Из чего состоит трансформатор тока. Устройство и принцип действия трансформатора тока: подробный обзор

Что такое трансформатор тока и как он работает. Из каких основных частей состоит трансформатор тока. Какие бывают виды трансформаторов тока и где они применяются. Как правильно выбрать и установить трансформатор тока.

Что такое трансформатор тока и для чего он нужен

Трансформатор тока — это электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования больших значений переменного тока в меньшие, удобные для измерения. Основные функции трансформатора тока:

• Понижение величины измеряемого тока до уровня, безопасного для измерительных приборов
• Гальваническая развязка первичной цепи с большим током от вторичной измерительной цепи
• Стандартизация вторичного тока для унификации измерительных приборов

Трансформаторы тока широко применяются в энергетике для измерения больших токов, защиты оборудования, коммерческого учета электроэнергии. Они позволяют безопасно измерять токи в тысячи ампер с помощью стандартных амперметров на 5 А.

Устройство и принцип действия трансформатора тока

Конструктивно трансформатор тока состоит из следующих основных частей:

• Магнитопровод (сердечник) из электротехнической стали
• Первичная обмотка с малым числом витков
• Вторичная обмотка с большим числом витков
• Изоляция между обмотками
• Корпус

Принцип действия трансформатора тока основан на явлении электромагнитной индукции. При протекании переменного тока по первичной обмотке в магнитопроводе возникает переменный магнитный поток. Этот поток наводит ЭДС во вторичной обмотке, вызывая протекание вторичного тока. Величина вторичного тока пропорциональна первичному току с коэффициентом трансформации.

Основные характеристики трансформаторов тока

Ключевыми параметрами трансформаторов тока являются:

• Номинальный первичный ток (от десятков до сотен тысяч ампер)
• Номинальный вторичный ток (обычно 1 А или 5 А)
• Коэффициент трансформации (отношение первичного тока ко вторичному)
• Класс точности (погрешность измерения)
• Номинальная вторичная нагрузка
• Номинальное напряжение изоляции

Например, трансформатор тока 1000/5 А класса точности 0.5 имеет коэффициент трансформации 200, погрешность не более 0.5% и номинальный вторичный ток 5 А.

Виды трансформаторов тока

По конструктивному исполнению различают следующие основные виды трансформаторов тока:

Катушечные трансформаторы тока

Имеют первичную обмотку в виде катушки, надетой на магнитопровод. Применяются на токи до 5000 А в установках до 35 кВ.

Шинные трансформаторы тока

В качестве первичной обмотки используется токоведущая шина, пропущенная через окно магнитопровода. Применяются на большие токи до 30 кА.

Проходные трансформаторы тока

Имеют полый изолятор, через который проходит токоведущий стержень первичной цепи. Используются в установках 35-750 кВ.

Встроенные трансформаторы тока

Встраиваются в высоковольтное оборудование — выключатели, силовые трансформаторы. Позволяют экономить место.

Применение трансформаторов тока

Основные области применения трансформаторов тока:

• Измерение тока в высоковольтных сетях и мощных электроустановках
• Питание токовых цепей устройств релейной защиты и автоматики
• Коммерческий и технический учет электроэнергии
• Лабораторные измерения больших токов

Трансформаторы тока являются ключевым элементом систем мониторинга, защиты и учета в энергетике. Они позволяют безопасно и точно контролировать токи в силовых цепях.

Как правильно выбрать трансформатор тока

При выборе трансформатора тока необходимо учитывать следующие факторы:

• Номинальное напряжение сети
• Максимальный рабочий ток в первичной цепи
• Требуемый класс точности измерений
• Мощность подключаемых измерительных приборов
• Условия эксплуатации (внутренняя/наружная установка)

Номинальный первичный ток трансформатора должен быть больше или равен максимальному рабочему току. Класс точности выбирается исходя из требований к погрешности измерений. Важно также не превышать номинальную вторичную нагрузку трансформатора.

Особенности монтажа и эксплуатации трансформаторов тока

При монтаже и эксплуатации трансформаторов тока следует соблюдать ряд важных правил:

• Устанавливать трансформаторы только на обесточенное оборудование
• Обеспечить надежное заземление корпуса трансформатора
• Не допускать размыкания вторичной цепи под нагрузкой
• Периодически проверять затяжку контактных соединений
• Контролировать сопротивление изоляции обмоток

Особое внимание нужно уделять состоянию вторичных цепей. Их обрыв или размыкание под нагрузкой может привести к появлению опасного напряжения и повреждению трансформатора.

Заключение

Трансформаторы тока играют важнейшую роль в современной энергетике, обеспечивая возможность безопасного измерения больших токов. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация трансформаторов тока — залог надежной и эффективной работы систем электроснабжения, защиты и учета электроэнергии.

Устройство и принцип действия измерительных трансформаторов тока

Трансформатор тока состоит из замкнутого сердечника, набранного из тонких листов электротехнической стали, и двух обмоток — первичной и вторичной. Первичную обмотку включают последовательно в контролируемую цепь, ко вторичной обмотке присоединяют токовые катушки различных приборов и реле.

Рисунок 1 – Трансформатор тока:
а — устройство, б, в — схемы включения амперметра непосредственно в контролирующую цепь и через трансформатор тока
Устройство трансформатора тока и схемы включения амперметра показаны на рисунке 1, а—в. Магнитный поток в магнитопроводе 3 создается токами первичной 1 и вторичной 2 обмоток. Соотношение первичного I1 и вторичного I2 токов определяется формулой:

где KТТ — коэффициент трансформации; w1 и w2 — число витков первичной и вторичной обмоток.
Если в силовых трансформаторах и трансформаторах напряжения увеличение сопротивления во вторичной цепи вызывает уменьшение тока во вторичной и в первичной цепях, а напряжение на выводах обеих обмоток почти не изменяется, то у трансформаторов тока увеличение сопротивления во вторичной цепи приводит к повышению напряжения на выводах вторичной обмотки. Это объясняется тем, что ток в первичной цепи не зависит от нагрузки трансформатора тока. Ток во вторичной цепи трансформатора тока практически не меняется с изменением ее сопротивления при данном режиме первичной цепи. Вследствие этого нагрузка трансформатора тока увеличивается с возрастанием сопротивления во вторичной цепи, складывающегося из сопротивлений, подключенных к трансформатору тока аппаратов и приборов, соединительных проводов и переходных контактов.

Трансформаторы тока для электроустановок напряжением до 1000 В показаны на рисунке 2, а, б, в (катушечный, шинный ТШ-0,5 и шинный с литой изоляцией ТШЛ-0,5). В шинных трансформаторах тока в качестве первичной обмотки используют шину, пропускаемую через окно 5 сердечника трансформатора тока, на который намотана вторичная обмотка.

Рисунок 2 – Трансформаторы тока на напряжение до 1000 В:
а — катушечный, б, в — шинные ТШ-0,5 и ТШЛ-0,5; 1 — каркас, 2, 4 — зажимы вторичной и первичной обмоток, 3 — защитный кожух, 5 — окно



Рисунок 3 – Трансформаторы тока на напряжение 10 кВ с литой изоляцией:
а — многовитковый ТПЛ-10, б — одновитковый ТПОЛ-10, в —шинный ТПШЛ-10; 1, 2 — зажимы первичной и вторичной обмоток, 3 — литая изоляция, 4 — установочный угольник, 5 — сердечник

Рисунок 4 – Опорный трансформатор тока ТФНД-220 наружной установки
Проходные трансформаторы тока для внутренней установки на напряжение 10 кВ выполняют многовитковыми, одновитковыми и шинными с фарфоровой и пластмассовой (литой) изоляцией (Рисунок 3, а—в).

Рисунок 5 – Трансформаторы тока:
а — проходной ТПФМ-10 на 10 кВ, б — опорный ТФН-35М на 35 кВ; 1 и 3 — первичная и вторичная обмотки, 2 — фарфоровый изолятор, 4 — сердечник вторичной обмотки, 5 — контактный угольник, 6 — крышка, 7 — кожух, 8 — верхний фланец, 9 — зажимы выводов вторичной обмотки, 10 — якореобразный болт, 11 — крышка, 12 — фарфоровая покрышка, 13 — изоляционное масло, 14 — кольцевые обмотки («восьмеркой»), 15 — полухомут, 16 — масловыпускатель, 17 — цоколь, 18 — коробка вторичных выводов, 19 — кабельная муфта, 20 — маслоуказатель
Опорный трансформатор тока ТФНД-220 для наружной установки на напряжение 220 кВ (Рисунок 4) имеет обмотки, помещенные в фарфоровый корпус 3, залитый маслом и укрепленный на основании 4. На верхнем торце фарфорового корпуса укреплен чугунный расширитель 1 для масла с маслоуказателем и зажимами 2 первичной обмотки. Сердечник с вторичной обмоткой охватывается первичной обмоткой, имеющей в этом месте форму кольца. Выводы вторичной обмотки размещены в коробке 5 на основании трансформатора.

В высоковольтных распределительных устройствах подстанций применяют проходные (Рисунок 5, а) и опорные (Рисунок 5, б) трансформаторы тока.
1.4 Электрическая принципиальная схема
Для питания вторичных устройств используют различные схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока. Соединение в звезду (Рисунок 6, а) применяют при необходимости контроля тока во всех трех фазах электрической сети, соединение треугольником (Рисунок 6, б) — при получении большей силы тока во вторичной цепи или сдвига по фазе вторичного тока относительно первичного на 30 или 330°.
В сетях с изолированной нейтралью используют соединение вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока в неполную звезду (Рисунок 6, в) и на разность токов двух фаз (Рисунок 6, г), а для питания защит от замыкания на землю — схему соединения на сумму токов трех фаз (схема фильтра токов нулевой последовательности). Токовое реле, включенное на выходе цепей, собранных по такой схеме (Рисунок 6, д), не реагирует на междуфазовые короткие замыкания, но приходит в действие при всех видах повреждений, связанных с замыканием элементов электрической сети на землю.

Рисунок 6 – Схемы соединений вторичных обмоток трансформаторов тока:
а — звездой, б — треугольником, в — неполной звездой, г – на разность токов двух фаз, д — на сумму токов трех фаз, е — последовательное, ж— параллельное
Последовательное соединение вторичных обмоток трансформаторов тока одной фазы (Рисунок 6, е) позволяет получить от них суммарную мощность, а параллельное (Рисунок 6, ж) — уменьшить коэффициент трансформации, суммируя ток вторичных обмоток при данном токе в линии.

режимы, схема, назначение, из чего состоит

Может быть, кто-то думает, что трансформатор – это что-то среднее между трансформером и терминатором. Данная статья призвана разрушить подобные представления.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного электрического тока одного напряжения и определенной частоты в электрический ток другого напряжения и той же частоты.

Работа любого трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции, открытой Фарадеем.

Назначение трансформаторов

Разные виды трансформаторов используются практически во всех схемах питания электрических приборов  и при передаче электроэнергии на большие расстояния.

Электростанции вырабатывают ток относительно небольшого напряжения – 220, 380, 660В. Трансформаторы, повышая напряжение до значений порядка тысяч киловольт, позволяют существенно снизить потери при передаче электроэнергии на большие расстояния, а заодно и уменьшить площадь сечения проводов ЛЭП.

 

Непосредственно перед тем как попасть к потребителю (например, в обычную домашнюю розетку), ток проходит через понижающий трансформатор. Именно так мы получаем привычные нам 220 Вольт.

Самый распространенный вид трансформаторов – силовые трансформаторы. Они предназначены для преобразования напряжения в электрических цепях. Помимо силовых трансформаторов в различных электронных приборах применяются:

• импульсные трансформаторы;
• силовые трансформаторы;
• трансформаторы тока.

Принцип работы трансформатора

Трансформаторы бывают однофазные и многофазные, с одной, двумя или большим количеством обмоток. Рассмотрим схему и принцип работы трансформатора на примере простейшего однофазного трансформатора.

Кстати, в других статьях можно почитать, что такое фаза и ноль в электричестве.

Из чего состоит трансформатор? Во простейшем случае из одного металлического сердечника и двух обмоток. Обмотки электрически не связаны одна с другой и представляют собой изолированные провода.

Одна обмотка (ее называют первичной) подключается к источнику переменного тока. Вторая обмотка, называемая вторичной, подключается к конечному потребителю тока.

 

Когда трансформатор подключен к источнику переменного тока, в витках его первичной обмотки течет переменный ток величиной I1. При этом образуется магнитный поток Ф, который пронизывает обе обмотки и индуцирует в них ЭДС.

Бывает, что вторичная обмотка не находится под нагрузкой. Такой режимы работы трансформатора называется режимом холостого хода. Соответственно, если вторичная обмотка подключена к какому-либо потребителю, по ней течет ток I2, возникающий под действием ЭДС.

Величина ЭДС, возникающей в обмотках, напрямую зависит от числа витков каждой обмотки. Отношение ЭДС, индуцированных в первичной и вторичной обмотках, называется коэффициентом трансформации и равно отношению количества витков соответствующих обмоток.

Путем подбора числа витков на обмотках можно увеличивать или уменьшать напряжение на потребителе тока с вторичной обмотки.

Идеальный трансформатор

Идеальный трансформатор – трансформатор, в котором отсутствуют потери энергии. В таком трансформаторе энергия тока в первичной обмотке полностью преобразуется сначала в энергию магнитного поля, а далее – в энергию вторичной обмотки.

Конечно, такого трансформатора не существует в природе. Тем не менее, в случае, когда теплопотерями можно пренебречь, в расчетах удобно пользоваться формулой для идеального трансформатора, согласно которой мощности тока в первичной и вторичной обмотках равны.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Потери энергии в трансформаторе

Коэффициент полезного действия трансформаторов достаточно высок. Тем не менее, в обмотке и сердечнике происходят потери энергии, приводящие к тому, что температура при работе трансформатора повышается. Для трансформаторов небольшой мощности это не представляет проблемы, и все тепло уходит в окружающую среду – используется естественное воздушное охлаждение. Такие трансформаторы называют сухими.

В более мощных трансформаторах воздушного охлаждения оказывается недостаточно, и применяется охлаждение маслом. В этом случае трансформатор помещается в бак с минеральным маслом, через которое тепло передается стенкам бака и рассеивается в окружающую среду. В трансформаторах высоких мощностей дополнительно применяются выхлопные трубы – если масло закипает, образовавшимся газам нужен выход.

 

Конечно, трансформаторы не так просты, как может показаться на первый взгляд — ведь мы рассмотрели принцип действия трансформатора кратко. Контрольная по электротехнике  с задачами на расчет трансформатора внезапно может стать настоящей проблемой. Специальный студенческий сервис всегда готов оказать помощь в решении любых проблем с учебой! Обращайтесь в Zaochnik и учитесь легко!

Трансформаторы тока — Интеллект модуль

 Трансформаторы тока предназначены для преобразования значения переменного тока до уровня, пригодного для непосредственного измерения.

 Трансформатор тока состоит из 2-х обмоток (первичная и вторичная) и сердечника. В трансформаторах тока для модуля SVA-35D и устройства iNode-PSense, в качестве первичной обмотки используется фазный проводник измеряемой сети, продетый через окно сердечника трансформатора (число витков первичной обмотки — 1). При измерении токов малых значений, допускается увеличивать число витков первичной обмотки, при этом измеряемый ток будет увеличен пропорционально количеству витков. Выводы вторичной обмотки трансформатора тока подключаются к соответствующим клеммным блокам устройства.

ВНИМАНИЕ! Тип трансформатора тока должен быть оговорен при заказе модуля SVA-35D или устройства iNode-PSense, поскольку для каждого трансформатора тока проводится калибровка канала измерения.

ВНИМАНИЕ! Монтаж трансформаторов тока должен проводиться на обесточенном электрооборудовании.

 Для применения совместно с модулем SVA-35D или устройством iNode-PSense доступны следующие трансформаторы тока:

Т10-130А-2000-Т/0 (1:2500) // 0-100А

• Диапазон токов — 0-100 А
• Нелинейность — не более 0,5%
• Конструкция — неразъемный
• Тип — 2*
• Производитель — Россия

Т11-350А-2000-Т/0 (1:3000) // 0-300А

• Диапазон токов — 0-300 А
• Нелинейность — не более 0,5%
• Конструкция — неразъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Россия

ТТ40-250А-2000 (1:3000) // 0-250А

• Диапазон токов — 0-250 А
• Нелинейность — не более 0,5%
• Конструкция — неразъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Россия

ТТ48-400А-2000 (1:4000) // 0-400А

• Диапазон токов — 0-400 А
• Нелинейность — не более 0,5%
• Конструкция — неразъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Россия

ТТ48-800А-2000 (1:8000) // 0-700А

• Диапазон токов — 0-700 А
• Нелинейность — не более 0,5%
• Конструкция — неразъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Россия

T04AC-25A-2000-K/0 (1:500) // 0-25А

• Диапазон токов — 0-25 А
• Нелинейность — не более 0,5%
• Конструкция — неразъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Россия

XH‐SCT‐T10 50A/100mA // 0-50А // разъемный

• Диапазон токов — 0-50 А
• Нелинейность — не более 0,8%
• Конструкция — разъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Китай

XH‐SCT‐T16 100A/100mA // 0-100А // разъемный

• Диапазон токов — 0-100 А
• Нелинейность — не более 0,8%
• Конструкция — разъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Китай

XH-SCT-T24 250A/100mA // 0-250А // разъемный

• Диапазон токов — 0-250 А
• Нелинейность — не более 0,8%
• Конструкция — разъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Китай

XH‐SCT‐T36 600A/100mA // 0-600А // разъемный

• Диапазон токов — 0-600 А
• Нелинейность — не более 0,8%
• Конструкция — разъемный
• Тип — 1*
• Производитель — Китай

* Исполнение устройства, к которому подключаются трансформаторы тока. К одному устройству допустимо подключение трансформаторов тока только с одинаковым номером типа (при этом потребуется повторная программная калибровка каналов измерения тока).

ИК «По проекту» | Что такое трансформатор тока

Что такое трансформатор тока? Без этого устройства современный мир был бы невозможен в том виде, каком мы к нему привыкли. Его задача–помочь передавать энергию на большие расстояния.

Что это за устройство трансформатор

Трансформатор представляет собой устройство, которое преобразовывает напряжение переменного тока (повышает или понижает). Состоит трансформатор из нескольких обмоток (двух или более), которые намотаны на общий ферромагнитный сердечник.

Если трансформатор состоит только из одной обмотки, то он называется автотрансформатором. Современные трансформаторы тока бывают: стержневыми, броневыми или тороидальными. Все три типа трансформаторов имеют похожие характеристики, и надежность, но отличаются друг от друга способом изготовления.

В трансформаторах стержневого типа обмотка намотана на сердечник, а в трансформаторах стержневого типа обмотка включается в сердечник. В трансформаторе стержневого типа обмотки хорошо видны, а из сердечника видна только нижняя и верхняя часть.

Сердечник броневого трансформатора скрывает в себе практически всю обмотку. Обмотки трансформатора стержневого типа расположены горизонтально, в то время как это расположение в броневом трансформаторе может быть как вертикальным, так и горизонтальным. Независимо от типа трансформатора, в его состав входят такие три функциональные части: магнитная система трансформатора (магнитопровод), обмотки, а также система охлаждения.

Схематичный рисунок опорного трансформатора тока:

трансформатор тока

Это устройство, первичная обмотка которого последовательно включена в рабочую цепь, а вторичная служит для проведения измерений. Подобные устройства используются не только в лабораториях для оценки величин. Истинное место трансформаторов тока возле электростанций, где они помогают контролировать режимы, внося коррективы в процесс эксплуатации оборудования.

Достаточно часто трансформаторы используются при передаче электроэнергии на дальние расстояния. Непосредственно на электрогенерирующих предприятиях они позволяют существенно повысить напряжение, которое вырабатывается источником переменного тока.

Повышая напряжение до 1150 кВт, трансформаторы обеспечивают более экономную передачу электроэнергии: значительно снижаются потери электричества в проводах и появляется возможность уменьшить площадь сечения кабелей, используемых в линиях электропередач.

Область применения

Трансформаторы получили широкое распространение, как в промышленности, так и в быту. Одной из основных областей их промышленного применения является передача электроэнергии на дальние расстояния и ее перераспределение.

Не менее известны сварочные (электротермические) трансформаторы. Как видно из названия, данный тип устройств применяется в электросварке и для подачи питания на электротермические установки. Трансформаторы тока принято классифицировать по роду тока. Измеряемое напряжение различается по роду. Для проведения измерений в цепи постоянного тока используется нарезка сигнала на импульсы. Напрямую трансформация невозможна:

• для переменного тока;
• для постоянного тока.

По назначению: мы уже сказали, что часто трансформаторы тока применяются для измерений (к примеру, кВт ч). Называют системы, где требуется защитить персонал для повышения безопасности.

Также достаточно широкой областью применения трансформаторов является обеспечение электропитания различного оборудования. Трансформаторы делят в зависимости от назначения. Выносные измерительные трансформаторы тока используются для обеспечения работоспособности цепей учета электроэнергии защиты энергетических линий и силовых автотрансформаторов. В зависимости от выполняемых функций различают следующие виды:

• измерительные — подающее ток на приборы измерения и контроля;
• защитные — подключаемые к защитным цепям;
• промежуточные — используется для повторного преобразования.

Они имеют различные размеры и эксплуатационные показатели. Могут размещаться в корпусах небольших приборов или являться отдельными, габаритными устройствами.

Принцип работы устройства

Принцип работы трансформатора основан на эффекте электромагнитной индукции. Классическая конструкция состоит из металлического магнитопровода и электрически не связанных обмоток, выполненных из изолированного провода. Та обмотка, на которую подается электроэнергия, называется первичной. Вторая — подсоединённая к устройствам, потребляющим ток, называется вторичной.

После того как трансформатор подсоединяют к источнику переменного тока в его первичная обмотка формирует переменный магнитный поток. По магнитопроводу он передается на витки вторичной обмотки, индуцируя в них переменную ЭДС (электродвижущую силу). При наличии устройства потребления в цепи вторичной обмотки возникает электрический ток.

Соотношение между входным и выходным напряжением трансформатора прямо пропорционально отношению количества витков соответствующих обмоток. Эта величина называется коэффициентом трансформации: Ктр=W1/W2=U1/U2, где:

• W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно;
• U1, U2 — входное и выходное напряжения соответственно.

Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек, либо одна поверх другой. У маломощных устройств обмотки выполняются из провода с хлопчатобумажной или эмалевой изоляцией.

Микротрансформатор имеет обмотки из алюминиевой фольги толщиной не более 20—30 мкм. В качестве изолирующего материала выступает оксидная пленка, полученная естественным окислением фольги. Подробнее принцип работы трансформатора тока рассмотрен в видеоролике:

Вкратце принцип работы и устройство трансформатора тока заключается в подаче питания от источника электричества. Наиболее актуальным является использование для снижения первичных показателей тока до величины, применяемой в измерительных и защитных цепях, сигнализации и управления.

Во вторичной обмотке отмечаются показатели тока 5 А или 1 А. Измерительные устройства подключаются к вторичной обмотке, а к первичной подключается цепь, в которой измеряют ток. Для расчета тока во второй обмотке используют показания в первичной обмотке и делят на коэффициент трансформации.

Режимы работы трансформатора

Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены.

Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора.

Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Схема режима работы трансформатора тока:

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны.

Поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения. Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство: U_2/U_1 =N_2/N_1

где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке.

Если U2> U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

Виды и типы трансформаторов

Трансформаторы — это достаточно широко распространенные устройства, поэтому существует множество их разновидностей. По конструктивному исполнению и назначению они делятся на несколько видов.

1. Автотрансформаторы.
2. Импульсные трансформаторы.
3. Разделительный трансформатор.
4. Пик-трансформатор.

Стоит выделить способ классификации трансформаторов по способу их охлаждения. Различают сухие устройства с естественным воздушным охлаждением в открытом, защищенном и герметичном исполнении корпуса и с принудительным воздушным охлаждением.

Сравнительные характеристики различных видов трансформаторов:

Устройства с жидкостным охлаждением могут использовать различные типы теплообменной жидкости. Чаще всего это масло, однако встречаются модели, где в качестве теплообменного вещества используется вода или жидкий диэлектрик.

Кроме того, производят трансформаторы с комбинированным охлаждением жидкостно-воздушным. При этом каждый из способов охлаждения может быть как естественным, так и с принудительной циркуляцией. Трансформаторы тока имеют три основных вида. Наиболее применяемые из них:

1. Сухие.
2. Тороидальные.
3. Высоковольтные (масляные, газовые).

У сухих трансформаторов первичная обмотка без изоляции. Свойства тока во вторичной обмотке зависят от коэффициента преобразования.

Тороидальные исполнения трансформаторов устанавливают на шины или кабели. Поэтому первичная обмотка для них не нужна, в отличие от обычных трансформаторов напряжения и тока. Первичный ток протекает по шине, которая проходит в центре трансформатора. Он дает возможность вторичной обмотке фиксировать показатели тока.

Такие трансформаторы тока редко используются для замера параметров тока, так как их надежность и точность измерений оставляет желать лучшего. Они чаще используются для дополнительной защиты от короткого замыкания.

Характеристики трансформаторов

К основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести:

• уровень напряжения: высоковольтный, низковольтный, высоко потенциальный;
• способ преобразования: повышающий, понижающий;
• количество фаз: одно- или трехфазный;
• число обмоток: двух- и многообмоточный;
• форму магнитопровода: стержневой, тороидальный, броневой.

Один из основных параметров — это номинальная мощность устройства, выраженная в вольт-амперах. Точные граничные показатели могут несколько различаться в зависимости от количества фаз и других характеристик. Однако, как правило, маломощными считаются устройства, преобразовывающие до нескольких десятков вольт-ампер.

Приборами средней мощности считаются устройства от нескольких десятков до нескольких сотен, а трансформаторы большой мощности работают с показателями от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт-ампер.

Рабочая частота – различают устройства с пониженной частотой (менее стандартной 50 Гц), промышленной частоты – ровно 50 Гц, повышенной промышленной частоты (от 400 до 2000 Гц) и повышенной частоты (до 1000 Гц).

Принцип работы трансформатора тока:

Параметры трансформаторов тока

При выборе для работы в тандеме с трёхфазным счётчиком первым делом обращают внимание на коэффициент трансформации. Ряд значений стандартизирован, и нужно выбирать приборы, способные работать в паре. Выше говорилось, что в иных случаях коэффициент трансформации возможно менять, и нужно этим пользоваться.

Помимо рабочего напряжения роль играет ток в первичной обмотке (исследуемой сети). Понятно, что с ростом увеличивается нагрев, и однажды токонесущая часть может сгореть. Это требование не столь актуально для трансформаторов без первичной обмотки. Номинальный вторичный ток обычно равен 1 либо 5 А, что служит критерием для согласования с сопрягаемыми устройствами.

Полагается обращать внимание на сопротивление нагрузки в цепи измерения. Вряд ли найдётся счётчик, выбивающийся из общего ряда, но нужно контролировать момент. В противном случае не гарантируется точность показаний. Коэффициент нагрузки обычно не ниже 0,8.

Это уже касается измерительных приборов, с индуктивностями в составе. ГОСТ нормирует значение в вольт-амперах. Для получения сопротивления в омах требуется поделить цифру на квадрат тока вторичной обмотки.

Предельные режимы работы обычно характеризуются током электродинамической стойкости, возникающим при коротком замыкании. В паспорте пишут значение, при котором прибор проработает сколь угодно долго без выхода из строя.

В условиях короткого замыкания ток столь силен, что начинает оказывать механическое воздействие. Порой вместо тока электродинамической стойкости указывается кратность его к номинальному.

Остаётся лишь произвести операцию умножения. Указанный параметр не касается приборов без первичной обмотки. Вдобавок определяется ток термической стойкости, который трансформатор выдерживает без критического перегрева. Этот вид устойчивости способен выражаться кратностью.

Отличие трансформатора тока от трансформатора напряжения

Одним из некоторых отличий является способ создания изоляции между двумя обмотками. Первичную обмотку в трансформаторах тока изолируют соответственно параметрам принимаемого напряжения. Вторичная обмотка имеет заземление.

Трансформаторы тока работают в условиях, подобных к случаю короткого замыкания, так как у них небольшое сопротивление вторичной обмотки. В этом и заключается назначение трансформаторов, измеряющих ток, а также отличие от трансформатора напряжения по условиям работы.

Для трансформатора напряжения при коротком замыкании его работа опасна из-за риска возникновения аварии. Для трансформатора тока такой режим работы вполне приемлемый и безопасный. Хотя бывают у таких трансформаторов также угрозы аварии, но для этого устанавливают свои системы и средства защиты.

Трансформаторы тока и напряжения 6-10кВ — цены, прайс-лист 2021

 

Трансформаторы тока (ТТ)

Трансформаторами тока называют те, у которых первичная обмотка присоединена к источнику переменного тока, а нагрузкой вторичной обмотки являются приборы и электроустановки с малым внутренним сопротивлением (это могут быть измерительные приборы, цепи релейной защиты энергосистем, высокоточные лабораторные приборы и др.).

Основное назначение трансформаторов этого типа — изменение значения силы тока до величин удобных для измерения или же допустимых для питания электроприборов. При этом, значение силы тока во вторичной обмотке пропорционально силе тока в первичной и характеризуется коэффициентом трансформации. Этот параметр является одной из основных характеристик устройства.

Надо заметить, что к точности работы измерительных трансформаторов тока предъявляются довольно строгие требования, ведь даже незначительно отклонение от номинала, например, величины сопротивления нагрузки, приводит к недопустимой погрешности. Помимо этого, большее сопротивление может привести к перегреву сердечника магнитопровода и, как следствие, к выходу трансформатора из строя.

В зависимости от области применения трансформаторы тока могут быть:

• измерительными
• промежуточными
• защитными
• лабораторными

По специфике установки трансформаторные устройства подразделяют на:

• наружные
• внутренние
• встроенные
• накладные
• переносные

Трансформаторы используемые для внутренней и наружной установки подразделяются в свою очередь на опорные и oпроходные.

По напряжению на которое рассчитаны трансформаторы тока, устройства поделены на две группы:

• трансформаторы до 1 кВ
• трансформаторы выше 1 кВ

Кроме того трансформаторы различают в зависимости от используемых материалов изоляции, в зависимости от числа ступеней, а также по конструкции первичной обмотки.

Трансформаторы напряжения (ТН)

В самом общем виде, трансформатор напряжения работает как обычный понижающий силовой трансформатор. По своей конструкции он также состоит из сердечника, который представляет собой набор пластин, изготовленных из специальной электротехнической стали. В конструкцию включены также первичная и вторичная (или же две вторичных) обмотки. Трансформаторы напряжения имеющие по две вторичных обмотки применяются в цепях оборудования сигнализации, например.

Измерительные тн позволяют защитить измерительные приборы (вольтметры, частотомеры и пр.), а также устройства управления и электрические счетчики от высокого напряжения первичной цепи. С их помощью становится возможным использование стандартных приборов для измерений в сетях высокого напряжения. Благодаря трансформации напряжения , пределы измерений обычных приборов значительно расширяются.

Дело в том, что для непосредственного включения в сеть высокого напряжения (особенно 35 кВ и более) понадобились бы дорогостоящие приборы учета и измерений. Но, после трансформации, для этих же целей, может быть использована обычная низковольтная аппаратура. Кроме того, ТН изолирует приборы и вторичные цепи электроустановок от высоких напряжений, тем самым гарантируя безопасность их использования человеком.

Силовые трансформаторы тока и напряжения различных типов, а также выключатели, разъединители, автоматы «Электрон» вы найдете на нашем сайте в каталоге Трансформаторы

Таким образом при помощи трансформаторов напряжения осуществляется гальваническая развязка цепей высокого напряжения с низковольтными защитными линиями, измерительными цепями, защитными реле и системами учета расхода электрической энергии.

Первичная обмотка — трансформатор — ток

Первичная обмотка — трансформатор — ток

Cтраница 1

Первичная обмотка трансформатора тока состоит из одного или нескольких витков относительно большого сечения и включается последовательно в цепь, ток которой измеряется. Вторичная обмотка состоит из большого числа витков сравнительно малого сечения и замыкается на приборы с ничтожным сопротивлением.  [1]

Первичная обмотка трансформатора тока включена последовательно с нагрузкой. Параллельная цепь ваттметра может быть включена непосредственно на напряжение сети. В этом случае для определения мощности необходимо показание ваттметра умножить на коэффициент трансформации трансформатора тока. Если ваттметр предназначен для постоянной работы совместно с данным трансформатором тока, то на шкале ваттметра при ее изготовлении делается пометка, с каким номинальным коэффициентом трансформации производилась градуировка, а шкала соответствует мощности первичной цепи. Если ваттметр используется с отдельным трансформатором тока, то погрешность измерения мощности будет зависеть и от погрешностей трансформатора тока.  [3]

Первичная обмотка трансформатора тока 1 ( рис. 2.22) состоит из одного или дескольких витков, а вторичная 2 имеет большее число витков. Обе обмотки наложены на замкнутый сердечник из листовой или ленточной электротехнической стали. Первичная обмотка включается последовательно в провод цепи, ток которой должен трансформироваться, а во вторичную обмотку включаются токовые катушки измерительных приборов, реле и других аппаратов. Вторичную обмотку заземляют, чтобы исключить возможность появления во вторичной цепи опасных потенциалов относительно земли при пробоях с первичной обмотки. Напряжение на концах первичной обмотки определяется силой тока первичной цепи, и ток в этой обмотке не зависит от сопротивления в цепи вторичной обмотки.  [5]

Первичная обмотка трансформатора тока / ( рис. 2.15) состо-т из одного или нескольких витков, а вторичная 2 имеет ббль — iee число витков. Обе обмотки наложены на замкнутый сердеч-ик из листовой или ленточной электротехнической стали. Пер-ичная обмотка включается последовательно в провод цепи, ток оторой должен трансформироваться, а во вторичную обмотку ключаются токовые катушки измерительных приборов, реле и ругих аппаратов. Чтобы исключить возможность появления во торичной цепи опасных потенциалов относительно земли при робоях с первичной обмотки, вторичная обмотка заземляется, ( апряжение на концах первичной обмотки определяется силой ока первичной цепи, и сила тока в той обмотке не зависит от сопротив-ения в цепи вторичной обмотки.  [7]

Первичная обмотка трансформаторов тока включается последовательно в цепь измерения. Высоковольтные трансформаторы тока изготовляются на первичный ток от 5 до 1500 а и вторичный ток 5 а. Наиболее широко применяются на подстанциях до 10 кв трансформаторы тока проходного типа ТПФ.  [8]

Первичная обмотка трансформатора тока имеет небольшое число витков толстой проволоки, кабеля или шины, по которым проходит измеряемый ток. Вторичная обмотка имеет сравнительно большое число витков проволоки и замкнута на амперметр. При изменении первичного тока пропорционально изменяется и вторичный ток и, следовательно, шкала амперметра может градуироваться непосредственно в единицах первичного тока. Сила тока во вторичной цепи меньше силы тока в первичной приблизительно во столько раз, во сколько число витков вторичной обмотки больше числа витков первичной. Отношение токов в обмотках называется коэффициентом трансформации.  [9]

Первичная обмотка трансформатора тока, зажимы которой обозначаются буквами Л1 — Л2 ( линия), а вторичной-соответственно буквами Иг — Я а ( измерение), включается в линию последовательно. Вторичные цепи этих трансформаторов питают амперметры и последовательные цепи таких приборов, как ваттметры, счетчики и другие, имеющие малое сопротивление. Нормальным для трансформатора является режим, близкий к короткому замыканию, и разрыв вторичной цепи становится аварийным.  [10]

Первичная обмотка трансформатора тока состоит из одного или нескольких витков относительно большого сечения и включается последовательно в цепь, ток которой измеряется. Вторичная обмотка состоит из большого числа витков сравнительно малого сечения и замыкается на приборы с ничтожным сопротивлением.  [11]

Первичная обмотка трансформатора тока ( с ничтожно малым сопротивлением) включена последовательно в цепь измеряемого тока. Вторичная обмотка замкнута на токовые цепи амперметра, ваттметра и других измерительных приборов, включенных последовательно и имеющих малое сопротивление.  [12]

Первичная обмотка трансформатора тока рассчитана на 500 А и имеет 1 виток, вторичная — на 5 А. Первичная обмотка трансформатора напряжения рассчитана на 6000 В и имеет 12000 витков, вторичная — на 100 В.  [13]

Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в рассечку цепи, токи которой необходимо измерить. Обмотка состоит из одного или нескольких витков большого сечения, рассчитанного на номинальный ( рабочий) ток. Поверх обмотки распо-лагают изоляцию. Вторичную обмотку, намотанную на сердечник, накладывают поверх изоляции. Число витков вторичной обмотки обычно рассчитывают так, чтобы номинальный ток вторичной обмотки был равен 5 А, в от-дельных случаях — 1 или 10 А. Иногда трансформаторы тока имеют два сердечника и две обмотки разных классов точности. В этом случае одна обмотка используется для измерений, а другая для работы приборов и аппаратов релейной защиты.  [14]

Первичная обмотка трансформатора тока рассчитана на напряжение 36 В. Она подключена к клеммам СЗ и С13 третьей фазы генератора. Вторичная обмотка трансформатора тока рассчитана на напряжение 127 В. Концы ее соединены с селеновым выпрямителем 39, собранным по схеме двухполупериодного однофазного моста.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

Дать определение трансформатора тока. Назначение и принцип действия трансформатора тока

Существует два основных вида тока – постоянный и переменный. Обычная электрическая батарейка, например, дает постоянный ток напряжением 1,5 вольта , а в электросети действует переменный электрический ток с напряжением 220 В. Трансформаторы используются исключительно для преобразования переменного электрического тока. Постоянный ток трансформации не поддается.

Как осуществляется трансформация тока

В простейшем варианте трансформатор состоит из металлического сердечника – например, из Ш-образных пластин, и двух обмоток, первичной и вторичной. Обмотки электрически между собой не связаны, передача электрической энергии осуществляется за счет электромагнитной индукции.

Зачем вообще нужен трансформатор? Он позволяет в необходимых пределах изменять напряжение и силу тока. Например, у вас есть электрическая лампочка на 2,5 В. Ее нельзя напрямую подключить к электросети 220 В, она тут же сгорит. Чтобы она нормально работала, необходимо понизить напряжение с 220 В до 2,5 В – то есть снизить его почти в 100 раз.

Эту задачу и позволяет решить трансформатор. Его первичная обмотка имеет достаточно большое количество витков – например, 1000. Благодаря этому она легко выдерживает напряжение 220 В, включение обмотки в сеть не вызывает короткого замыкания. Поверх первичной обмотки наматывается вторичная, но число ее витков значительно меньше. Если в нашем примере 1000 витков рассчитаны на 220 В, то на 1 виток тогда приходится 0,22 В. Нам нужно 2,5 В. Нетрудно подсчитать, что для нормальной работы лампочки напряжением 2,5 В необходимо намотать вторичную обмотку из 11-12 витков.

Области применения трансформаторов электрического тока

Чтобы передавать электроэнергию на большие расстояния, используются высоковольтные линии электропередач. Передается именно переменный ток, так как при передаче постоянного потери электроэнергии оказываются слишком велики. Потери уменьшаются и с увеличением напряжения, поэтому на магистральных направлениях используется напряжение в сотни тысяч вольт.

Чтобы получить высокое напряжение для передачи на расстояние, а затем вновь преобразовать его в нужное потребителям, и используются трансформаторы. Как правило, это мощные масляные трансформаторы, рассчитанные на высокое напряжение.

Небольшие трансформаторы используются и в радиоэлектронной аппаратуре и бытовой технике, они позволяют понижать напряжение 220 В до более низкого, необходимого для питания электронных компонентов. Иногда трансформаторы используют для гальванической развязки – в этом случае количество витков в первичной и вторичной обмотке одинаково. С вторичной обмотки снимают то же напряжение, которое действует на первичной обмотке, но это уже другая цепь, не имеющая прямой электрической связи с первичной обмоткой.

На сегодняшний день во многих случаях не представляется возможным заменить трансформаторы переменного тока какими-то другими устройствами. Поэтому можно не сомневаться в том, что они будут использоваться еще очень долгое время.

Трансформатор тока
с масляным охлаждением
и фарфоровой покрышкой

Для измерения большого переменного тока, его предварительно уменьшают до удобного значения (обычно до 5А) при помощи трансформаторов тока.

Трансформатором тока, называется такой трансформатор, в котором при нормальных условиях работы выходной сигнал выходной сигнал является током, практически пропорциональным первичному току и при правильном включении сдвинутым относительно него по фазе на угол, близкий к нулю.

Описание трансформаторов тока, марок: ЗНОЛ , НЛЛ , НОЛ , НОЛП , ОМ , Т-0,66 , ТЗЛ , ТЗЛМ , ТЗРЛ , ТЛ , ТЛК , ТЛШ , ТНШ , ТНШЛ , ТОЛ , ТОП , ТПК , ТПЛ , ТПОЛ , ТШЛ .

Схема включения трансформатора тока

Принципиальная схема трансформатора тока.

На схеме:

1 — первичная обмотка трансформатора тока;
2 — вторичная обмотка трансформатора тока;
3 — общий магнитопровод;
4 — токопровод высокого напряжения;
I 1 — ток линии;
Ф 1 — переменный магнитный поток, создаваемый током I 1 ;
I 2 — ток протекающий во вторичной обмотке под действием Ф 1 ;
Ф 2 — переменный магнитный поток, создаваемый током I 2 ;

Первичную обмотку трансформатора тока, имеющую малое число витков, включают последовательно в линию, в которой измеряют или контролируют ток. В цепь вторичной обмотки трансформатора тока включают прибор с малым сопротивлением. Таким прибором может быть амперметр, токовая катушка ваттметра, счетчика, какого либо иного измерительного прибора или реле. Приборы во вторичную цепь включают так, чтобы положительное направление тока в приборе совпадало по направлению с положительным направлением тока в контролируемой цепи.

В трансформаторе тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной на полное рабочее напряжение. Один конец вторичной обмотки обычно заземляется. Поэтому она имеет потенциал, близкий к потенциалу земли.

В цепь вторичной обмотки трансформатора тока можно включать несколько приборов, соединив их последовательно, чтобы через них проходил один и тот же ток. Однако включать в цепь вторичной обмотки трансформатора тока большое число измерительных приборов нежелательно, так как это увеличивает сопротивление нагрузки трансформаторов и снижает точность измерений.

Устройство трансформатора тока

Трансформатор тока имеет сердечник, первичную и вторичную обмотки. Как правило, их изготавливают с таким коэффициентом трансформации, чтобы на вторичной стороне сила тока была стандартной. (1;5 и 10А)

Первичная обмотка трансформатора тока включается в сеть последовательно, поэтому для уменьшения потерь энергии и напряжения сечение проводов первичной обмотки выбирают большим, а число витков – один или несколько. Число витков вторичной обмотки всегда больше числа витков первичной. Сечение обмоточных проводов вторичной обмотки сравнительно небольшое.

Трансформаторы тока по конструктивным признакам разделяют на звеньевые(или восьмерочные), в которых первичная обмотка имеет форму кольца, продетого через сердечник; шинные(или стержневые) – первичной обмоткой служит стержень(или шина), петлевые – первичная обмотка имеет форму вытянутой петли; катушечные – первичная обмотка изготовлена в форме катушки.

Первичные обмотки трансформаторов тока могут быть одно или многовитковыми. При одновитковой обмотке витком служит провод, стержень или шина, проходящая через окно магнитной системы; таким образом создается контур, замкнутый через цепь нагрузки. Примерами такого устройства могут служить встроенные трансформаторы тока, применяемые в силовых трансформаторах и масляных выключателях.

Вторичные обмотки трансформаторов тока охватывают магнитную систему и образуют контур через цепи вторичной нагрузки (приборы электрических измерений и релейной зашиты, сигнализации и т. д.). Вторичные обмотки часто изготовляют с ответвлениями; начала, концы и ответвления обмотки подключены к зажимам клеммного щитка. Первичные обмотки имеют зажимы для включения витков параллельно или последовательно. Такое устройство обмоток позволяет использовать трансформатор тока на разные номинальные вторичные токи.

Назначение трансформатора тока

Трансформаторы тока в зависимости от назначения разделяются на трансформаторы тока для измерений и трансформаторы тока для защиты. Зачастую трансформаторы тока совмещают в себе обе функции и могут использоваться как для измерения, так и для защиты.

Трансформаторы тока для измерений предназначаются для передачи информации измерительным приборам. Они устанавливаются в цепях высокого напряжения или в цепях с большим током, то есть в цепях в которых невозможно прямое включение измерительных приборов. Трансформатор тока для измерения обеспечивает:

• Преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для непосредственного измерения с помощью стандартных измерительных приборов;
• Изолирование измерительных приборов, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения.

Трансформаторы тока для защиты предназначаются для передачи измерительной информации в устройства защиты и управления. Трансформатор тока для защиты обеспечивает:

• Преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для питания устройств защиты;
• Изолирование реле, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения.

Трансформатор тока в установке высокого напряжения, необходим даже в тех случаях, когда уменьшения тока для измерительных приборов или реле не требуется.

Иногда нужно узнать – какой ток течет в электрической цепи. Если ток небольшой, для этого можно использовать простой резистор. Если-же ток достигает неприличных величин (к примеру, как в трансформаторах Тесла), приходится искать другие методы измерения. Один из таких методов – использование трансформатора тока.

Что это такое?

Трансформатор тока, для краткости будем называть его ТТ, используется повсеместно. К примеру, в электросчетчиках и на подстанциях. Мы-же будем рассматривать то, как его можно использовать для измерения тока в импульсных источниках питания – сварочных аппаратах, трансформаторах Тесла итп. Стоит сразу обратить внимание, что с помощью ТТ можно измерять только переменный ток, но никак не постоянный!

Итак, ТТ позволяет нам измерять очень большой ток. Чем-же ТТ отличается от обычного трансформатора? А вот ничем! Название придумали из-за области применения и характерной конструкции – катушка на тороидальном сердечнике, через которую пропущен провод.

ТТ преобразует проходящий через него ток в пропорциональное напряжение. К примеру, если через трансформатор проходит 100А, то он выдает 1В, а если проходит 200А, то на выходе мы получим 2В.

Основные соотношения

Проделав нехитрые математические выкладки, можно убедиться, что для токов в обмотках ТТ с очень большим коэффициентом трансформации по напряжению и с короткозамкнутой вторичной обмоткой действует такой закон для тока в обмотках:

Для того, чтобы преобразовать ток в напряжение, используют обычный резистор. Типичная схема включения ТТ:

Напряжение, падающее на резисторе R, согласно закону Ома, равно E=IR. Таким образом, зависимость выходного напряжения ТТ от тока определяется простым выражением:

К примеру, рассмотрим трансформатор Тесла, где через ТТ течет ток в 500А. Если у нас 1 виток в первичной обмотке (да, просто пропущенный через кольцо провод считается за один виток), а во вторичной обмотке — 1000 витков, то ток во вторичной обмотке окажется равным 0.5А. Если мы возьмем сопротивление R1 = 2ом, то при полном токе на нем будет падать 1вольт.

Просто? Еще-бы!

Применения

Раз мы уже знаем, что такое токовый трансформатор, давайте подумаем куда его можно всунуть. Кроме того, что можно измерять большие токи, можно еще строить автогенераторы с обратной связью по току. Практически все DRSSTC являются именно такими. Можно также организовывать защиту от превышения тока, без такой защиты большинство импульсных блоков питания являются ”живыми мертвецами”.

Запаздывание по фазе

Для автогенераторного применения важна еще одна характеристика ТТ – задержка сигнала.

Запаздывание сигнала может произойти из-за таких факторов

Индукция рассеяния ТТ вместе с выходным резистором образует ФНЧ.

Межвитковая емкость в ТТ может стать причиной сдвига фазы.

Для анализа обоих этих ситуация, я набросал простую модель в SWCad’е.

Результаты симуляции при к. связи = 1

К. связи = 0.5

Результаты симуляции очень похожи на одиночный трансформатор. Никакого запаздывания нет. Только амплитуда становится немного менее предсказуемая – она определяется произведением коэффициентов связи в обоих трансформаторах.

Вывод – в подавляющем большинстве случаев можно применять несколько ТТ, включенных последовательно.

Прямоугольный выходной сигнал

Часто необходимо получить прямоугольный выходной сигнал из синусоиды, выдаваемой ТТ. Конечно, это можно сделать с помощью компаратора, однако быстродействующие компараторы дороги и требуют особых навыков от разработчика. Проще собрать следующую, уже почти ставшую стандартом, схему:

Для чего такие сложности? Стабилитроны – очень медленные устройства. Для повышения быстродействия ограничителя, к ним добавлены диоды Шоттки. Когда напряжение меняет полярность – диоды Шоттки быстро закрываются и не дают стабилитронам испортить сигнал. Такой ограничитель выдает сигнал +-5 вольт. Замечу, что сигнал нужно обязательно ограничивать симметрично, иначе произойдет сдвиг фазы.

Диодную вилку нельзя поставить сразу после ТТ, потому, как выбросы из силовой части преобразователя попадут в чувствительные цепи управляющей электроники.

Конструкция

Заметьте, что ТТ работает как источник тока, и чем больше витков вы намотаете, тем ближе ТТ будет к идеальному источнику тока и тем точнее будут показания. Также, чем больше витков, тем меньше ток течет через резистор, а значит, уменьшается рассеиваемая на нем мощность. Именно предельная мощность на резисторе обычно является определяющим факторов для количества витков в любительских конструкциях.

Для того, чтобы сделать коэффициент трансформации побольше, первичную обмотку обычно делают всего из одного витка, а во вторичной мотают порядка тысяч.

Проблема насыщения сердечника очень редко проявляется в токовых трансформаторах. Что такое насыщение и как с ним бороться, можно прочитать в статье о .

В качестве проволоки для вторичной обмотки стоит выбирать проволоку с наибольшим возможным сечением – так уменьшается погрешность измерения.

Промышленные ТТ

Естественно, промышленность выпускает громаднейший ассортимент токовых трансформаторов. Они хорошо настроены и могут быть использованы для точных измерений. Естественно, есть проблемы с доставабельностью в неэпических количествах. К примеру, в киеве, несколько ТТ я видел в магазине “радиомаг”

К моему удивлению, материалов по ТТ очень мало. Но википедия, все-же, знает, что это такое.

Привенение ТТ в электросчетчиках. Там-же описывается немного теории.

Для измерения токов в силовых цепях переменного напряжения применяют трансформаторы тока. Они применяются как в цепях до 1000 В так и выше 1000 В. Они имеют стандартные токи вторичной цепи – 1 А или 5 А и измерительные приборы и реле выполняют на этот ток. Вторичная обмотка трансформатора обязательно заземляется, чтоб в случае пробоя изоляции измерительные устройства не оказались под напряжением первичной цепи.

Схема такого трансформатора показана ниже:

Главной особенностью таких устройств является то, что ток, протекающий в первичной цепи абсолютно независим от режимов работы вторичной цепи. Во вторичной цепи трансформатора предохранитель не ставят, так как обрыв вторичной цепи трансформатора тока – это аварийный режим работы. Почему так мы рассмотрим в следующих статьях.

Основные параметры трансформаторов тока

Номинальное напряжение

Это напряжение линейное сети, в которой должен работать трансформатор. Именно это напряжение будет определять изоляцию между обмотками, одна из которых будет находится под высоким потенциалом, а вторая заземлена.

Номинальные токи

Токи, при которых устройство может работать в длительном режиме не перегреваясь. Как правило, такие трансформаторы имеют большой запас по нагреву и могут работать нормально с перегрузкой в 20%.

Коэффициент трансформации

Отношение первичного и вторичного тока определяемый формулой:

Коэффициент трансформации действительный будет иметь отличия от номинального ввиду потерь в трансформаторе.

Токовая погрешность

В процентах имеет вид:

Где I 2 – вторичный, I 1 ‘ — первичный приведенный токи.

Угловая погрешность

В реальном трансформаторе первичная составляющая по фазе сдвинута от вторичной на угол отличный от 180 0 . Для отсчета угловой погрешности вектор вторичной составляющей поворачивают на 180 0 . Угол между вектором первичной составляющей и этим вектором носит название угловой погрешности. Если перевернутый вектор вторичной составляющей опережает первичную – то погрешность будет положительной, если отстает – отрицательной. Измеряется такой вид погрешности в минутах.

Соответственно трансформаторы тока имеют свой класс точности согласно ГОСТ – 0,2;0,5;1;3;10. Класс точности говорит о допустимой погрешности в процентах Z 2 = Z 2н.

Полная погрешность

Определяется в процентах %, и имеет формулу:

Где: I 1 – действующее первичное значение, i 1, i 2 – мгновенные значения первичных и вторичных токов, Т – период частоты напряжения переменного.

Номинальная нагрузка

Нагрузка, определяемая в Омах, при которой трансформатор будет работать в пределах своего класса точности и с cosφ 2н =0,8. Иногда могут применять понятие номинальной мощности Р:

Поскольку значение I 2н строго нормировано, то мощность трансформатора будет зависеть только от нагрузки Z 2н.

Номинальная предельная кратность

Кратность первичного тока к значению его номинальному, при котором погрешность его может достигать примерно 10%. При этом нагрузка и ее коэффициенты мощности должны быть номинальными.

Максимальная кратность вторичного тока

Отношение максимального вторичного тока, к номинальному его значению при действующей вторичной нагрузке равной номинальной. Максимальная кратность определяется насыщением магнитопровода, это когда при дальнейшем увеличении первичного тока, вторичный остается неизменным.

Человечество в значительной мере зависит от тока. Но просто так он не подчиняется, необходимы специальные аппараты. В качестве оного выступает трансформатор тока. Чем он является и каково его предназначение? Каков принцип действия трансформатора тока? И насколько он важен?

Что такое трансформатор тока?

Под ТТ понимают измерительный аппарат, который необходим, чтобы преобразовать ток. Конструктивно в трансформаторе первичная обмотка включена в цепь последовательно, тогда как вторичная имеет измерительные приборы, а также реле защиты и автоматики. ТТ является основным измерительным устройством в электроэнергетике. Обе обмотки находятся в изоляции. Вторичная во время эксплуатации обычно имеет потенциал, который близок к «земле», что достигается путём заземления одного конца.

Благодаря трансформатору можно учитывать и измерять ток высокого напряжения, используя приборы для низкого. В конце сводится всё к измерению первичного, значение которого записывают в амперах. Следует отличать измерительный трансформатор тока от силового. Так, в первом индукция является непостоянной и напрямую зависит от режима эксплуатации. Поэтому и считаются универсальными трансформаторы тока.

Назначение и принцип действия

Как всё происходит? Каков принцип действия трансформатора тока? Через силовую первичную обмотку, которая имеет определённое число витков, протекает напряжение, которое преодолевает полное сопротивление. Вокруг катушки возникает магнитный поток, который может уловить магнитопровод. Его необходимо расположить перпендикулярно относительно направления тока. Таким образом, будет теряться минимум электроэнергии во время её преобразования в электрическую. Пересекая перпендикулярно расположенные витки вторичной обмотки, магнитный поток активирует электродвижущую силу, под влиянием которой и возникает ток, преодолевающий полное сопротивление катушки и выходной нагрузки. Вместе с этим на зажимах 2-й цепи возникает падение напряжения.

Теперь немного о частных случаях:

• Принцип действия сварочного трансформатора базируется на максимальной отдаче мощности. Его конструкция должна выдерживать высокое напряжение.
• Принцип действия однофазного трансформатора базируется на магнитном потоке. Так, если замкнуть вторичную обмотку на какое-то сопротивление, то при появлении тока возникнет движущая сила. Если обратить внимание на закон Ленца, то можно сделать заключение, что магнитный поток будет уменьшаться. Но принцип действия однофазного трансформатора предусматривает подведение постоянного тока к первичной обмотке, в результате чего уменьшения магнитного потока не происходит.

Классификация

Все трансформаторы тока (как для измерений, так и для защиты) поддаются классификации по таким признакам:

• По роду установки.
• ТТ, предназначенные для работы в воздухе.
• Трансформаторы тока для функционирования в условиях закрытых помещений.
• ТТ, предназначенные для встраивания внутрь электрооборудования.

Основные параметры

Трансформаторам тока выдвигают целый ряд требований. Вся необходимая информация должна быть указана в паспорте или приложенной таблице.

Вот их краткий список:

• Номинальное напряжение может находиться в широком диапазоне.
• Номинальный первичный ток, который идёт по 1-й обмотке. Указываются значения для длительной работы аппаратуры.
• Номинальный вторичный ток, проходящий по 2-й обмотке. Его качество обозначается показателем в 1 или 5 ампер.
• Вторичная нагрузка соответствует сопротивлению во внешней 2-й цепи и выражается в омах.

Ограничения

По термической стойкости:

• I1т — рассчитан на номинальное напряжение выше 330 кВ.
• I3т — применяется в диапазоне значений в 110-220 кВ.
• I4т — используется при напряжении, которое не превышает 35 кВ.

Принцип действия трансформатора может зависеть от материала:

• При изготовлении токопроводящих частей из алюминия температура не должна превышать 200°С.
• Если детали, что проводят ток, сделаны из меди или её сплавов и соприкасаются с маслом или органической изоляцией, то ограничение составляет 250°С.

Также существуют требования к механическим нагрузкам, которые должен выдерживать трансформатор тока при скорости ветра в 40 м/с. Принцип действия устройства может немного поменяться из-за конструктивных дополнений:

• Если ТТ до 35 кВ, то это значение составляет 500 ньютонов.
• При значениях в 110-220 кВ необходима стойкость в 1000 Н.
• При превышении 330 кВ требование к механическим нагрузкам возрастает до уровня 1500 ньютонов.

Опасные факторы при работе с трансформатором тока

При работе с ТТ необходимо быть чрезвычайно осторожным, поскольку существуют значительные риски пострадать вплоть до летального исхода. Итак, следует опасаться:

• Возможности поражения высоковольтным потенциалом, что может случиться в случае повреждения изоляции. Так как магнитопровод трансформатора тока сделан из металла, то он имеет хорошую проводимость и соединяет магнитным путём отделенные обмотки ТТ (первичную и вторичную). Поэтому существует повышенная опасность, что персонал получит электротравмы, или повредится оборудование вследствие дефектов в изоляционном слое. Чтобы избежать таких ситуаций, заземляют один из вторичных выводов трансформатора.

• Возможность поражения высоковольтным потенциалом из-за разрыва вторичной цепи. Её выводы промаркированы как «И1» и «И2». Чтобы направление, по которому протекает ток, было полярным и совпадало по всем обмоткам, они всегда во время работы трансформатора подключаются на нагрузку. Это необходимо из-за того, что ток, проходящий по первичной обмотке, имеет мощность высокого потенциала, которая передаётся во вторичную цепь с незначительными потерями. При разрыве в таких случаях резко уменьшаются показатели из-за утечки во внешнюю среду. При таких происшествиях значительно ускоряется падение напряжения на данном разорванном участке. Потенциал, который сформировывается на разомкнутых контактах, при прохождении тока достигает нескольких киловольт. Такое значение является опасным для жизни. Поэтому необходимо убеждаться, что все вторичные цепи на трансформаторах тока надежно собраны. А при выходе из строя устанавливаются шунтирующие закоротки. Принцип действия трансформатора не терпит пренебрежения правилами безопасности, и получить электротравму очень легко.

• Конструкторские решения, которые были использованы в трансформаторах тока. Любой ТТ, как и все электротехнические устройства, должен решать определённые задачи, которые возникают во время эксплуатации электроустановок. Благо, промышленность предлагает значительный ассортимент. Но в некоторых случаях бывает лучше усовершенствовать имеющуюся конструкцию с точки зрения предприятия, чем изготавливать что-то новое, чем многие и пользуются, не имея достаточного опыта. Без знания, что собой представляет принцип действия трансформатора, последствия такого вмешательства могут создать ситуации, опасные для жизни.

Заключение

В рамках статьи мы обсудили назначение и принцип действия трансформатора тока. Как видите, это устройство является очень важным для нормального функционирования общества. Но вместе с этим оно является и довольно опасным, поэтому всегда стоит придерживаться осторожности и без надобности не лезть внутрь аппарата, особенно тогда, когда работают трансформаторы тока. Назначение и принцип действия таких приспособлений были нами рассмотрены настолько, насколько это позволил размер статьи. Однако все самое важное мы изучили.

Определение, принцип работы, типы, выбор

Что такое трансформатор тока?

Трансформатор тока — это особый тип электрического оборудования, которое понижает высокие первичные токи до низких вторичных токов. Первичная обмотка соединена с измеряемым током, а вторичная обмотка — с измерительными приборами.

Первичная обмотка трансформатора тока состоит из нескольких витков и соединена последовательно с линией, по которой проходит ток.Вторичная обмотка имеет большее количество витков и связана с приборами.

Трансформатор тока используется для измерения и защиты. Используя трансформатор тока, мы можем легко измерять большие токи. Рекомендуется применять трансформаторы тока на токи 40 А и выше.

Трансформаторы тока выполняют две основные функции:

• Ограничение и минимизация тока для приборов учета и защиты.
• Изоляция силовых цепей от цепи измерения и / или защиты.

Применения трансформатора тока

Трансформатор тока можно использовать в следующих приложениях.

• Амперметры
• Ваттметры
• Варметры
• Киловатт-метр
• Измерители коэффициента мощности
• Реле управления
• Измерительные преобразователи

Строительство трансформатора тока

Трансформатор тока состоит из первичной обмотки, вторичной обмотки, магнитопровода и изолированного корпуса.Сердечник из высококачественной кремнистой стали отжигается, покрывается лаком и изолируется крышками из поликарбоната. Вторичная обмотка намотана тороидально на высокоточных полуавтоматах. Для кольцевого трансформатора тока с ленточной обмоткой обмотки с покрытием PEW затем покрываются слоновой бумагой, покрываются лаком и с двойным отводом с помощью лент PVS. В трансформаторе тока залитого типа обмотки заключены в компактный и термостойкий разъемный колпачок.

Как работает трансформатор тока?

Трансформатор тока работает для преобразования или изменения величины переменного тока (50… 400 Гц) в системе, обычно от более высокого значения тока к более низкому значению тока.Преобразование или величина изменения зависит от количества витков как первичного, так и вторичного проводников. ТТ состоит из трех основных компонентов: первичной обмотки, сердечника и вторичной обмотки.

Взаимосвязь или соотношение между количеством витков в первичной и вторичной обмотках отвечает за снижение или «понижение» тока в системе до значения, которое можно использовать для устройства контроля тока, такого как реле перегрузки. или продукт для контроля мощности.Следующая формула демонстрирует, как соотношение обмоток может снизить ток:

Как рассчитывается коэффициент трансформации трансформатора тока?

Коэффициент CT — это отношение первичного входного тока к вторичному выходному току при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 300: 5 рассчитан на 300 ампер первичной обмотки при полной нагрузке и будет производить вторичный ток 5 ампер, когда через первичную обмотку протекает 300 ампер.

Если первичный ток изменится, вторичный ток на выходе изменится пропорционально.Например, если через первичную обмотку номиналом 300 А протекает 150 А, выходной вторичный ток будет 2,5 А (150: 300 = 2,5: 5)

Типы трансформаторов тока

Существует несколько различных типов трансформаторов тока, каждый из которых обеспечивает понижение и измерение тока, но способ выполнения этого может быть разным. Ниже объясняются характеристики трех основных типов трансформаторов тока.

Трансформатор тока с одной обмоткой

Трансформатор тока с намоткой имеет первичную обмотку с более чем одним полным витком, намотанным на сердечник.Первичная и вторичная обмотки трансформатора тока с намоткой изолированы друг от друга и состоят из одного или нескольких витков, окружающих сердечник. Сконструированы как трансформаторы с несколькими передаточными числами с использованием отводов на вторичной обмотке. Обмотка обеспечивает отличные характеристики в широком рабочем диапазоне.

2-тороидальный трансформатор тока

Тороидальный трансформатор тока не имеет первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой проходит ток, протекающий в цепи, проходит через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе.Некоторые трансформаторы тока имеют «разъемный сердечник», что позволяет их открывать, устанавливать и закрывать без отключения цепи, к которой они подключены.

Трансформатор тока с 3 шинами

В трансформаторе тока стержневого типа в качестве первичной обмотки используется фактический кабель или шина главной цепи, что эквивалентно одному витку. Доступны типы стержней с более высоким уровнем изоляции и обычно привинчиваются к текущему устройству ухода.

Подключение трансформатора тока

Одинарное передаточное число CT

Многоступенчатый CT

Выбор трансформатора тока

Для правильного выбора трансформатора тока необходимо уточнить следующие моменты:

• Приложение.(для измерения или защиты)
• Особенности формулировки среды. (в помещении или на улице, рабочая температура, влажность воздуха и т. д.)
• Рабочее напряжение и частота.
• Диапазон первичного тока. (максимум и минимум измеряемого тока)
• Размер кабеля или шины.
• Данные о перегрузке.
• Ток короткого замыкания.
• Спецификация измерительного устройства, связанного с током.
• Трансформатор.(точность, номинальный ток, потребление и т. д.)
• Диаметр и длина кабеля. Кабель используется для подключения трансформатора тока и соответствующего измерительного устройства.

Мы рекомендуем выбирать коэффициент, сразу превышающий максимальный измеряемый ток (In). Пример: In = 1103 А; соотношение выбрано = 1250/5.

• Для небольших оценок: от 40/5 до 75/5 и для приложений с цифровыми устройствами мы рекомендуем выбрать более высокий рейтинг, например 100/5.Это связано с тем, что малые номиналы менее точны, и измерение 40 А, например, будет более точным с ТТ 100/5, чем с ТТ 40/5.
• Частный случай пускателя двигателя: для измерения тока пускателя двигателя необходимо выбрать трансформатор тока с первичным током Ip = Id / 2 (Id = пусковой ток двигателя)

Точность трансформатора тока

Точность трансформатора тока определяется его сертифицированным классом точности, который указан на паспортной табличке.Например, класс точности ТТ 0,3 означает, что ТТ сертифицирован производителем как имеющий точность в пределах 0,3 процента от значения номинального коэффициента для первичного тока, составляющего 100 процентов от номинального коэффициента.

Трансформатор тока с номинальным коэффициентом 200/5 и классом точности 0,3 будет работать в пределах 0,45% от номинального значения коэффициента при первичном токе 100 ампер. Чтобы быть более точным, для первичного тока 100A сертифицировано производить вторичный ток между 2.489 ампер и 2,511 ампер.

Коэффициент трансформации трансформатора тока

Коэффициент передачи трансформатора тока указан с предположением, что первичный проводник проходит через окно один раз, но можно изменить коэффициент, пропустив первичный проводник через отверстие дополнительные раз. Введение двух петель уменьшает соотношение 300: 5 в два раза, давая соотношение 150: 5, а три петли обеспечивают уменьшение в три раза, или 100: 5

Полярность трансформатора тока

Полярность трансформатора тока определяется направлением намотки катушек вокруг сердечника ТТ (по часовой стрелке или против часовой стрелки) и тем, как выводы, если таковые имеются, выводятся из корпуса трансформатора.

Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность и имеют следующие обозначения для правильной установки:

(h2) первичный ток, линейное направление; (h3) первичный ток, направление нагрузки; и (X1) вторичный ток.

При установке и подключении трансформаторов тока к реле измерения мощности и защитных реле важно соблюдать полярность.

Причины отказа трансформатора тока

Наиболее частые отказы трансформатора тока:

• Механическая деформация, заземление плавающего сердечника, магнитострикция.
• Короткие замыкания, обрыв.
• Частичный пробой емкостных слоев.
• Короткие замыкания одиночных витков.
• Частичный разряд, влага в твердой изоляции, старение, загрязнение изоляционных жидкостей.
• Отопление.

Различия между трансформатором тока и трансформатором напряжения

	Трансформатор тока	Трансформатор потенциала
Определение	Преобразование тока из высокого значения в низкое значение	Преобразование напряжения от высокого значения к низкому значению
Первичная обмотка	Он несет текущий , который должен быть измерен	Он передает напряжение , которое необходимо измерить.
Соединение	Последовательное соединение	Подключено параллельно
Первичный контур	Имеет малое количество витков	Имеет большое количество витков
Вторичный контур	Не может быть обрыва цепи.	Может быть обрыв цепи.
Коэффициент трансформации	Высокая	Низкая
Бремя	Не зависит от вторичной нагрузки	Зависит от вторичной нагрузки
Импеданс	Низкая	Высокая
Ядро	Изготовлен из кремнистой стали	Изготовлен из высококачественной стали

Продолжить чтение

Что такое трансформатор тока (ТТ)? Определение, построение, векторная диаграмма и типы

Определение: Трансформатор тока — это устройство, которое используется для преобразования тока с более высокого значения в пропорциональный ток к более низкому значению.Он преобразует ток высокого напряжения в ток низкого напряжения, благодаря чему сильный ток, протекающий по линиям передачи, надежно контролируется амперметром.

Трансформатор тока используется с прибором переменного тока, измерителями или контрольной аппаратурой, где измеряемый ток имеет такую ​​величину, что измеритель или приборную катушку невозможно сделать с достаточной пропускной способностью по току. Трансформатор тока показан на рисунке ниже.

Первичный и вторичный ток трансформаторов тока пропорциональны друг другу.Трансформатор тока используется для измерения тока высокого напряжения из-за сложности с недостаточной изоляцией самого счетчика. Трансформатор тока используется в счетчиках для измерения силы тока до 100 ампер.

Строительство трансформаторов тока

Сердечник трансформатора тока изготовлен из слоистой кремнистой стали. Для получения высокой степени точности для изготовления стержней используется Permalloy или Mumetal. Первичные обмотки трансформаторов тока пропускают измеряемый ток, и он подключен к главной цепи.Вторичные обмотки трансформатора пропускают ток, пропорциональный измеряемому току, и он подключается к токовым обмоткам счетчиков или приборов.

Первичная и вторичная обмотки изолированы от сердечников и друг от друга. Первичная обмотка — это однооборотная обмотка (также называемая стержневой первичной обмоткой), по которой проходит полный ток нагрузки. Вторичная обмотка трансформаторов имеет большое количество витков.

Соотношение первичного и вторичного тока известно как коэффициент трансформатора тока цепи .Коэффициент текучести трансформатора обычно высокий. Номинальные значения вторичного тока составляют 5, 1 и 0,1 А. Текущие номинальные значения первичной обмотки варьируются от 10 А до 3000 А или более. Символическое изображение трансформатора тока показано на рисунке ниже.

Принцип работы трансформатора тока немного отличается от силового трансформатора. В трансформаторе тока полное сопротивление нагрузки или нагрузка на вторичной обмотке немного отличается от силовых трансформаторов.Таким образом, трансформатор тока работает в условиях вторичной цепи.

Бремя нагрузки

Нагрузка трансформатора тока — это величина нагрузки, подключенной ко вторичному трансформатору. Он выражается как мощность в вольт-амперах (ВА). Номинальная нагрузка — это величина нагрузки, указанная на паспортной табличке ТТ. Номинальная нагрузка — это произведение напряжения и тока на вторичной обмотке, когда трансформатор тока подает на прибор или реле максимальное номинальное значение тока.

Влияние открытых вторичных обмоток трансформатора тока

В нормальных условиях эксплуатации вторичная обмотка ТТ подключена к его нагрузке и всегда замкнута. Когда ток течет через первичные обмотки, он всегда течет через вторичные обмотки, и ампер-витки каждой обмотки соответственно равны и противоположны.

Количество витков вторичной обмотки будет на 1% и 2% меньше, чем витков первичной обмотки, и разница будет использоваться в намагничивающем сердечнике. Таким образом, если вторичная обмотка разомкнута и ток течет через первичные обмотки, то размагничивающего потока из-за вторичного тока не будет.

Из-за отсутствия противоамперных витков вторичной обмотки, не имеющий сопротивления первичный MMF создаст аномально высокий магнитный поток в сердечнике. Этот поток вызовет потери в сердечнике с последующим нагревом, и на вторичном выводе будет индуцировано высокое напряжение.

Это напряжение вызвало пробой изоляции, а также в будущем может произойти потеря точности, потому что чрезмерная MMF оставляет остаточный магнетизм в сердечнике. Таким образом, вторичная обмотка ТТ никогда не может быть разомкнута, когда по первичной обмотке проходит ток.

Векторная диаграмма трансформатора тока

Векторная диаграмма трансформатора тока показана на рисунке ниже. Основной поток взят за эталон. Наведенные напряжения в первичной и вторичной обмотках отстают от основного потока на 90º. Величина первичного и вторичного напряжений зависит от количества витков на обмотках. Ток возбуждения индуцируется составляющими намагничивающего и рабочего тока.

где, I _s — вторичный ток
E _s — вторичное индуцированное напряжение
I _p — первичный ток
E _p — первичное индуцированное напряжение
K _t — коэффициент передачи, количество вторичных витков / количество первичных витков
I ₀ — ток возбуждения
I _м — ток намагничивания
I _w — рабочий компонент
Φ _с — главный поток

Вторичный ток отстает от вторичного наведенного напряжения на угол θº.Вторичный ток перемещается в первичную обмотку путем реверсирования вторичного тока и умножения на коэффициент трансформации. Ток, протекающий через первичную обмотку, является суммой возбуждающего тока I ₀ и произведения коэффициента трансформации и вторичного тока K _t I _s.

Ошибка соотношения и фазового угла CT

Трансформатор тока имеет две ошибки — ошибку соотношения и ошибку угла сдвига фаз.

Ошибки соотношения тока — Трансформатор тока в основном обусловлен энергетической составляющей тока возбуждения и обозначается как

.

Где I _p — первичный ток.K _t — передаточное число и вторичный ток.

Ошибка фазового угла — В идеальном трансформаторе тока векторный угол между первичным и обратным вторичным током равен нулю. Но в реальном трансформаторе тока существует разница фаз между первичным и вторичным токами, потому что первичный ток также обеспечивает составляющую тока возбуждения. Таким образом, разница между двумя фазами называется ошибкой фазового угла.

Типы трансформаторов тока

Трансформаторы тока в основном подразделяются на три типа, т.е.е., трансформатор тока намотки, трансформатор тока тороидальный и трансформаторы стержневого типа.

1. Трансформатор с обмоткой — В этом трансформаторе первичная обмотка расположена внутри трансформатора. Первичная обмотка имела один виток и была подключена последовательно с проводником, измеряющим ток. Трансформатор с обмоткой в ​​основном используется для измерения тока от 1 до 100 ампер.

2. Трансформатор тока стержневого типа — Трансформатор стержневого типа имеет только вторичные обмотки.Проводник, на котором установлен трансформатор, будет действовать как первичная обмотка трансформаторов тока.

3. Тороидальный трансформатор тока — Этот трансформатор не содержит первичных обмоток. Линия, по которой протекает ток в сети, подключается через отверстие или окно трансформаторов. Основным преимуществом этого трансформатора является то, что трансформатор имеет симметричную форму, благодаря чему он имеет низкий поток утечки, а значит, и меньшие электромагнитные помехи.

Как работает трансформатор тока

Трансформатор тока — это категория измерительных трансформаторов, разработанных и изготовленных для генерации переменного тока во второй обмотке. Этот ток прямо пропорционален току, измеренному в его первичной обмотке. Компания Midwest Current Transformer предлагает своим клиентам высоковольтные трансформаторы для различных промышленных применений.

Первичная обмотка

Трансформатор тока имеет только один или несколько витков первичной обмотки.Первичная обмотка может состоять либо из одного плоского витка, либо из проводника сборной шины, проходящего через центральное отверстие, либо из усиленного провода катушки, намотанного вокруг сердечника.

Из-за такой конструкции трансформатор тока также называют последовательным трансформатором. Это связано с тем, что первичная обмотка, состоящая из очень небольшого числа витков, работает последовательно с проводником, по которому проходит ток, доставляющий нагрузку.

Вторичная обмотка

Однако вторичная обмотка может состоять из большого количества витков катушки, намотанных вокруг многослойного сердечника, который состоит из магнитного материала с низкими потерями.С сердечником, имеющим большую площадь поперечного сечения, результирующая плотность магнитного потока находится на низкой стороне и использует значительно меньшее количество провода с площадью поперечного сечения. Количество используемого провода зависит от степени, до которой ток должен быть понижен, поскольку он работает для обеспечения постоянного тока независимо от подключенной нагрузки.

Ток будет генерироваться из вторичной обмотки, протекающей либо в короткое замыкание, например в амперметр, либо в резистивную нагрузку, пока напряжение, развиваемое во вторичной обмотке, не станет достаточно большим, чтобы создать насыщенный сердечник или вызвать отказ в результате непропорционального напряжения. авария.

Первичный ток трансформатора тока управляется внешней нагрузкой и не зависит от тока вторичной нагрузки, в отличие от трансформатора напряжения. Один или пять ампер для больших номинальных значений первичного тока часто составляют вторичный номинальный ток.

Компания Midwest Current Transformer готова удовлетворить все ваши потребности в трансформаторах тока и ответить на любые ваши вопросы. Чтобы узнать больше о том, как мы можем удовлетворить ваши требования к трансформатору тока, позвоните нам сегодня по телефону 800.893.4047 или электронная почта Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Что такое трансформаторы тока и зачем они нужны инженерам?

Трансформаторы тока (ТТ) являются основным элементом электроустановок во многих отраслях промышленности. В этой статье будут рассмотрены преимущества и использование трансформаторов тока, их основная конструкция и способы выбора трансформаторов тока для электрических приложений.

Что такое трансформаторы тока?

Трансформатор тока — это тип измерительного трансформатора, используемый для измерения переменного тока или переменного тока путем его масштабирования до уровней, подходящих для измерительных приборов и / или защитных реле.Использование трансформатора тока идеально, когда изоляция измерительного или защитного прибора не может выдерживать линейный ток без пробоя.

Строительство

Трансформатор тока состоит из первичной и вторичной обмоток на многослойном стальном сердечнике. Его наиболее заметной особенностью является небольшое количество витков в первичной обмотке (один или два витка толстого провода с высокой допустимой нагрузкой по току) по сравнению с большим количеством витков во вторичной обмотке (несколько сотен витков тонкого провода).

Следовательно, ТТ производит ток во вторичной обмотке, пропорциональный току первичной обмотки. Альтернативная конструкция, а именно трансформатор тока «оконного типа», имеет отверстие в стальном сердечнике. Через него проходит проводник, по которому проходит первичный ток.

Трансформаторы тока (на фото посередине) на электрической подстанции.

Различия между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения

Трансформаторы тока и трансформаторы напряжения (ТП) вместе известны как «измерительные трансформаторы».Это потому, что они предназначены для преобразования высокого тока / напряжения в уровни, подходящие для измерительных и защитных устройств. Однако есть несколько различий между двумя типами трансформаторов.

Трансформатор трансформатора тока используется для преобразования высокого напряжения в более низкий, в то время как трансформатор тока преобразует высокое напряжение в низкое напряжение. В трансформаторе тока первичная обмотка имеет гораздо меньшее количество витков по сравнению с вторичной обмоткой, в то время как в трансформаторе напряжения все наоборот.

Функционально это означает, что вторичный ток пропорционален первичному току в ТТ, и наоборот в ПТ.Стандартные номиналы трансформаторов тока составляют 1 или 5 А, в то время как трансформаторы тока имеют стандартные номиналы 120 В во вторичной обмотке для первичных напряжений до 24 кВ и 115 В во вторичной обмотке для первичных напряжений, превышающих 24 кВ.

ТТ также подключаются последовательно с устройством, а ТТ подключаются параллельно. Эти устройства пропускают ток через обмотки трансформатора тока, в то время как напряжение появляется на обмотках трансформатора тока.

Трансформаторы тока, прикрепленные к медным шинам, крупным планом.

Выбор трансформаторов тока

Правильный выбор трансформатора тока обеспечивает точные измерения и пригодность для измерительных приборов. Ниже приведены некоторые важные критерии выбора ТТ.

Коэффициент трансформации

ТТ указаны с использованием соотношения витков первичной и вторичной обмоток. Например, (где «x» обозначает любое число) трансформаторы тока x: 5 и трансформаторы тока x: 1 имеют силу тока во вторичных обмотках 5A и 1A соответственно.

Коэффициент трансформации также описывает соотношение напряжений в обеих обмотках. Коэффициенты трансформации можно рассчитать по простой формуле: Ip / Is (где «Ip» = ток первичной обмотки, а «Is» = ток вторичной обмотки). Is в большинстве трансформаторов тока составляет 1 А или 5 А, причем большинство измерительных приборов имеют наивысший класс точности 5 А.

Возможные убытки

Правильный выбор ТТ также зависит от номинального тока измерительного прибора или реле, а также от длины проводника между устройством (-ами) и ТТ.Причина этого в том, что потери в линии увеличиваются при более высоких токах и более длинных промежутках. ТТ на 5А идеальны в случаях, когда измерительный прибор и трансформатор находятся на расстоянии менее 10 метров друг от друга, а ТТ на 1А предпочтительнее для более длинных участков кабеля, чтобы минимизировать потери в линии.

Классы точности

Трансформаторы тока также указываются с использованием классов точности, которые описывают уровень точности измеренных значений тока. Согласно стандарту IEC 61869-1 классы точности трансформаторов тока равны 0.1, 0,2 с, 0,2, 0,5, 0,5 с, 1 и 3. Ниже приведены некоторые классы точности ТТ для различных приложений:

Класс 0,1 или 0,2: Стандартный счетчик

Класс 1: Промышленные приборы учета

Класс от 0,5 до 0,5S / от 0,2 до 0,2S: Коммунальный счетчик

Класс 5P или 10P: Измерение защиты

Линии электропередач на распределительной станции.

Номинальная частота

Частота, измеряемая в герцах, является основным фактором при выборе трансформатора тока.Как правило, номинальная частота ТТ должна быть равна или превышать частоту предполагаемого применения. Например, ТТ 50 Гц или 60 Гц подходит для установки на 50 Гц.

Сила тока установки

Выбор подходящего ТТ также зависит от измеряемого тока. Например, ТТ, необходимый для электрических нагрузок в одном помещении, будет меньше, чем в большом здании. Для получения наиболее точных результатов сила тока нагрузки должна быть как можно ближе к силе тока трансформатора тока.

Например, трансформатор тока на 50 А подходит для установки на 45 А. Выбор ТТ со значительно большей силой тока, чем установка (например, ТТ на 50А для приложения 10А может привести к тому, что он покажет «0А»).

Бремя

«Нагрузка» ТТ относится к величине сопротивления (в омах) и индуктивности (в мГн), которые могут быть подключены к его вторичной обмотке, не вызывая погрешности больше, чем указано в его классе точности. Факторы, составляющие нагрузку на ТТ, включают количество метров и реле, а также длину проводника, подключенного к вторичной обмотке.

Общая эффективная нагрузка на трансформатор тока представляет собой комбинацию нагрузок каждого подключенного устройства в ваттах и ​​ВАр (вольт-ампер-реактивный).

Важность и применение трансформаторов тока

Трансформаторы тока необходимы для изоляции электрических устройств от более высокого потребляемого тока, присутствующего в линиях передачи переменного тока. Они работают за счет уменьшения тока питания до уровней, безопасных для устройств измерения и защиты.

Основные области применения трансформаторов тока включают электрические подстанции, коммерческие объекты и промышленные распределительные станции. Трансформаторы тока похожи на трансформаторы напряжения (напряжения), но отличаются по конструкции и принципу действия.

Правильный выбор трансформатора тока обеспечивает его точность измерения. Для этого необходимо убедиться, что номинальные характеристики ТТ соответствуют предполагаемой работе — для минимизации нежелательных затрат, потерь энергии и отказов оборудования.

Основы работы с трансформаторами тока

: что нужно знать о трансформаторах тока

Опубликовано: , 14 июля, 2015, , автор: aimdynamics

Трансформатор тока — это устройство, которое предназначено для создания переменного тока из постоянного.Устройство измеряет постоянный ток в первичной обмотке и преобразует его в пропорциональный переменный ток во вторичной обмотке. Они используются для уменьшения тока высокого напряжения до гораздо меньшего и более простого в управлении тока, который можно легко контролировать.

Типовой трансформатор тока

Несмотря на то, что существует несколько различных типов трансформаторов тока, основная конструкция во многом такая же. Первичная обмотка имеет очень мало обмоток, а в некоторых трансформаторах используется только одна.Эта первичная обмотка может состоять из одного плоского витка, катушки с проволокой, обернутой вокруг сердечника, или одной шины, размещенной в центре трансформатора, в зависимости от типа выбранного трансформатора. Трансформаторы тока также обычно называют последовательными трансформаторами.

Вторичная обмотка трансформатора тока обычно состоит из большого количества витков, сосредоточенных вокруг сердечника из магнитного материала. Материал сердечника может варьироваться, и знание того, на какой ток будет «понижен», определит, какой трансформатор подходит для работы.

Существует три основных типа трансформаторов тока: обмотанные, тороидальные и стержневые.

Трансформаторы тока с обмоткой — Трансформаторы тока с обмоткой имеют первичную обмотку, которая последовательно соединена с проводником. Проводник — это устройство, которое измеряет фактический входной ток. Результирующий «понижающий» ток полностью зависит от имеющегося отношения витков между первичной и вторичной обмотками в выбранном трансформаторе.

Тороидальные трансформаторы тока — Тороидальные трансформаторы тока немного отличаются тем, что у них вообще нет первичной обмотки.Скорее, проводник продевается прямо в трансформатор через отверстие или окно. Это конфигурация, которая обычно встречается в трансформаторах с разъемным сердечником, потому что она позволяет их открывать и закрывать, не нарушая цепь, к которой они подключены.

Трансформаторы тока стержневого типа — Трансформатор тока стержневого типа не имеет собственной первичной обмотки. Он использует фактический кабель или шину существующей цепи в качестве первичной обмотки, что дает ему конфигурацию с одним витком.Они часто используются в цепях высокого напряжения из-за их способности быть на 100% изолированной от сред с высоким рабочим напряжением и способности выдерживать большие токи.

Как упоминалось ранее, трансформатор тока предназначен для снижения уровней тока. Они используются в схемах, несущих тысячи ампер, для создания стандартного полезного выходного сигнала 1-5 ампер. Они не только создают «полезные» токи, эти пониженные токи можно более точно контролировать и контролировать с помощью устройств, поскольку они экранированы от высоковольтных линий.Без этой изоляции показания часто искажаются из-за электрических помех. К распространенным измерительным приборам относятся ваттметры, измерители коэффициента мощности и многое другое.

Несмотря на то, что существует ряд трансформаторов тока с различными характеристиками, большинство из них имеют стандартный номинал вторичной обмотки 5 ампер. Они выражаются как 100/5, что означает, что ток на первичной обмотке в 100 раз больше, чем на выходе вторичной обмотки. Токи можно уменьшить еще больше, часто до 1 А, просто увеличив количество вторичных обмоток.Это связано с тем, что количество витков в первичной и вторичной обмотках обратно пропорционально.

Теги: Трансформатор тока

---

Теория трансформатора тока — Gowanda

Паразитные компоненты, Rs, Lkp и Lks, действуют для понижения выходного напряжения на RL, следовательно, выходное напряжение Vout не будет равняться наведенному вторичному напряжению Vsi. Rs и Lks действуют последовательно с RL и отражаются на первичную сторону вместе с Rs.Их присутствие представляет добавочный импеданс к первичному току, следовательно, увеличение первичного напряжения пропорционально импедансу. Следовательно, RL по-прежнему имеет такое же падение напряжения и ток, как и без Lks и Rs, даже если Vs не равно Vout. Фазовый сдвиг, связанный с Lks, вызовет небольшое отклонение от идеального коэффициента тока (который равен коэффициенту витков).

Собственная индуктивность трансформатора тока (без нагрузки) Lm и потери в сердечнике Rc шунтируют ток от отраженной нагрузки и отраженных паразитных компонентов.Их импедансы действуют параллельно отраженным импедансам, следовательно, снижая импеданс первичного тока и результирующее первичное напряжение. Меньшее первичное напряжение означает меньшее выходное напряжение и меньший вторичный ток. Следовательно, Lm и Rc также вызывают отклонение от идеального коэффициента тока.

Пока Rc, Lm, Lkp, Lks и Rs имеют постоянное значение, фактический коэффициент текущей ликвидности будет некоторым фиксированным соотношением, умноженным на идеальный (или желаемый) коэффициент текущей ликвидности. Отклонение от желаемого коэффициента тока можно компенсировать соответствующим выбором вторичных витков.Число витков будет немного меньше, чем для соответствующего идеального передаточного числа витков. Для постоянных значений точность может составлять 100%, за исключением любых ограничений разрешения поворота (полные обороты или дробные обороты).

Проблемы с точностью возникают из-за непостоянных значений для Rc, Lm и, в меньшей степени, из-за Lkp и Lks. Эти значения обычно меняются в зависимости от уровней индукции сердечника; следовательно, они меняются в диапазоне измеряемого первичного тока. (Трансформаторы с воздушным сердечником стабильны, но магнитная связь относительно слабая, следовательно, относительно большие индуктивности рассеяния.) Поскольку импедансы Rc и Lm действуют параллельно отраженной нагрузке, более высокие значения Rc и Lm имеют меньший эффект и, следовательно, повышают точность. Материалы сердечника с высокой проницаемостью и низкими потерями в сердечнике предпочтительны для высокоточных приложений.

При более высоких частотах возникает проблема с емкостью обмотки. На рис. 3 приведена эквивалентная принципиальная схема, которая включает в себя емкость обмотки. Индуктивность утечки и емкость обмотки на самом деле являются распределенными компонентами, но показаны как приблизительные эквивалентные компоненты с сосредоточенными параметрами.Как и Lm, емкости обмоток шунтируют ток вокруг отраженной нагрузки. Индуктивности и емкости могут взаимодействовать и, следовательно, вызывать паразитные колебания. Также возможно развитие параллельного резонанса. Конструкции высокочастотных катушек направлены на минимизацию емкостей обмоток.

Трансформаторы тока

Этот трансформатор тока является важной частью энергосистемы. Основы трансформатора тока, включая конструкцию, применение, принципы работы, будут рассмотрены в этой статье.Кроме того, будут всесторонне рассмотрены некоторые практические аспекты, такие как заземление и подключение трансформатора тока, а также связанные с этим ошибки.

Мы только что запустили нашу серию Power Systems Engineering Vlog , и в этой серии мы собираемся поговорить о всевозможных различных исследованиях и комментариях по проектированию энергосистем. Мы рассмотрим различные блоги, написанные AllumiaX. Это весело, это весело, по сути, это видеоблог, и мы надеемся, что вы, , присоединитесь к нам и получите от этого пользу.

Что такое трансформатор тока и W Почему он используется?

Трансформатор тока

— это измерительный трансформатор, который понижает высокие значения токов до более низких значений.

Как видно из названия, измерительные трансформаторы используются для изоляции измерительных устройств от высоких напряжений и токов, чтобы облегчить измерение электрических величин.

Трансформаторы тока

широко используются для измерения тока и контроля работы электросети.Необходимость в трансформаторе тока оправдана двумя причинами:

1. Изолирует систему защиты от высоких напряжений и токов, что приводит к уменьшению размера и стоимости защитного оборудования.
2. Выход трансформатора тока стандартный (например, 1 А или 5 А), что устраняет необходимость в защитном оборудовании, например реле с разнообразными рабочими значениями.

Строительство ТТ (трансформатор тока):

Конструкция трансформатора тока очень похожа на обычный трансформатор.Сердечник трансформатора тока изготовлен из слоистой кремнистой стали.

Трансформатор тока (ТТ) в основном имеет первичную обмотку из одного или нескольких витков с большим поперечным сечением. В некоторых случаях перемычка, по которой проходит большой ток, может действовать как первичная обмотка. Он включен последовательно с линией, по которой проходит большой ток.

Вторичная обмотка трансформатора тока состоит из большого количества витков тонкой проволоки с малой площадью поперечного сечения. Обычно он рассчитан на 1А или 5А.

Принцип работы:

Трансформатор тока не только по конструкции похож на обычный трансформатор, но и принцип работы такой же.

Переменный ток в первичных обмотках индуцирует магнитный поток в сердечнике, который передается вторичным обмоткам и индуцирует там переменный ток.

Эти трансформаторы в основном представляют собой повышающие трансформаторы, то есть повышающие напряжение с первичной обмотки на вторичную.Таким образом, ток снижается от первичного к вторичному.

Классификации:

На основе функции:

Измерительный CT:

Трансформатор тока

, используемый для цепей измерения и индикации, обычно называют измерительным CT . У них низкая точка насыщения. В случае неисправности сердечник станет насыщенным, и вторичный ток не повредит подключенные к нему измерительные устройства.

Защита CT:

Трансформатор тока

, используемый вместе с защитными устройствами, называется Protection CT . Назначение — обнаружение токов короткого замыкания в системе и передача сигнала на реле. Поскольку он работает при значениях тока, превышающих его номинальное значение, его сердечник имеет высокую точку насыщения.

На основе конструкции:

Трансформатор тока стержневого типа:

В трансформаторе тока этого типа в качестве первичной обмотки используется фактический кабель или шина главной цепи, что эквивалентно одному витку.Они полностью изолированы от высокого рабочего напряжения.

Трансформатор тока с обмоткой:

Первичная обмотка трансформатора физически соединена последовательно с проводником, по которому проходит измеряемый ток, протекающий в цепи.

Тороидальный / оконный трансформатор тока:

Не содержат первичной обмотки. Вместо этого линия, по которой проходит ток, протекающий в сети, проходит через окно или отверстие в тороидальном трансформаторе.Некоторые трансформаторы тока имеют «разъемный сердечник», который позволяет открывать, устанавливать и закрывать его без отключения цепи, к которой они подключены.

Подключения трансформаторов тока:

ТТ довольно просто подключить к однофазной системе, но для трехфазной системы есть 3 ТТ, которые можно подключить двумя способами:

Звезда (звезда) Подключено:

В случае соединения звездой полярная сторона трансформаторов тока подключается к оборудованию i.е. реле и неполярные стороны закорочены, а затем заземлены. Нейтральная сторона может присутствовать или отсутствовать в трехфазной системе.

Дельта подключено:

При подключении по схеме треугольник ТТ подключаются друг к другу по схеме треугольник, но при подключении учитывается полярность ТТ.

Обычно ТТ подключаются по схеме треугольник, если на стороне трансформатора они подключены звездой и наоборот.

Полярность CT:

Как и любой другой трансформатор, ТТ также имеет полярность.Полярность относится к мгновенному направлению первичного тока по отношению к вторичному току и определяется тем, как выводы трансформатора выведены из корпуса.

Все трансформаторы тока имеют вычитающую полярность. Полярность ТТ иногда указывается стрелкой, эти ТТ следует устанавливать так, чтобы стрелка указывала в направлении протекания тока.

Очень важно соблюдать правильную полярность при установке и подключении трансформаторов тока к реле измерения мощности и защитных реле.

Заземление ТТ:

Заземление трансформатора тока очень важно для безопасности и правильной работы реле защиты.

В соответствии со стандартом заземления трансформатора тока вторичная цепь трансформатора тока должна быть подключена к заземлению станции только в одной точке. Это справедливо независимо от количества вторичных обмоток трансформатора тока, подключенных к цепи.

Нагрузка CT:

Нагрузка трансформатора тока определяется как нагрузка, подключенная к его вторичной обмотке.Обычно выражается в ВА (вольт-ампер).

Короче говоря, соединительные провода и подключенный счетчик образуют нагрузку трансформатора тока. Технически это называется нагрузкой в ​​ВА. Эта нагрузка влияет на точность трансформатора тока. При проектировании трансформатора тока учтены внутренние потери и внешняя нагрузка трансформатора тока.

Нагрузка выражается в ВА путем умножения вторичного тока на падение напряжения на нагрузке (нагрузке) ТТ.Трансформаторы тока делятся на классы на основе точности, которая, в свою очередь, зависит от нагрузки ТТ.

Коэффициент CT:

Коэффициент ТТ — это отношение первичного входного тока к вторичному выходному току при полной нагрузке. Например, трансформатор тока с соотношением 100: 5 рассчитан на 100 ампер первичной обмотки при полной нагрузке и будет производить 5 ампер вторичного тока, когда 100 ампер проходят через первичную обмотку.

Коэффициент трансформации =

Первичный ток Вторичный ток

Ошибки в CT:

Трансформатор тока имеет две ошибки — ошибку соотношения и ошибку угла сдвига фаз.

Ошибки коэффициента тока

Это в основном связано с энергетической составляющей тока возбуждения и определяется как

. Ошибка соотношения =

K _t I _s — I _p I _p

Где I _p — первичный ток, K _t — коэффициент трансформации, а I _s — вторичный ток.

Ошибка фазового угла

В идеальном трансформаторе тока векторный угол между первичным и обратным вторичным током равен нулю.Но в реальном трансформаторе тока существует разность фаз между первичным и вторичным токами, потому что первичный ток также обеспечивает составляющую тока возбуждения. Таким образом, разница между двумя фазами называется ошибкой фазового угла.

Фазорные диаграммы идеального и реального ТТ:

Можно определить идеальный трансформатор тока, в котором любое первичное состояние воспроизводится во вторичной цепи в точном соотношении и фазовом соотношении.Векторная диаграмма идеального трансформатора тока показана на рисунке 1.

В реальном трансформаторе обмотки имеют сопротивление и реактивное сопротивление, а трансформатор также имеет намагничивающую и потерянную составляющую тока для поддержания магнитного потока (см. Рисунок 2). Следовательно, в реальном трансформаторе соотношение тока не равно соотношению витков, и также существует разность фаз между током первичной обмотки и токами вторичной обмотки, отраженными обратно на первичной стороне. Следовательно, у нас есть ошибка отношения и ошибка угла фазы.

Где:

Kn = соотношение витков = число витков вторичной обмотки / число витков первичной обмотки,

Rs, Xs = сопротивление и реактивное сопротивление вторичной обмотки соответственно,

Rp, Xp = сопротивление и реактивное сопротивление первичной обмотки соответственно,

Ep, Es = первичное и вторичное индуцированные напряжения соответственно,

Tp, Ts = количество витков первичной и вторичной обмоток соответственно,

Ip, Is = токи первичной и вторичной обмоток соответственно,

θ = фазовый угол трансформатора

Φm = рабочий поток трансформатора

δ = угол между вторичным наведенным напряжением и вторичным током,

Io = ток возбуждения,

Im = намагничивающая составляющая возбуждающего тока

Il = составляющая потерь возбуждающего тока,

α = угол между Io и Φm

Вы получите знания в принципах, принципах работы, применениях и размерах трансформатора тока, которые дадут вам возможность прочно разобраться в основах трансформатора тока.Ознакомьтесь с курсом «Основы работы с трансформатором тока» , в котором мы кратко обсудили «Режим эквивалентной схемы трансформатора тока».

Модель ТТ:

Трансформатор тока моделируется так же, как и любой другой трансформатор. Модель CT как показано ниже:

X ₁ = Первичное реактивное сопротивление утечки

R ₁ = Сопротивление первичной обмотки

X ₂ = Вторичное реактивное сопротивление утечки

Z ₀ = намагничивающее сопротивление

R ₂ = Сопротивление вторичной обмотки

Z _b = Вторичная нагрузка

.