Трансформатор тока это прибор который. Трансформатор тока: назначение, принцип работы, виды и применение

Что такое трансформатор тока и для чего он используется. Как устроен и работает трансформатор тока. Какие существуют виды трансформаторов тока. В каких сферах применяются трансформаторы тока. Каковы преимущества и недостатки использования трансформаторов тока.

Назначение и принцип работы трансформатора тока

Трансформатор тока (ТТ) — это измерительный прибор, который применяется для измерения больших переменных токов в электрических сетях. Основное назначение трансформатора тока — преобразование большого первичного тока в пропорциональный ему, но значительно меньший вторичный ток.

Принцип работы трансформатора тока основан на явлении электромагнитной индукции. Когда через первичную обмотку протекает измеряемый ток, он создает переменное магнитное поле в сердечнике трансформатора. Это поле индуцирует ЭДС во вторичной обмотке, в результате чего в ней возникает вторичный ток, пропорциональный первичному.

Устройство трансформатора тока

Основными конструктивными элементами трансформатора тока являются:

• Магнитопровод (сердечник) — изготавливается из ферромагнитного материала, обычно электротехнической стали
• Первичная обмотка — через нее протекает измеряемый ток
• Вторичная обмотка — в ней индуцируется вторичный ток
• Изоляция между обмотками
• Выводы для подключения
• Корпус

Коэффициент трансформации трансформатора тока определяется отношением числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной. Чем больше это отношение, тем меньше вторичный ток по сравнению с первичным.

Виды трансформаторов тока

Существует несколько основных типов трансформаторов тока:

1. По назначению:

• Измерительные — для подключения измерительных приборов
• Защитные — для подключения устройств релейной защиты

2. По конструкции:

• Катушечные — с навитыми на сердечник обмотками
• Шинные — первичной обмоткой служит токоведущая шина
• Стержневые — с первичной обмоткой в виде стержня

3. По способу установки:

• Опорные — устанавливаются на изоляторах
• Проходные — монтируются в проходных изоляторах
• Встроенные — встраиваются в оборудование

Выбор типа трансформатора тока зависит от конкретных условий применения — величины измеряемого тока, класса напряжения, требуемой точности и других факторов.

Области применения трансформаторов тока

Трансформаторы тока широко используются в различных сферах энергетики и электротехники:

• В системах коммерческого и технического учета электроэнергии
• В устройствах релейной защиты и автоматики
• Для питания измерительных приборов (амперметров, ваттметров и др.)
• В системах мониторинга и диагностики электрооборудования
• В составе комплектных распределительных устройств

Трансформаторы тока позволяют безопасно и с высокой точностью измерять большие токи в высоковольтных сетях, что критически важно для нормальной работы энергосистем.

Преимущества и недостатки трансформаторов тока

К основным достоинствам применения трансформаторов тока можно отнести:

• Возможность измерения очень больших токов
• Гальваническая развязка первичной и вторичной цепей
• Высокая точность измерений
• Стандартизация вторичных цепей

Среди недостатков трансформаторов тока выделяют:

• Нелинейность характеристик при больших токах
• Насыщение магнитопровода при перегрузках
• Опасность размыкания вторичной цепи
• Необходимость периодической поверки

Несмотря на определенные ограничения, трансформаторы тока остаются незаменимым инструментом для измерения больших токов в энергетике и промышленности.

Особенности эксплуатации трансформаторов тока

При эксплуатации трансформаторов тока необходимо соблюдать ряд важных правил:

• Нельзя размыкать вторичную цепь под нагрузкой — это может привести к пробою изоляции и выходу трансформатора из строя
• Вторичная обмотка должна быть всегда замкнута на нагрузку или накоротко
• Необходимо периодически проводить поверку трансформаторов тока
• Следует избегать перегрузок по току выше номинальных значений
• Важно обеспечивать надежное заземление корпуса трансформатора

Соблюдение этих правил позволяет обеспечить долгую и надежную работу трансформаторов тока в составе электроустановок.

Современные тенденции в развитии трансформаторов тока

В последние годы наблюдаются следующие тенденции в развитии конструкций и технологий трансформаторов тока:

• Применение новых магнитных материалов для сердечников с улучшенными характеристиками
• Разработка цифровых трансформаторов тока на основе оптических и электронных технологий
• Повышение точности измерений в широком динамическом диапазоне
• Уменьшение массогабаритных показателей
• Интеграция трансформаторов тока с другими измерительными системами

Эти инновации позволяют создавать более совершенные измерительные системы для современных интеллектуальных электрических сетей.

Что такое трансформатор тока и его назначение

Функционирование релейной защиты и учет электрической энергии в высоковольтных сетях не обходится без трансформаторов тока. Это простое электроэнергетическое оборудование, которое поставляется на рынок в различных вариантах исполнения. В статье разберемся, что такое трансформатор тока, принцип работы, какие разновидности существуют, общее об установке и эксплуатации.

Содержание

1. Определение
2. Принцип работы
3. Конструктивные элементы
4. Принципиальная схема и векторная диаграмма
5. Разновидности ТТ
6. По назначению
7. По напряжению и току
8. Коэффициент трансформации (КТ)
9. По роду и способу установки
10. Параметры и характеристики
11. Подключение и эксплуатация оборудования
12. Заключение

Определение

В современной электроэнергетике существует достаточное количество литературы, которое посвящено этому вопросу. Практически в каждом учебном пособии дается следующее определение:

Трансформатор тока – это измерительный преобразователь, который при нормальных условиях работы, вторичный ток практически пропорционален первичному. При правильной схеме подключения сдвинут относительно него по фазе на угол, приближенный к нулю.

На основании определения следует, что ТТ служат преобразователями, которые позволяют эксплуатировать приборы учета или реле для защиты оборудования.

Принцип работы

Для ответа на вопрос «что такое трансформатор тока?» разберемся с устройством, принципиальной схемой, векторной диаграммой энергетического оборудования.

Вверх

Конструктивные элементы

Основными конструктивными элементами электромагнитного ТТ является первичная и вторичная обмотка, магнитная система, изоляция, корпус. Функционирование определяется следующим:

1. Через первичную обмотку подается ток более высокого напряжения или силы, который попадает в магнитную систему.
2. Комплект элементов определенной геометрической формы из ферромагнитного материала создает магнитное поле, которое трансформирует ток, приводит к номинальному значению вторичной обмотки.
3. Изоляция в этом процессе выполняет функцию защиты от замыканий между металлическими частями ТТ, которые находятся под разницей потенциалов между собой и заземленными элементами.
4. К вторичной обмотке подключается оборудование для защиты и контроля или приборы учета.

ТТ изготавливают в виде однофазных трансформаторов. Законченность изделия формирует корпус, где указываются эксплуатационные характеристики.

Принципиальная схема и векторная диаграмма

Чтобы определить, что такое трансформатор тока и зачем он нужен, необходимо изучить принципиальную схему.

Основные элементы показаны: 1) первичная обмотка; 2) вторичная; 3) магнитопровод. Первичная обмотка устанавливается в рассечку высоковольтного токопровода. Ко вторичной присоединяются приборы. Между цепями нет связи, они изолированы друг от друга. Для понижения величины число витков вторичной обмотки обязано быть больше первичной. Пропорциональное изменение определяется правилом Ленца.

Векторная диаграмма трансформатора представлена ниже:

Рисунок демонстрирует соотношение между основными техническими характеристиками (I, U, R).

Разновидности ТТ

Изделия отличаются по ряду существенных показателей и параметров. К примеру, по принципу преобразования энергетическое оборудование делится на электромагнитные и оптико-электронные. Это не единственная классификация, ознакомьтесь с другими.

По назначению

Трансформаторы тока выполняют две технические функции: измерение и защита. Модели для измерений предназначены для передачи данных приборам учета (ПУ). Они размещаются в высоковольтных цепях или с большой силой тока, где невозможно подключение счетчиков напрямую. Ко второй обмотке таким же образом подключаются ваттметры, амперметры. Изделие обеспечивает:

• преобразование тока до приемлемых, эксплуатационных величин для измерения показаний стандартными ПУ;
• изолирование приборов для безопасного выполнения работ обслуживающим персоналом.

ТТ для защиты предназначены для получения/передачи измерительной информации к реле или системе управления. Приборы помогают:

• преобразовать характеристику высокого напряжения в низкую, приемлемую для запитывания приборов;
• изолирование реле, куда персонал производит обслуживание оборудования.

Электрооборудование для защиты применяется для работы в статических и динамических режимах сети.

По напряжению и току

Изделия разделены на те, которые преобразовывают ток в ток или в напряжение. Отдельные физические свойства трансформирует первичную величину в неэлектрическую – в световой поток. Изделия по уровню напряжения ТТ делятся до 1000 В и свыше 1000 В.

Коэффициент трансформации (КТ)

Под КТ подразумевается величина, которая получается отношением номинального первичного тока ко вторичному. Модели подразделяются:

• с одним КТ;
• с несколькими КТ.

Регулирование с несколькими КТ осуществляется через корректировку числа витков или использования ряда вторичных обмоток. По ступеням трансформации выделяются модели одноступенчатые, каскадные или с несколькими ступенями.

По роду и способу установки

Разновидность по типу монтажа классифицирует ТТ на категории: для эксплуатации на открытом воздухе, для закрытых помещений, для встраивания в электрооборудование. По способу выделяются проходные, опорные, встраиваемые. Для функционирования оборудования между первичной и вторичной обмоткой располагается изоляция. Ее производят из твердых (фарфора), вязких (заливочные компаунды) или комбинированных (бумажно-масляная) материалов.

Параметры и характеристики

Основными физико-техническими показателями трансформаторов тока считаются:

1. Номинальное напряжение. Линейное напряжение, при котором функционирует ТТ.
2. Номинальный первичный ток. Характеристика определена номинальной величиной, при которой предусмотрен нормальный режим работы оборудования.
3. Номинальный ток вторичной обмотки. Параметр равен 1 или 5 А. Один ампер допускается только для изделия с первичной обмоткой до 4000 А.
4. Вторичная нагрузка. Соответствует характеристике полного сопротивления внешней вторичной цепи.
5. Коэффициент трансформации. Как отмечалось ранее, показатель равен соотношению токовых цепей.
6. Стойкость к механическим и тепловым воздействиям. Определяется током электродинамической и термической стойкости.
7. Механическая устойчивость. Задается климатическими нормами, задается давлением ветра со скоростью до 40 метров в секунду на поверхность ТТ.

При проектировании учитываются и прочие требования, в том числе тип зажимов, вывода первичной обмотки, наличие маслорасширителя и указателей, приспособлений для подъема, надписи безопасности.

Подключение и эксплуатация оборудования

Трансформаторы с установкой на шинах не требуют специального инструмента или техники. Прибор ставится с использованием крепежных зажимов. Стационарное оборудование закрепляется сваркой на несущие стойки или фундамент. Комплектация зависит от назначения и особенностей эксплуатации. Для упрощения процесса подключения изготовители маркируют комплектующие буквенными и цифровыми обозначениями.

Перед установкой важно провести осмотр и оценку всей конструкции. После определяется погрешность через функциональную диагностику. Аварийным режимом признается режим ТТ с разомкнутой вторичной цепью. В случае замены оборудования обмотку предварительно закорачивают.

Заключение

В этой статье мы изучили, что такое трансформатор тока, основные характеристики, разновидности правила эксплуатации и установки. Чтобы углубиться в тематику, изучить вопросы по ТТ, рекомендуем найти книгу:

• В.В. Афанасьева «Трансформаторы тока»;
• А.Л. Гуртовцева «Измерительные электромагнитные и оптические трансформаторы и преобразователи тока».

Не забываем подписываться на новые публикации по вопросам оборудования, трендов и инноваций в энергетике.

Трансформатор тока

Трансформатор тока

Трансформатор — это трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока. Принцип работы трансформатора тока основывается на физическом принципе действия электромагнитного поля. Уменьшение или увеличение тока на выходе трансформатора, подключенного к источнику тока, происходит в зависимости от соответствия между обмотками.

К примеру, если соотношение обмоток равно 1:100 или другими словами 100А проходит через первичную обмотку трансформатора тока, то соответственно на вторичной обмотке можно получить ток в 1А. По назначению трансформаторы тока делятся на измерительные и трансформаторы тока для защиты. Данные функции зачастую совмещаются в одном устройстве. Трансформаторы тока для измерений устанавливаются в цепях, где протекает большой ток, и подключить напрямую измерительные приборы не представляется возможным. Данный вид трансформаторов тока служит для передачи информации измерительным устройствам.

К вторичной обмотке измерительного трансформатора тока подключаются амперметры, а также токовые обмотки счетчиков и ваттметров. Также трансформатор тока обеспечивает изолирование измерительных приборов и устройств от цепи высокого напряжения с целью их безопасного использования. Кроме того, немаловажной задачей трансформатора тока является контроль электросети по току. Например, трансформатор, подключенный к силовому реле, осуществляет беспрерывный мониторинг состояние заземления и сети, осуществляет отключение и защиту подключенных к сети приборов и оборудования при аварийном значении тока.

Ток, который протекает через вторичную обмотку, прямо пропорционален току, который протекает в первичной обмотке. В итоге прямое измерение тока во вторичной обмотке дает возможность косвенно рассчитать ток в первичной обмотке, то есть большой ток цепи. Такие устройства как защитные трансформаторы тока применяются для передачи информации об измерениях в устройства управления и защиты. Соответственно, защитные трансформаторы тока обеспечивают возможность преобразования переменного тока с любым значением в переменный ток, подходящий для питания систем автоматической защиты или реле защиты, а также для изолирования цепей и приборов, к которым имеется доступ, от высокого напряжения.

Режим электрической цепи характеризуют такие основные параметры как ток и напряжение. Приборы и методы измерения, которые применяются для оценки данных величин, различны. Они зависят от рода тока, диапазона измеряемых величин, необходимой точности, частоты и формы кривой, допустимого значения потребления мощности и т. д. Также необходимо отметить то, что при включении вольтметра или амперметра в исследуемую цепь с целью измерения напряжения или тока, измеряемая величина изменяется. Поэтому даже применение идеально точных измерительных приборов не гарантирует получение точного результата, значение которого будет отличаться от значения измеряемой величины, которое было в измеряемой цепи до включения прибора.

Читать далее

Профилактические электроизмерения — периодичность и виды

Регулярное проведение профилактических электроизмерений необходимо для выявления не соответствующего нормативным показателям (ПТЭЭП и ПУЭ) или неисправного оборудования.

Согласовываем подключение дополнительной мощности

Подключение дополнительной электрической мощности – процесс многоэтапный. Рассмотрим последовательность шагов.

Энергосберегающая лампа

Экономия электроэнергии на освещении.

Свойства изоляции

Полезная информация о свойствах изоляции.

Наш инстаграм

Что такое трансформатор тока? Классификация и типы

Энергосистемы — это больше, чем кажется на первый взгляд. На самом деле мы не можем видеть электричество, но мы можем видеть, как оно работает (или не работает). Так много элементов собираются вместе, как головоломка, чтобы сформировать электрическую энергию, одним из которых является трансформатор тока. Вот что вам нужно знать об этом жизненно важном элементе оборудования:

Понижающий ток на ТТ

Трансформатор тока — это устройство, используемое для выработки переменного тока во вторичной обмотке, который пропорционален переменному току в его первичной обмотке. Это в основном используется, когда ток или напряжение слишком высоки для прямого измерения. Затем индуцированный вторичный ток подходит для измерительных приборов или обработки в электронном оборудовании, которое обычно требует изоляции между первичной и вторичной цепями.

Это снижение токов высокого напряжения обеспечивает удобный способ безопасного контроля фактического электрического тока, протекающего в линии передачи переменного тока, с помощью стандартного амперметра.

Электрический ТТ отличается от трансформатора напряжения или мощности тем, что он состоит только из одного или нескольких витков в качестве первичной обмотки. Что также отличает его от трансформатора напряжения, так это то, что первичный ток не зависит от вторичного тока нагрузки, а вместо этого управляется внешней нагрузкой. Коэффициент трансформации ТТ равен количеству вторичных витков. Это соотношение основано на том, что первичный проводник проходит один раз через окно трансформатора.

Классификация и типы

Трансформаторы тока можно разделить на две отдельные группы. Первый, измерительный трансформатор тока, используется вместе с измерительными приборами для величины тока, энергии и мощности. Другой, защитный трансформатор тока, используется вместе с защитным оборудованием, включая катушки отключения, реле и т. д.

Существует три основных типа трансформаторов тока:

1. вторичный) на магнитном стальном сердечнике с различными витками в зависимости от конструкции.
2. Тип стержня: , состоящий из стержня соответствующего размера и материала, используемого в качестве первичной обмотки, что эквивалентно одному витку.
3. Окно (тороидальное): не имеет первичной обмотки, но имеет отверстие в сердечнике, через которое проходит проводник, несущий первичный ток нагрузки.

Убедитесь, что на вашем объекте есть все необходимое оборудование, включая электрические трансформаторы, для безопасной и эффективной передачи, распределения и использования электроэнергии переменного тока.

Информация, содержащаяся в этой статье, предназначена только для общих информационных целей и основана на информации, доступной на дату первоначальной публикации. Не делается никаких заявлений о том, что информация или ссылки являются полными или актуальными. Эта статья не является заменой обзора действующих государственных постановлений, отраслевых стандартов или других стандартов, характерных для вашего бизнеса и/или деятельности, и не должна рассматриваться как юридическая консультация или мнение. Читатели, у которых есть конкретные вопросы, должны обратиться к применимым стандартам или проконсультироваться с юристом.

Трансформаторы тока | Tameson.com

Рисунок 1: Трансформатор тока

Электроэнергия, вырабатываемая электростанцией, передается по линиям электропередач и распределительным системам для потребления в жилых помещениях. Уровни тока следует измерять во время производства и распределения, чтобы гарантировать, что оптимальные значения передаются в различных точках по системе распределения электроэнергии. Этот ток часто очень велик, и его нельзя измерить обычным амперметром. Специализированные трансформаторы, известные как измерительные трансформаторы, измеряют очень высокое напряжение и ток в энергосистеме. Приборный трансформатор, используемый для измерения больших значений тока, называется трансформатором тока, а тот, который используется для измерения высокого напряжения, называется трансформатором напряжения. В этой статье рассматриваются конструкция и принцип работы, типы и области применения трансформаторов тока.

Содержание

• Что такое трансформатор тока
• Строительство трансформаторов тока и их работа
• Типы трансформаторов тока
• Работа трансформаторов тока
• Почему нельзя оставлять трансформатор тока открытым
• Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения
• Преимущества и недостатки трансформатора тока
• Применение трансформаторов тока
• Часто задаваемые вопросы

• Автотрансформатор

• Трансформатор тока

• Трансформатор безопасности

• Однофазные трансформаторы

• Трансформаторы напряжения

Что такое трансформатор тока

Трансформатор тока представляет собой измерительный трансформатор, который уменьшает высокие переменные токи в первичной обмотке до низкого значения во вторичной обмотке. Это в основном используется, когда ток слишком велик для прямого измерения. Таким образом, они обеспечивают удобный способ безопасного контроля фактического высокого переменного тока, протекающего по линии передачи.

Трансформаторы тока выполняют две основные функции:

1. Адаптация значения тока среднего напряжения в первичной обмотке к низкому значению тока во вторичной обмотке, что подходит для коммерческих приборов учета и других жилых помещений.
2. Изоляция силовых электронных цепей от цепей измерения или защиты. Трансформатор тока действует как промежуточное устройство между различными электронными схемами и измерительным оборудованием. Трансформаторы тока обеспечивают изоляцию от высоких напряжений и токов электрической цепи. Эти трансформаторы обеспечивают вторичный ток в диапазоне 0-5А, который подключается к приборам учета.

Рисунок 2: Трансформатор тока (обозначен буквой А) на электрической подстанции

Конструкция и работа трансформатора тока

Конструкция трансформатора тока аналогична конструкции обычного трансформатора. Трансформатор по своей сути является понижающим трансформатором (по току), состоящим из первичной и вторичной обмоток без какой-либо электрической связи между ними. Число витков и токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора связаны соотношением:

N1/N2 = I2/I1

• N1: Количество витков в первичной обмотке
• N2: Число витков вторичной обмотки
• I2: Ток, протекающий через вторичную обмотку
• I1: Ток, протекающий через первичную обмотку

Рис. 3: Символ трансформатора тока

Чтобы понизить ток до очень низкого значения, количество витков во вторичной обмотке должно быть больше, чем количество витков в первичной (N2>N1). Поэтому первичная часть трансформатора тока намотана несколькими витками проводника с толстым сечением в обмотке. Вторичная часть намотана большим числом витков проводника с малым сечением.

Первичная обмотка (рис. 4, маркировка A) и вторичная обмотка (рис. 4, маркировка C) намотаны на магнитном сердечнике, изготовленном из пластин кремнистой стали (рис. 4, маркировка B). Согласно закону индукции Фарадея, ток, протекающий по первичной обмотке, индуцирует магнитное поле в обмотке. Часть этого магнитного поля соединяется со вторичной обмоткой, вызывая тем самым протекание тока во вторичной обмотке. Магнитный сердечник обеспечивает путь с низким магнитным сопротивлением для потока создаваемого магнитного поля.

Трансформатор тока, используемый в небольшой системе сетевого напряжения, обычно использует ленту или лак в качестве изоляционного материала. Напротив, масляные трансформаторы тока используются в системе высокого напряжения.

Рис. 4: Трансформатор тока с обмоткой с прямоугольным сердечником

Сильноточная несущая линия (рис. 5, обозначена C) подает ток на нагрузку (рис. 5, обозначена B). Первичная сторона трансформатора тока (на рис. 5 обозначена как CT) соединена последовательно с линией сильного тока. Вторичная сторона трансформатора подключена к амперметру низкого диапазона (диапазон 0-5А), который считывает ток, протекающий через вторичные обмотки.

Рис. 5: Подключение трансформатора тока для измерения тока

Типы трансформаторов тока

В зависимости от конструкции трансформаторы тока бывают двух типов: витые и стержневые.

Трансформаторы тока с обмоткой

В трансформаторе тока с обмоткой первичная и вторичная обмотки намотаны на сердечник. Сердечник может иметь форму прямоугольника или кольца из стали или никелевого сплава. Сердечник прямоугольной формы показан на рис. 4. В трансформаторах с кольцевым сердечником обмотка вторичной секции (рис. 6 обозначена буквой С) намотана на ферромагнитный сердечник (рисунок 6 обозначен буквой А). Катушка первичной секции (рис. 6, обозначенная B) намотана на внешний сердечник с подходящей изоляцией между обеими обмотками. Трансформаторы тока обмоточного типа дешевле стержневых, но менее точны.

Рис. 6: Трансформатор с кольцевым сердечником

Трансформатор тока стержневого типа

Трансформатор тока стержневого типа не имеет первичной обмотки. Первичная сторона состоит из стержневого проводника (рис. 7, обозначенного C). Вторичная часть состоит из обмоток, намотанных на круглом сердечнике, окружающем первичный стержневой проводник (рис. 7, обозначенный B). Бумажный изолятор удерживается на стержне между первичной и вторичной секциями. Первичный и вторичный сегменты плотно упакованы, а расстояние между ними остается небольшим, чтобы уменьшить утечку потока, что позволяет проводить высокоточные измерения. Стержневой трансформатор тока может выдерживать нагрузки сильного перегрузки по току. Этот тип трансформатора обычно используется в установках с напряжением 25 кВ или меньше. Трансформаторы стержневого типа дороже по сравнению с аналогами витого типа, но дают чрезвычайно точные результаты из-за меньшего рассеяния потока.

Рисунок 7: Трансформаторы тока стержневого типа

Работа трансформаторов тока

Работа трансформатора тока аналогична работе обычного двухобмоточного трансформатора. Трансформатор тока используется для измерения больших токов. Когда большой ток протекает через первичную обмотку трансформатора тока, он индуцирует небольшой ток через вторичную обмотку в зависимости от количества витков в обеих обмотках. Амперметр низкого диапазона, подключенный ко вторичной обмотке, может измерять ток, протекающий через вторичную обмотку.

В трансформаторе:

N1/N2 = V1/V2 = I2/I1

• N1: Количество витков в первичной обмотке
• N2: Число витков вторичной обмотки
• V1: Напряжение через первичную обмотку
• V2: Напряжение через вторичную обмотку
• I2: Ток, протекающий через вторичную обмотку
• I1: Ток, протекающий через первичную обмотку

Таким образом, зная количество витков в первичной и вторичной обмотках, а также значение вторичного тока, измеренное с помощью амперметра, можно использовать для определения большого тока, протекающего через первичную обмотку.

Пример

Рассмотрим трансформатор тока с соотношением витков (N2/N1) 300:1. Если амперметр показывает 1 А на вторичной обмотке трансформатора:

• N1 = 1
• Н2 = 300
• I2 = 1А
• Следовательно, I1= (1/300) ✕ 1 = 300 А

Также обратите внимание, что поскольку напряжение в первичной или вторичной обмотке прямо пропорционально количеству витков, напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, в 300 раз больше, чем в первичной обмотке. Следовательно, трансформатор тока действует как повышающий трансформатор по отношению к напряжению.

Почему нельзя оставлять трансформатор тока открытым

В магнитной цепи магнитодвижущая сила (МДС) — это сила, ответственная за создание и движение магнитного потока. Когда ток протекает через первичные обмотки, МДС, создаваемая на первичной стороне, составляет N1 ✕ I1 (ампер-витки).

МДС, создаваемый на первичной стороне, приводит к созданию магнитного потока, протекающего через сердечник, создавая МДС и магнитный поток на вторичной стороне. MMF вторичной стороны обычно уравновешивается MMF первичной стороны. Когда к вторичной обмотке подключается нагрузка, по обмотке начинает протекать ток, создавая собственный магнитный поток, который связывается с первичной обмоткой. Например, ток, протекающий через вторичную обмотку, увеличивается, если нагрузка, подключенная к вторичной обмотке, уменьшается. Это увеличивает поток на вторичной стороне, тем самым увеличивая чистый поток на первичной стороне за счет взаимной индукции. Следовательно, магнитный поток в первичной и вторичной сторонах остается одинаковым.

Если вторичная сторона трансформатора тока остается разомкнутой, ток через вторичную обмотку становится равным нулю; следовательно, МДС, создаваемая во вторичной обмотке, которая обычно уравновешивает МДС, создаваемую в первичной обмотке, становится равной нулю. Поскольку встречного МДС нет, непротиворечивый первичный МДС создает очень высокий поток в сердечнике, что приводит к:

• Чрезмерным потерям в сердечнике. Потери в сердечнике — это потери энергии в сердечнике, вызванные переменным магнитным потоком. Нестабильное магнитное поле в конечном итоге разрушает функционирование материала сердечника.
• Нагрев змеевика за пределами его предела
• Повреждение изоляции обмотки

Кроме того, большое вторичное напряжение может представлять угрозу безопасности для операторов. Следовательно, обычной практикой является заземление вторичной стороны, чтобы избежать опасности поражения оператора электрическим током.

Различие между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения

Трансформаторы тока и трансформаторы напряжения являются безопасными инструментами для измерения больших токов и напряжений с предельной точностью. Различие между трансформаторами тока и трансформаторами напряжения приведено в таблице 1.

База для сравнения	Трансформатор тока	Трансформатор напряжения
Определение	Преобразует высокий входной ток в низкий выходной ток	Преобразует высокое входное напряжение в низкое выходное
Соединение	Подключается последовательно с прибором	Подключается параллельно с прибором
Первичные и вторичные витки	Малое количество витков первичной обмотки по сравнению с вторичной обмоткой	Большое количество витков первичной обмотки по сравнению с вторичной обмоткой
Основная конструкция	Ламинирование из кремнистой стали	Высококачественная сталь, работающая при низкой плотности потока
Полный ток/напряжение сети	Первичная обмотка содержит полный ток	Первичная обмотка содержит полное линейное напряжение
Типы	Намоточный и стержневой	Типы электромагнитного и емкостного потенциала
Обрыв цепи на вторичной стороне	Вторичная обмотка трансформатора тока не может быть оставлена ​​разомкнутой.	Вторичная обмотка трансформатора напряжения может быть оставлена ​​разомкнутой.
Приложения	Измерение тока и работа реле защиты на подстанции	Измерение напряжения и работа реле защиты на подстанции

Таблица 1: Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения

Преимущества и недостатки трансформатора тока

Преимущества

• Можно безопасно измерять большие токи.
• Изолирует линию сильного тока от измерительных приборов (таких как вольтметр и амперметр).
• Действует как управляющее устройство для работы защитных устройств, таких как контрольные лампы и реле.
• Один трансформатор тока может питать множество приборов.

Недостатки

• Измеряет только переменный ток.

Применения трансформаторов тока

1. Измерение тока в системах коммерческого учета.
2. Устройство защиты на высоковольтных линиях и электрических подстанциях.
3. Преобразователи тока на подстанциях и фильтры переменного/постоянного тока.
4. Используется как встроенный защитный модуль в емкостных батареях.
5. Используется в ручных приборах, таких как клещи переменного тока, для измерения тока.

Часто задаваемые вопросы

Для чего используется трансформатор тока?

Трансформатор тока используется для измерения больших токов, проходящих по линии, а также в качестве изолирующего устройства между силовыми цепями и приборами учета.

В чем разница между трансформатором напряжения и трансформатором тока?

Трансформатор напряжения измеряет высокое напряжение и подключается параллельно к линии. Трансформатор тока измеряет большой ток и подключается последовательно к измеряемой линии.

Почему трансформатор тока называют повышающим трансформатором?

Трансформатор тока преобразует большой ток в первичной обмотке в малый ток во вторичной обмотке.