В силови вериги от 380 волта с висок ток, според PUE, се използва конвертор със специален дизайн, наречен токов трансформатор. С негова помощ е възможно да се намали стойността на текущия индикатор с броя пъти, определени от техническите характеристики. За да разберете принципа на работа на такива преобразуватели, ще трябва да се запознаете с техния дизайн.
Характеристики на дизайна
Електрическите токови трансформатори съдържат следните структурни елементи:
- затворено ядро (магнитно ядро);
- първична силова намотка;
- вторична (понижаваща) намотка
Първичната намотка е свързана последователно с управляваната верига, така че през нея протича целият фазов ток. Вторичната намотка се зарежда на устройство, свързано към мрежата - защитно реле или измервателно устройство. Поради разликата в броя на завоите във всяка от намотките, текущият компонент във вторичната намотка се намалява до стойност, определена от коефициента на трансформация.
Тъй като съпротивлението на товарните вериги е незначително, се смята, че тези устройства работят в режим, много близък до късо съединение.
Обикновено те имат няколко групи вторични намотки, всяка от които се използва за собствени цели. Те могат да се свържат с:
- защитни устройства (например релета за напрежение);
- измервателно и диагностично оборудване;
- контролно оборудване.
Съпротивлението на изходните намотки е строго нормализирано, тъй като дори леко отклонение от стойността, посочена в TU, води до увеличаване на грешката в измерването или до влошаване на характеристиките на реакцията.
Значителна разлика между КТ и свързаните с тях трансформатори на напрежение са функциите, изпълнявани от тези устройства, и принципът на работа. Токовите трансформатори основно осигуряват защита за свързания товар и определената точност на измерванията. Вторият тип се характеризира с чисто преобразуващ се режим на работа, който е от значение само за работа в силови вериги.
Текуща класификация на трансформаторите
Разбирането за какво е предназначен CT ще помогне за запознаване с общоприетата класификация на тези устройства. Известните примери за конвертиране на устройства се различават в следните основни характеристики:
- Предназначение - функцията, изпълнявана от всяко конкретно устройство.
- Метод на инсталиране на мястото на работа.
- Характеристики на дизайна, включително общия брой завои в първичната намотка.
- Работно напрежение и вид изолация на проводниците.
- Броят на етапите на трансформация.
Според целта известните КТ проби се разделят на лабораторни, защитни, измервателни и така наречените „междинни“ устройства.
Последната категория е предназначена или за свързване на измервателни уреди, или за изравняване на стойностите на тока в системите за диференциална защита.
Според метода на инсталиране се разграничават следните видове:
- само за външен монтаж (в шкафове за разпределителни уреди);
- за вътрешни инсталационни вериги (в вътрешни разпределителни уреди);
- преобразуватели, вградени в електрически агрегати и комутационни устройства, които включват генератори и силови трансформатори;
- надземни устройства, монтирани отгоре на конструкцията (върху втулки).
Преносими проби се използват за лабораторни изследвания, както и за проверки и измервания.
Според дизайна на първичната намотка, настоящите устройства са разделени на модели с много завои, едно завои и шини.В съответствие с работното напрежение на веригите, в които са инсталирани тези устройства, те са разделени на трансформатори, инсталирани в мрежи до и повече от 1000 волта.
По вида на изолационните материали, използвани в тях, тези продукти са разделени на следните видове:
- със "суха" изолация на основата на порцелан или епоксидна;
- с хартиено-маслена или кондензаторна защита;
- със съставен пълнеж.
По броя на наличните етапи на трансформация всички известни устройства, инсталирани в силовата верига, са едноетапни и двуетапни (другото им име е „каскада“).
Схеми за свързване
Различните схеми за свързване на токови трансформатори се различават главно по реда на превключване на първичните и вторичните намотки. Първият от тях се характеризира с най-простото последователно включване (така нареченото "свързване") в пролуката на шината с контролирана фаза. Друго нещо е вторичната верига, състояща се от няколко намотки, които могат да бъдат изключени според следните схеми:
- „Пълна звезда, използвана за контрол на текущите параметри във всяка фаза, ако е необходимо.
- „Звезда от непълен тип“, използвана, когато не е необходимо да се контролират всички линейни измервателни вериги.
- Схема на фиксиращи токове на "нулева последователност", която включва контролно реле.
В изходящите захранващи устройства от 6-10 kV, за да се спестят, често се инсталират не само три, а само два измервателни трансформатора (без една фаза).
В този случай вторичните намотки са включени според непълната звезда схема. Обща схема, наречена "проверка на ток в нулева последователност" се формира чрез свързване на вторични намотки към пълна звезда. В същото време управляваното реле, използвано в него, е включено в общото прекъсване на проводника („нула“). С изключение на този тип, токът, преминаващ през намотката, е съставен от трите фазови вектора. Ако натоварванията са балансирани, в случай на еднофазно или двуфазно късо съединение, в релето се разпределя компонент, произтичащ от дисбаланс.
Основни параметри и характеристики на токови трансформатори
Техническите параметри на всеки токов трансформатор са описани от следните основни индикатори:
- клас на устройството;
- Номинално напрежение;
- токове в първичната и вторичната намотка;
- коефициент на трансформация на променлив ток (като съотношение);
- допустима грешка в измерването при свързване на електромер;
- пропускливост и напречно сечение на магнитната верига (сърцевина);
- величина на магнитния път.
Оценката на напрежението в киловолти обикновено се посочва в паспорта, приложен към всяко конкретно устройство. Работната му стойност варира от 0,66 до 1150 kV. За по-пълна информация за този и други показатели трябва да се консултирате с референтната литература относно свързването на трансформатори към електромери.
Стойността на номиналния ток в първичната намотка се научава и от придружаващата техническа документация. В зависимост от конкретния модел на конвертора, този параметър може да варира от 1,0 до 40 хиляди ампера. Стойностите на текущия индекс във вторичната намотка обикновено се избират 1,0 или 5,0 ампера (в зависимост от параметрите на първичната верига).
Понякога под поръчката производителят прави устройства със вторични токове от 2,0 или 2,5 ампера.
Коефициентът на трансформация (кратност) е показател за пропорцията или съотношението на токовете на първичната и вторичната намотка. Максималното съотношение се разбира като съотношението на максималния първичен ток към неговата номинална стойност, при условие че общата грешка при фиксиран вторичен товар не надвишава 10%. Номинална крайна кратност означава един и същ индикатор при оптимално натоварване.Този параметър характеризира възможността за нормално функциониране на защитни устройства в аварийни условия.
Текуща грешка
Според GOST 7746-89 има три типа грешки за КТ - текущи, ъглови и пълни. Те са количествени показатели за отклоненията на стойностите на вторичния ток, умножени по номиналния коефициент, от първичния показател.
Стандартът предписва да се изчисляват такива грешки само в стационарен (с постоянни параметри) режим на работа на системата и само ако формата на първичния ток не се различава от синусоидалната.
Текущата грешка, спомената в описанието на кратности, характеризира относителната разлика между ефективните стойности на токове, изразена като процент. Ъгловият му еквивалент се определя като грешката между векторите на два токови компонента: първичната за първичната верига и първата хармонична за вторичната. Въз основа на тези две стойности се изчислява общата грешка, като ги сумираме по формулата, дадена в инструкциите.
Основната цел на измерването на токови трансформатори е да се свържат електромери, използвани за обслужване на трифазни електропроводи.
