Что такое трансформатор тока. Трансформатор тока: принцип работы, виды, характеристики и применение

Что такое трансформатор тока и как он работает. Какие бывают типы трансформаторов тока. Каковы основные характеристики и параметры трансформаторов тока. Где применяются трансформаторы тока в электротехнике.

Что такое трансформатор тока и каков принцип его работы

Трансформатор тока — это измерительный прибор, предназначенный для преобразования больших значений переменного тока в цепях высокого напряжения в пропорционально меньшие значения тока для измерительных и защитных приборов. Принцип работы трансформатора тока основан на явлении электромагнитной индукции.

Основные элементы конструкции трансформатора тока:

• Сердечник из магнитомягкого материала (обычно электротехническая сталь)
• Первичная обмотка с малым числом витков
• Вторичная обмотка с большим числом витков
• Изоляция между обмотками

Принцип работы трансформатора тока заключается в следующем:

1. Переменный ток в первичной обмотке создает переменное магнитное поле в сердечнике
2. Магнитное поле индуцирует ЭДС во вторичной обмотке
3. За счет большего числа витков во вторичной обмотке индуцируется меньший ток
4. Соотношение токов обратно пропорционально числу витков в обмотках

Таким образом, трансформатор тока позволяет преобразовать большой первичный ток в пропорционально меньший вторичный ток для подключения измерительных приборов.

Основные виды и типы трансформаторов тока

Трансформаторы тока классифицируются по различным признакам:

По назначению:

• Измерительные — для подключения измерительных приборов
• Защитные — для устройств релейной защиты
• Комбинированные — совмещают функции измерения и защиты

По способу установки:

• Опорные — устанавливаются на изоляторы
• Проходные — монтируются в проходной изолятор
• Шинные — надеваются на токоведущую шину
• Встроенные — устанавливаются внутри оборудования

По конструкции магнитопровода:

• Стержневые — с прямым магнитопроводом
• Шинные — с кольцевым магнитопроводом
• Катушечные — с цилиндрическим магнитопроводом

По числу вторичных обмоток:

• Однообмоточные
• Многообмоточные (до 4-5 вторичных обмоток)

Выбор типа трансформатора тока зависит от конкретных условий применения, требуемой точности, номинального тока и других факторов.

Основные технические характеристики трансформаторов тока

Ключевые параметры и характеристики трансформаторов тока:

• Номинальный первичный ток — от единиц до десятков тысяч ампер
• Номинальный вторичный ток — стандартно 1 А или 5 А
• Номинальная вторичная нагрузка — допустимая мощность подключаемых устройств
• Класс точности — погрешность преобразования тока (0.1, 0.2, 0.5, 1, 3, 5)
• Номинальная предельная кратность — допустимая перегрузка по току
• Коэффициент безопасности — защита от перегрузки измерительных приборов
• Термическая и динамическая стойкость к токам КЗ

При выборе трансформатора тока необходимо учитывать все эти параметры в соответствии с условиями эксплуатации.

Где применяются трансформаторы тока в энергетике и электротехнике

Основные области применения трансформаторов тока:

• Измерение токов в высоковольтных линиях электропередач
• Подключение электросчетчиков для коммерческого учета электроэнергии
• Питание токовых цепей устройств релейной защиты и автоматики
• Системы мониторинга и диагностики электрооборудования
• Лабораторные измерения больших токов
• Контроль нагрузки и защита электродвигателей
• Измерение токов в распределительных устройствах подстанций

Трансформаторы тока являются неотъемлемым элементом систем измерения, защиты и управления в современной электроэнергетике.

Как правильно выбрать трансформатор тока для конкретного применения

При выборе трансформатора тока необходимо учитывать следующие факторы:

1. Номинальный первичный ток — должен соответствовать максимальному рабочему току цепи
2. Номинальный вторичный ток — 1 А или 5 А в зависимости от подключаемых устройств
3. Класс точности — в соответствии с требованиями к точности измерений
4. Номинальная вторичная нагрузка — с учетом сопротивления приборов и проводов
5. Номинальная предельная кратность — для защиты от токов КЗ
6. Рабочее напряжение сети — для выбора уровня изоляции
7. Условия эксплуатации — температура, влажность, механические нагрузки

Правильный выбор трансформатора тока обеспечивает точность измерений и надежность работы всей системы.

Правила монтажа и эксплуатации трансформаторов тока

Основные рекомендации по монтажу и эксплуатации трансформаторов тока:

• Монтаж должен выполняться квалифицированным персоналом
• Необходимо соблюдать полярность подключения обмоток
• Вторичная обмотка должна быть замкнута на нагрузку или накоротко
• Запрещается размыкать вторичную цепь под нагрузкой
• Сечение проводов вторичных цепей выбирается по допустимой нагрузке
• Требуется периодическая поверка трансформаторов тока
• Необходимо контролировать сопротивление изоляции обмоток

Соблюдение правил монтажа и эксплуатации обеспечивает безопасность персонала и надежность работы трансформаторов тока.

Часто задаваемые вопросы о трансформаторах тока

Как определить коэффициент трансформации?

Коэффициент трансформации равен отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной. Также он равен отношению первичного тока ко вторичному.

Можно ли разомкнуть вторичную обмотку трансформатора тока?

Категорически запрещается размыкать вторичную цепь трансформатора тока под нагрузкой. Это может привести к появлению опасного высокого напряжения.

Как проверить исправность трансформатора тока?

Основные методы проверки: измерение сопротивления изоляции обмоток, снятие вольт-амперной характеристики, определение коэффициента трансформации.

Каков срок службы трансформаторов тока?

Нормативный срок службы большинства трансформаторов тока составляет 25-30 лет при соблюдении условий эксплуатации. Фактический срок может быть больше.

Трансформаторы тока назначение и принцип действия

Для измерения величин с большими значениями применяются трансформаторы тока. С этой целью выполняется последовательное включение первичной обмотки устройства в цепь с переменным током, значение которого необходимо измерить. Вторичная обмотка подключается к измерительным приборам. Между токами в первичной и вторичной обмотке существует определенная пропорция. Все трансформаторы этого типа отличаются высокой точностью. В их конструкцию входит две и более вторичных обмоток, к которым подключаются защитные устройства, измерительные средства и приборы учета.

Содержание

Что такое трансформатор тока?

К трансформаторам тока относятся устройства, в которых вторичный ток, применяемый для измерений, находится в пропорциональном соотношении с первичным током, поступающим из электрической сети.

Включение в цепь первичной обмотки осуществляется последовательно с токопроводом. Подключение вторичной обмотки выполняется на какую-либо нагрузку в виде измерительных приборов и различных реле. Между токами обеих обмоток возникает пропорциональная зависимость, соответствующая количеству витков. В трансформаторных устройствах высокого напряжения выполняется изоляция между обмотками из расчета на полное рабочее напряжение. Как правило производится заземление одного из концов вторичной обмотки, поэтому потенциалы обмотки и земли будут примерно одинаковыми.

Все трансформаторы тока предназначены для выполнения двух основных функций: измерения и защиты. В некоторых устройствах обе функции могут совмещаться.

• Измерительные трансформаторы передают полученную информацию к подключенным измерительным приборам. Они устанавливаются в цепях с высоким напряжением, в которые невозможно включить напрямую приборы для измерений. Поэтому только во вторичную обмотку трансформатора выполняется подключение амперметров, счетчиков, токовых обмоток ваттметров и прочих приборов учета. В результате, трансформатор преобразует переменный ток даже очень высокого значения, в переменный ток с показателями, наиболее приемлемыми для использования обычных измерительных приборов. Одновременно обеспечивается изоляция измерительных приборов от цепей с высоким напряжением, повышается электробезопасность обслуживающего персонала.
• Защитные трансформаторные устройства в первую очередь передают полученную измерительную информацию на устройства управления и защиты. С помощью защитных трансформаторов, переменный ток любого значения преобразуется в переменный ток с наиболее подходящим значением, обеспечивающим питание устройств релейной защиты. Одновременно выполняется изоляция реле, к которых имеется доступ персонала, от цепей высокого напряжения.

Назначение трансформаторов

Трансформаторы тока относятся к категории специальных вспомогательных приборов, используемых совместно с различными измерительными устройствами и реле в цепях переменного тока. Главной функцией таких трансформаторов является преобразование любого значения тока до величин, наиболее удобных для проведения измерений, обеспечения питания отключающих устройств и обмоток реле. За счет изоляции приборов, обслуживающий персонал оказывается надежно защищен от поражения током высокого напряжения.

Измерительные трансформаторы тока предназначены для электрических цепей с высоким напряжением, когда отсутствует возможность прямого подключения измерительных приборов. Их основное назначение заключается в передаче полученных данных об электрическом токе на измерительные устройства, подключаемые к вторичной обмотке.

Немаловажной функцией трансформаторов является контроль над состоянием электрического тока в цепи, к которой они подключены. Во время подключения к силовому реле, выполняются постоянные проверки сетей, наличие и состояние заземления. Когда ток достигает аварийного значения, включается защита, отключающая все используемое оборудование.

Принцип работы

Принцип работы трансформаторов тока основан на законе электромагнитной индукции. Напряжение из внешней сети поступает на силовую первичную обмотку с определенным количеством витков и преодолевает ее полное сопротивление. Это приводит к появлению вокруг катушки магнитного потока, улавливаемого магнитопроводом. Данный магнитный поток располагается перпендикулярно по отношению к направлению тока. За счет этого потери электрического тока в процессе преобразования будут минимальными.

При пересечении витков вторичной обмотки, расположенных перпендикулярно, происходит активация магнитным потоком электродвижущей силы. Под влиянием ЭДС появляется ток, который вынужден преодолевать полное сопротивление катушки и выходной нагрузки. Одновременно на выходе вторичной обмотки наблюдается падение напряжения.

Классификация трансформаторов тока

Все трансформаторы тока можно классифицировать, в зависимости от их особенностей и технических характеристик:

1. По назначению. Устройства могут быть измерительными, защитными или промежуточными. Последний вариант используется при включении измерительных приборов в токовые цепи релейной защиты и других аналогичных схемах. Кроме того, существуют лабораторные трансформаторы тока, отличающиеся высокой точностью и множеством коэффициентов трансформации.
2. По типу установки. Существуют трансформаторные устройства для наружной и внутренней установки, накладные и переносные. Некоторые виды приборов могут встраиваться в машины, электрические аппараты и другое оборудование.
3. В соответствии с конструкцией первичной обмотки. Устройства разделяются на одновитковые или стержневые, многовитковые или катушечные, а также шинные, например, ТШ-0,66.
4. Внутренняя и наружная установка трансформаторов предполагает проходные и опорные способы монтажа этих устройств.
5. Изоляция трансформаторов бывает сухая, с применением бакелита, фарфора, и других материалов. Кроме того, применяется обычная и конденсаторная бумажно-масляная изоляция. В некоторых конструкциях используется заливка компаундом.
6. По количеству ступеней трансформации, устройства могут быть одно- или двухступенчатыми, то есть, каскадными.
7. Номинальное рабочее напряжение трансформаторов может быть до 1000 В или более 1000 В.

Все характерные классификационные признаки присутствуют в условных обозначениях трансформаторов тока, состоят из определенных буквенных и цифровых символов.

Параметры и характеристики

Каждый трансформатор тока обладает индивидуальными параметрами и техническими характеристиками, определяющими область применения этих устройств.

Номинальный ток

Позволяет устройству работать в течение длительного времени без перегрева. В таких трансформаторах имеется значительный запас по нагреву, а нормальная работа возможна при перегрузках до 20%.

Номинальное напряжение

Его значение должно обеспечивать нормальную работу трансформатора. Именно этот показатель влияет на качество изоляции между обмотками, одна из которых находится под высоким напряжением, а другая заземлена.

Коэффициент трансформации

Представляет собой отношение между токами в первичной и вторичной обмотке и определяется по специальной формуле. Его действительное значение будет отличаться от номинального в связи с определенными потерями в процессе трансформации.

Токовая погрешность

Возникает в трансформаторе под влиянием тока намагничивания. Абсолютное значение первичного и вторичного тока различается между собой как раз на эту величину. Ток намагничивания приводит к созданию в сердечнике магнитного потока. При его возрастании, токовая погрешность трансформатора также увеличивается.

Номинальная нагрузка

Определяет нормальную работу устройства в своем классе точности. Она измеряется в Омах и в некоторых случаях может заменяться таким понятием, как номинальная мощность. Значение тока является строго нормированным, поэтому значение мощности трансформатора полностью зависит лишь от нагрузки.

Номинальная предельная кратность

Представляет собой кратность первичного тока к его номинальному значению. Погрешность такой кратности может достигать до 10%. Во время расчетов сама нагрузка и ее коэффициенты мощности должны быть номинальными.

Максимальная кратность вторичного тока

Представлена в виде отношения максимального вторичного тока и его номинального значения, когда действующая вторичная нагрузка является номинальной. Максимальная кратность связана со степенью насыщения магнитопровода, при котором первичный ток продолжает увеличиваться, а значение вторичного тока не меняется.

Возможные неисправности трансформаторов тока

У трансформатора тока, включенного под нагрузку, иногда возникают неисправности и даже аварийные ситуации. Как правило, это связано с нарушениями электрического сопротивления изоляции обмоток, снижением их проводимости под влиянием повышенных температур. Негативное влияние оказывают случайные механические воздействия или некачественно выполненный монтаж.

В процессе работы оборудования наиболее часто происходит повреждение изоляции, вызывающее межвитковые замыкания обмоток, что существенно снижает передаваемую мощность. Токи утечки могут появиться в результате случайно созданных цепей, вплоть до возникновения короткого замыкания.

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Топ лучших мультиметров

Токоизмерительные клещи: назначение, принцип работы, как пользоваться

Как проверить электродвигатель мультиметром: проверка ротора и статора на межвитковое замыкание, прозвонка асинхронного и трехфазного двигателя

Система запуска асинхронного двигателя: устройство и принцип работы, схема,

Как проверить электродвигатель: этапы проверки и выяснение неисправностей

Трансформатор тока ТОЛ-10 500/5 0,5/10Р УХЛ2.

1

1. Главная
2. Каталог
3. Трансформаторы и преобразователи
4. Трансформаторы тока
5. Трансформатор тока ТОЛ-10 500/5 0,5/10Р УХЛ2.1

Артикул:
SZT014

Производитель:
Свердловский завод трансформаторов тока

Трансформаторы предназначены для установки в комплектные распределительные устройства (КРУ) и служат для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и (или) устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках переменного тока на класс напряжения до 10 кВ частоты 50 или 60 Гц.

Доставка:
до ТК бесплатно

Самовывоз:
до 18:00

Наличие: Уточнить у менеджера

Цена по запросу

Товар в Корзине

• Описание товара
• Комментарии

Общее описание

Трансформаторы для дифференциальной защиты поставляются по специальному заказу.
Трансформаторы изготавливаются в климатическом исполнении «Т» и «УХЛ» категории размещения 2.1 по ГОСТ 15150 и предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях в условиях:
высота над уровнем моря не более 1000 м;
температура окружающей среды с учетом перегрева воздуха внутри КРУ — от минус 60°C до плюс 50°C для исполнения «УХЛ 2.1» и от минус 10°C до плюс 55°C для исполнения «Т2.1»;

окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая пыли, химически активных газов и паров в концентрациях, разрушающих покрытия металлов и изоляцию;
рабочее положение — любое.
Трансформаторы выпускаются с одной вторичной обмоткой для измерения и одной вторичной обмоткой для защиты. Трансформаторы на номинальный ток 1000 и 1500 А могут выпускаться с двумя вторичными обмотками для защиты.
Трансформаторы комплектуются защитными прозрачными крышками для раздельного пломбирования вторичных выводов.
Сообщаем, что в трансформаторах тока производства ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» допускается использование вторичных обмоток для учета, классов точности 0,2S и 0,5S со значением вторичной нагрузки ниже 25% от номинальной. Минимально допустимая нагрузка для обмоток класса точности 0,2S и 0,5S составляет 1ВА.
В паспорте на трансформаторы тока со вторичными обмотками для учета классов точности 0,2S и 0,5S указываются измеренные токовые и угловые погрешности при номинальной вторичной нагрузке 1ВА.

Дополнительная информация

Таблица 1. Технические данные

Наименование параметра	Значение
Количесвто вторичных обмоток	2	3
Номинальное напряжение, кВ	10 или 11
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальная частота переменного тока, Гц	50 или 60
Номинальный вторичный ток, А	1; 5
Номинальный первичный ток, А	10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 450; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1250; 1500; 2000
Класс точности: вторичной обмотки для измерений вторичной обмотки для защиты	0,5; 0,5S, 0,2; 0,2S или 1 5Р; 10Р
Номинальная вторичная нагрузка при коэффициенте мощности cos φ = 0,8, ВА вторичной обмотки для измерений вторичной обмотки для защиты	3; 5; 10; 15; 20; 25; 30* (10) 3; 5; 10; 15; 20; 25; 30* (15)
Номинальная предельная кратность вторичной обмотки для защиты,  не менее, при номинальном первичном токе, А:  10-2000	10	10
Номинальный коэффициент безопасности приборов вторичной обмотки для измерений в классах точности при номинальном первичном токе, А, не более:
0,2S; 0. 5S (10-2000А)	10
0,2 (10-1250А) 0,2 (1500; 2000А)	10 17
0,5; 1 (10-300; 450; 500; 600; 1000А) 0,5; 1 (80; 400; 750; 800; 1200; 1250А) 0,5; 1 (1500; 2000)	14 16 17
Односекундный ток термической стойкости, кА, при номинальном первичном токе, А: 10 15 20; 25 30 40 50 75 80 100 150 200; 250 300; 400 450-2000	0,78 1,2 1,56 2,5 3 5 5,85 6,23 10 12,5 17,5 31,5 40,0
Ток электродинамической стойкости, кА, при номинальном первичном токе, А: 10 15 20; 25 30 40 50 75 80 100 150 200; 250 300; 400 450-2000	1,97 3 3,93 6,25 7,56 12,8 14,7 15,7 25,5 31,8 51 81 102
Испытательное напряжение, кВ: одноминутное промышленной частоты грозового импульса полного	42 75

Примечание:
*) уточняется в заказе

Таблица 2.  Расчетные значения номинальной предельной кратности вторичной обмотки для защиты в зависимости от номинальной вторичной нагрузки в классах точности 5Р и 10Р для двухобмоточного трансформаторов тока ТОЛ-10

Тип трансформатора	Номинальная вторичная нагрузка, В·А	3	5	10	15	20	30	40	50
ТОЛ-10	Коэффициент трансформации	Номинальная предельная кратность
	10-30, 50-150, 300/5	27	20	12	10	7	5	4	3
	40, 80, 200, 400/5	27	21	14	10	8	6	4	3,5
	450/5	26	20	13	10	8	5	4	3
	250, 500/5	24	20	13	10	8	5	4	4
	600/5	26	21	15	10	9	7	5	4
	750/5	27	23	16	13	10	8	6	5
	800/5	28	23	17	10	11	8	6	5
	1000, 1200/5	20	17	13	10	9	7	5	5
	1250/5	21	18	13	10	9	7	5	5
	1500/5	21	18	14	10	10	8	6	5
	2000/5	21	17	15	10	10	9	7	6

Таблица 3 — Расчетные значения номинальной предельной кратности вторичной обмотки для защиты в зависимости от номинальной вторичной нагрузки в классах точности 5Р и 10Р для трехобмоточного трансформатора

Тип трансформатора	Номинальная вторичная нагрузка, В·А	3	5	10	15	20	30	40	50
ТОЛ-10	Коэффициент трансформации	Номинальная предельная кратность
	10-300, 600/5	24	19	13	10	8	6	4	4
	450/5	26	20	13	10	8	5	4	3
	250, 500/5	27	21	14	10	8	6	5	4
	750/5	26	21	15	11	9	7	5	4
	80, 400, 800/5	26	21	15	10	10	7	5	5
	1000/5	20	16	12	10	8	6	4	4
	1200/5	21	17	13	10	9	6	5	4
	1250/5	19	16	12	10	8	6	5	4
	1500/5	21	18	14	10	10	8	6	5
	2000/5	18	15	12	10	9	7	6	5

К этому товару пока нет комментариев.
Ваш комментарий будет первым!

Ваш комментарий

Все поля обязательны для заполнения.

Похожие товары

Недавно просмотренные товары

Просто опишите, что Вам нужно, и мы вышлем Вам коммерческое предложение!

В чем разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения

Содержание

Трансформатор тока и трансформатор напряжения (также называемый трансформатором напряжения) являются измерительными устройствами. ТТ понижает токовые сигналы для целей измерения, в то время как ПТ понижает высокие значения напряжения до более низких. Трансформаторы предназначены для измерения точности и безопасности энергосистем.

Кроме того, трансформатор CT и PT уменьшает ток и напряжение от высокого до низкого значения. Трансформатор тока и трансформатор напряжения имеют аналогичную конструкцию, поскольку они имеют магнитную цепь в первичной и вторичной обмотках.

Несмотря на это, у них есть явные отличия. В этом посте рассказывается о трансформаторе тока и трансформаторе напряжения и подчеркиваются различия между ними.

Что такое трансформатор тока и трансформатор напряжения

Трансформатор тока

Трансформаторы тока, также известные как трансформаторы тока, представляют собой устройства, измеряющие переменный ток. Они широко используются для измерения токов большой величины.

Трансформатор тока существенно снижает (понижает) высокий ток до более низкого, более безопасного уровня, которым вы можете правильно управлять. Он понижает измеряемый ток, чтобы его можно было измерить амперметром среднего диапазона.

Функции трансформатора тока включают:

• Преобразование больших первичных токов в малые токи 1A/5A
• Подача тока на обмотку измерительного прибора и защитного реле
• Отделяет первичное напряжение от вторичного.

Характеристики трансформатора тока включают:

• Сопротивление катушки тока прибора, с которой соединена вторичная обмотка ТТ, мало. Трансформатор ТТ работает в состоянии близком к короткому замыканию при нормальных условиях
• Первичная обмотка установлена ​​последовательно по току.

Трансформаторы напряжения

С другой стороны, трансформаторы напряжения, также известные как трансформаторы напряжения , измеряют параметры источника питания. В то время как трансформатор тока измеряет ток, трансформатор напряжения измеряет напряжение.

В большинстве американских домов для различных целей используется разное напряжение.

Трансформаторы напряжения (напряжения) выполняют следующие функции:

• Он измеряет и уменьшает значения высокого напряжения до более низких значений
• Трансформаторы напряжения пропорционально преобразуют высокое напряжение в стандартное вторичное напряжение 100 В или ниже для облегчения использования защитных и измерительных приборов/устройств
• Для изоляции высокого напряжения от электриков, использующих PT.

Разница между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения

Функция

Одно из основных различий между трансформаторами CT и PT заключается в их функциях.

С одной стороны, трансформатор тока снижает высокий ток до более безопасного и управляемого уровня, который можно измерить. Он преобразует большие первичные токи в малые токи 1A/5A, которые можно измерить амперметром.

С другой стороны, потенциал (трансформатор напряжения) измеряет и уменьшает высокие значения напряжения до меньших значений. Он преобразует высокое напряжение в стандартное вторичное напряжение 100 В или ниже.

Трансформатор тока делится на два типа, в том числе с обмоткой и с закрытым сердечником. Трансформатор напряжения также делится на две категории (типа), включая электромагнитное и емкостное напряжение.

Соединение

В трансформаторе тока первичная обмотка соединена последовательно с линией передачи, ток которой измеряется, и полный линейный ток протекает через обмотку. С другой стороны, трансформатор напряжения подключен параллельно цепи, то есть на обмотке появляется полное линейное напряжение.

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации в трансформаторе тока высокий, а в трансформаторе напряжения низкий.

Первичная и вторичная обмотка

В трансформаторе тока первичная обмотка имеет меньшее число витков и пропускает измеряемый ток. В трансформаторах напряжения первичная обмотка имеет много витков и несет измеряемое напряжение.

В трансформаторе тока вторичная обмотка имеет большое количество витков на вторичной стороне и соединена с токовой обмоткой прибора. В трансформаторе напряжения вторичная обмотка имеет небольшое число витков на вторичной стороне и соединена со счетчиком или прибором.

Трансформатор тока изготовлен из кремнистой стали, а трансформатор напряжения изготовлен из высококачественной стали, работающей при низкой плотности потока.

Первичный ток

В трансформаторе тока первичный ток не зависит от условий вторичной цепи. С другой стороны, в трансформаторе напряжения первичный ток зависит от состояния вторичной цепи.

С трансформатором тока вы можете использовать амперметр на 5 ампер для измерения больших токов, таких как 200 ампер. С другой стороны, с трансформатором напряжения вы можете использовать вольтметр на 120 В для измерения высоких напряжений, таких как 11 кВ.

Вторичная сторона

В трансформаторе тока вторичная обмотка не может быть разомкнута во время работы. С другой стороны, в потенциальном трансформаторе вы можете разомкнуть вторичную цепь без каких-либо повреждений.

Вводимое значение

В трансформаторе тока входным значением является постоянный ток, тогда как в потенциальном токе это постоянное напряжение.

Диапазон вторичной обмотки

В трансформаторе тока диапазон составляет 1 А или 5 А, а в трансформаторе напряжения — 110 В.

Бремя

Трансформатор тока не зависит от вторичной нагрузки, тогда как трансформатор напряжения зависит от вторичной нагрузки.

Приложения

Трансформатор тока имеет различные области применения, в том числе измерение тока и мощности, контроль работы электросети и управление защитным покрытием.

С другой стороны, применение трансформатора напряжения включает источник питания, измерение и рабочее защитное покрытие.

Как правило, вторичная обмотка трансформатора тока допускает короткое замыкание, но не обрыв цепи. С другой стороны, вторичная сторона потенциального трансформатора допускает обрыв цепи, но не допускает короткого замыкания.

Заключение

В конечном счете, испытания трансформаторов тока и испытаний трансформаторов напряжения обеспечивают правильную работу измерительных трансформаторов. Это также гарантирует, что напряжение и ток остаются в установленных пределах. Трансформеры убедитесь, что ваши электрические гаджеты или бытовая техника защищены от внезапных проблем с электричеством.

Обратитесь к специалисту-электрику за дополнительной помощью и дополнительной информацией о различиях между трансформаторами тока и напряжения.

Рекомендуем к прочтению

Electrician’s Journal-Understanding Current Transformers

Введение

Трансформатор тока (CT) является типом измерительного трансформатора », который предназначен для создания переменного тока во вторичной обмотке, пропорционального току, измеряемому в его первичной обмотке. Трансформаторы тока снижают токи высокого напряжения до гораздо более низкого значения и обеспечивают удобный способ безопасного контроля фактического электрического тока, протекающего в линии передачи переменного тока, с помощью стандартного амперметра. Принцип работы базового трансформатора тока несколько отличается от обычного трансформатора напряжения.

Физическое описание

« CT » представляет собой однообмоточный трансформатор с медным проводом, намотанным через его центральное отверстие по всей окружности тороидального многослойного железного сердечника. Затем первичный проводник проходит через центр. (см. графическую диаграмму и условное обозначение, показанные ниже). Два конца этой обмотки соединяют тороидальную катушку с парой проводов, которые проходят через экранированный кабель и подключаются к входу высокоточного прибора (амперметра), который отображает электрический ток через первичную обмотку в ампер .

В отличие от традиционного трансформатора напряжения, первичная обмотка трансформатора тока состоит только из одного или нескольких витков. Эта первичная обмотка может состоять из одного плоского витка, катушки из прочного провода, намотанной вокруг сердечника, или просто из проводника или шины, проходящей через центральное отверстие, как показано на рисунке. Трансформатор тока часто называют трансформатором серии , поскольку первичная обмотка включена последовательно с токоведущим проводником, питающим нагрузку.

Трансформаторы тока

доступны во многих размерах, формах и номиналах, . .. они бывают с цельным сердечником, с разъемным сердечником и в зажимном исполнении как для низковольтных, так и для средневольтных приложений. Они выглядят особенно по-разному, когда речь идет о высоковольтных типах с масляным охлаждением (типы Live Tank и Dead Tank показаны ниже).

Эксплуатация

Проводник с измеряемым током вставляется через центральное отверстие тороидального сердечника и подключается к своему обычному назначению. Когда ток протекает через один проводник или несколько проводников (называемых первичная ), он создает поле магнитного потока вокруг себя и в тороидальном сердечнике, который индуцирует (или генерирует) напряжение в обмотке ТТ (называемой вторичной ).

Прежде чем двигаться дальше, давайте найдем время, чтобы получить общее представление о том, как работает компьютерная томография. Несмотря на то, что на первый взгляд ТТ не похож на обычный трансформатор, он работает так же, как вторичная обмотка обычного трансформатора… просто это не так очевидно. Проведем аналогию, рассмотрев простой однофазный трансформатор (показан ниже) с первичной и вторичной обмотками, изолированными от общего ферромагнитного сердечника. Физической связи между двумя обмотками НЕТ.

Когда на первичную обмотку подается напряжение, она действует как электромагнит с северным и южным полюсами и заставляет линии магнитного потока течь через сердечник. Когда тот же поток проходит через сердечник во вторичной обмотке, вторичная обмотка действует как генератор … который «генерирует» переменное напряжение, пропорциональное количеству витков в первичной и вторичной обмотках. Если убрать показанную первичную обмотку и продолжить полностью наматывать вторичную обмотку на весь сердечник, получится ТТ. Первичный проводник (обмотка) просто продет (а иногда и несколько раз) через центр сердечника. Дополнительная петля увеличивает выходной ток на вторичной обмотке за счет уменьшения величины понижающей величины на коэффициент количества витков через сердечник.

Соотношение первичных и вторичных токов

Как правило, трансформаторов тока выражаются в их отношении первичных и вторичных токов. ТТ 100:5 будет означать вторичный ток 5 ампер, когда первичный ток 100 ампер. Номинальный вторичный ток обычно составляет 5 ампер или 1 ампер, что совместимо со стандартными измерительными приборами.

ТТ

работают по принципу известного точного коэффициента трансформации, который преобразует чрезвычайно высокие значения измерения тока в сигналы переменного напряжения низкого уровня, которые пропорциональны величине потока, индуцируемого в первичном проводнике.

Номинал вторичной обмотки трансформатора тока обычно составляет либо 5 А, либо 1 А. Например, при номинале 1000 к 5 или соотношении витков 200 к 1 это означает, что 1000 ампер тока на первичной обмотке создадут 5 ампер тока во вторичной обмотке.

Частотная характеристика ТТ

Типичная частотная характеристика ТТ обычно составляет от 3 кГц до 5 кГц. Обычно это нормально, так как большинство гармоник энергосистемы попадают в этот диапазон. Однако, когда требуются более высокие измерения частоты в диапазоне сотен кГц или даже МГц, доступен CT Pearson (см. ниже).

Где используются ТТ

ТТ со сплошным сердечником обычно используются в более стационарных установках и используются для измерения и защиты в распределительных щитах, щитах и ​​распределительных устройствах. ТТ с разъемным сердечником и накладные трансформаторы обычно используются для более временного применения, например, для контроля качества электроэнергии.

Для постоянных применений защиты и измерения трансформаторы тока можно использовать где угодно: от генераторов, трансформаторов, подключенных нагрузок или везде, где мы хотим контролировать ток, протекающий в системе.

Например, коммунальные предприятия используют трансформаторы тока на входной линии своих клиентов для контроля потребления электроэнергии и тока в целях выставления счетов. Эти CT должны быть чрезвычайно точными и иметь класс дохода , поскольку они используются для выставления счетов.

Постоянные трансформаторы тока также используются для контроля мощности и коэффициента мощности с целью оптимизации активной и реактивной мощности при использовании батареи конденсаторов.

Для защиты трансформаторы тока используются с расцепителями низковольтных автоматических выключателей и реле средневольтных выключателей для отключения выключателей при перегрузках или неисправностях в системе. Многие автоматические выключатели имеют встроенные трансформаторы тока для контроля тока. Для контроля тока требуется один ТТ на каждой фазе и нейтрали.

Для защиты от замыканий на землю используется ТТ специального типа. Все фазные и нейтральные проводники проходят через ТТ защиты от замыканий на землю, и если существует какой-либо остаточный ток… другими словами, ток поступает на одну из фаз, но не возвращается на другие фазы или нейтраль… замыкание на землю.

В жилых помещениях GFCI (прерыватели цепи замыкания на землю) срабатывают при токе 5 мА. В промышленных приложениях устройства защиты от замыканий на землю и реле срабатывают при токе 30 мА или даже при токе пары сотен ампер.

Защита от замыканий на землю, как правило, предназначена для индивидуальной защиты в домах и защиты оборудования в промышленных условиях.

Характеристики установки ТТ

Распространенное заблуждение состоит в том, что изоляция ТТ должна быть рассчитана на линейное напряжение там, где она используется, например, в системах 13,8 кВ. Однако это НЕ так, поскольку ТТ устанавливается вокруг уже изолированного и обычно экранированного проводника. Большинство трансформаторов тока и изоляция их вторичной обмотки рассчитаны на 600 В переменного тока. В распределительных устройствах среднего напряжения ТТ монтируются вокруг изоляционного материала или используют физическое разделение для изоляции ТТ от шины под напряжением с помощью воздушного зазора.

Для всех приложений защиты ТТ должен быть рассчитан на точное измерение больших токов, которые возможны в условиях отказа… обычно в 20 раз больше тока при полной нагрузке, чтобы выключатели могли отключаться в правильной последовательности без насыщения, что дает неверный результат.

Трансформаторы тока бывают разных соотношений, таких как 100:5, 300:5, 5000:5, 60:1 и т. д. Некоторые из них имеют несколько отводов, которые можно выбрать на месте или для конкретного применения.

Пример :

Учитывая номинал ТТ 300:5 А, это означает, что если через отверстие в сердечнике протекает ток 300 А, то во вторичной обмотке ТТ будет генерироваться ток 5 А. Большинство ТТ имеют выход 5А, но другие имеют выход 1А. Таким образом, при взаимодействии со счетчиком или автоматическим выключателем необходимо использовать правильный множитель для преобразования 5 А или 1 А в фактическое измеренное значение.

Несмотря на то, что ток уменьшился с 300 ампер до 5 ампер, напряжение на вторичной обмотке увеличилось. Разомкнутая цепь вторичной обмотки может иметь опасно высокое напряжение в тысячи вольт. Когда трансформаторы тока не используются, их вторичная обмотка всегда должна быть закорочена в целях безопасности с помощью закорачивающего блока или временной перемычки.

Временные накладные ТТ имеют встроенный согласующий резистор для защиты от скачков высокого напряжения при размыкании зажимов сердечника, а выходы этих приборов часто слишком малы для точного измерения малых токов. Таким образом, чтобы увеличить выходную мощность этих устройств, первичный провод обычно несколько раз обматывается через ТТ, чтобы увеличить ток через сердечник (показано ниже). Например, для номинального тока 500:5 (коэффициент витков 100:1) 5 витков через сердечник дают номинальный ток 100:5 (коэффициент витков 20:1).

Проверив кривую возбуждения для используемого вами ТТ, вы увидите, что вторичный выходной ток ТТ является достаточно линейным между 10% и 90% его номинального выходного тока. Точка, в которой выходной сигнал достигает насыщения и на который больше нельзя полагаться при измерении, известен как точка перегиба (см. ниже). Пристальное внимание к кривой возбуждения вашего ТТ позволит выявить верхний и нижний пределы выходного напряжения вторичной обмотки, а также количество первичных контуров, обеспечивающих наилучшие характеристики в вашем приложении.

ТТ

имеют точку полярности и стрелку, указывающую правильную ориентацию источника и нагрузки. Стрелка всегда должна указывать на груз. Если вторичный выход дает отрицательный выход, вероятно, ТТ установлен задом наперед. Трансформаторы иногда также могут испытывать фазовый сдвиг от 0,3 до 6 градусов, что приводит к ошибочным измерениям и создает впечатление неправильного протекания тока от нагрузки.

Нагрузка ТТ

ТТ имеют номинальную мощность ВА, а также ограничения на количество устройств и длину провода, которые можно подключить к его вторичной стороне. Это называется бременем . Элементы, которые увеличивают нагрузку, — это реле, счетчики и проводка. Наилучший способ уменьшить нагрузку — сделать проводку между ТТ и измерительными приборами как можно короче или увеличить сечение провода для уменьшения сопротивления.

Благодаря чрезвычайно высокому входному сопротивлению и низкому энергопотреблению современных измерительных приборов нагрузка очень мала. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы не перегрузить трансформаторы тока, что приведет к неточным измерениям и плохой защите.

Другие способы измерения тока

1. Токовые шунты — прецизионные заземляющие резисторы… Шунты могут использоваться для измерения низкочастотного переменного тока, но в основном предназначены для измерения постоянного тока. Электрический шум может быть проблемой на более высоких частотах, но обычно работает нормально до 1 кГц. Это очень простое измерение тока с использованием закона Ома. Дифференциальное падение напряжения, деленное на известное сопротивление шунта, прямо пропорционально току. Хотя шунты будут работать на переменном токе, они не рекомендуются. Также может быть сложно подключить счетчик переменного тока с низковольтными входами переменного тока. ТТ обычно предпочтительнее для приложений измерения переменного тока.

   Некоторые люди также пытаются использовать ТТ для измерения постоянного тока в больших выпрямителях постоянного тока путем измерения пропорционального пульсирующего напряжения переменного тока. Однако трансформаторы тока медленно реагируют на переходные пики постоянного напряжения, что в большинстве случаев делает их плохим выбором. Я рекомендую использовать трансформаторы тока для переменного тока и шунты для постоянного тока… период.

2. Датчики Холла — требуется дополнительный источник питания постоянного тока для обеспечения постоянного тока и создания магнитного поля… датчик определяет силу другого магнитного поля, которая пропорциональна протекающему току. Используется в ИБП, солнечных батареях и микросетях для контроля постоянного тока. Требуется батарея или источник питания постоянного тока.

3. Катушки Роговского — Способны измерять очень быстрые переходные токи. Выходной сигнал низкого уровня требует усиления с помощью датчика Холла. Также используется для измерения высокочастотных токов… например, в точных сварочных аппаратах, дуговых печах и другом электронном оборудовании для высокочастотных измерений. Также требуется дополнительный источник питания постоянного тока.

Как выбрать ТТ для приложения

ТТ должны быть рассчитаны на 20-кратный нормальный ток полной нагрузки, чтобы учесть ток короткого замыкания высокого уровня. Это одна из причин, почему расчеты короткого замыкания так полезны. Если вы можете рассчитать ток короткого замыкания для приложения, трансформатор тока можно подобрать более подходящего размера.

Соображения безопасности

ОПАСНОСТЬ: Все ТТ опасны, если они отключены, когда они находятся под напряжением!!!!!!

ПРИМЕЧАНИЕ : Никогда не предполагайте, что только потому, что вторичный выходной сигнал переменного тока кажется небольшим, с ТТ можно безопасно обращаться, пока он находится под напряжением.