi. Měřicí zařízení je připojeno k CT přes testovací skříň adaptéru, která zkratuje sekundární obvody propojkou.

Pomocí této krabice jsou fáze odpojeny a elektroměr se při výměně vypne. Kontrolují také přesnost měření bez odpojení spotřebiče.

Příklad výpočtu proudového transformátoru

Transformační poměr se volí na základě zatížení s přihlédnutím k provozu v nouzovém režimu.

Podle pravidel pro navrhování elektrických instalací musí být při maximálním zatížení proud v sekundárním vinutí nejméně 40% jmenovitého proudu elektroměru, při minimálním provozním zatížení – nejméně 5%. Pokud jsou maximální a minimální zatížení nižší než specifikované hodnoty, vyberte CT nižší jmenovité hodnoty.

Aby nedošlo k chybě při výběru, jsou parametry vypočteny pro každý jednotlivý případ. Příklad viz ilustrace.

Shrnutí

Článek zkoumal hlavní typy proudových transformátorů a klíčové parametry, které stojí za pozornost. Pokud máte stále dotazy a nemůžete se rozhodnout sami, vyhledejte pomoc zkušeného elektrikáře nebo konzultanta ze společnosti Stroytekhsnabzhenie.

Ščerbakov Sergej Sergejevič

Specialista na kabelové a elektrické produkty