Σε κυκλώματα ισχύος 380 βολτ με υψηλά ρεύματα, σύμφωνα με το PUE, χρησιμοποιείται ένας μετατροπέας ειδικής σχεδίασης, που ονομάζεται μετασχηματιστής ρεύματος. Με τη βοήθειά του, είναι δυνατή η μείωση της τιμής του τρέχοντος δείκτη κατά τον αριθμό των φορών που καθορίζονται από τα τεχνικά χαρακτηριστικά. Για να κατανοήσετε την αρχή λειτουργίας τέτοιων μετατροπέων, θα πρέπει να εξοικειωθείτε με το σχεδιασμό τους.
Χαρακτηριστικά σχεδίου
Οι μετασχηματιστές ηλεκτρικού ρεύματος περιέχουν τα ακόλουθα δομικά στοιχεία:
- κλειστός πυρήνας (μαγνητικός πυρήνας)
- πρωτεύουσα περιέλιξη ισχύος
- δευτερεύον (χαμηλώνοντας) πηνίο.
Η πρωτεύουσα περιέλιξη συνδέεται εν σειρά με το ελεγχόμενο κύκλωμα, έτσι ώστε όλο το ρεύμα φάσης να ρέει μέσα από αυτό. Το δευτερεύον πηνίο φορτώνεται σε μια συσκευή συνδεδεμένη στο δίκτυο - ένα προστατευτικό ρελέ ή μια συσκευή μέτρησης. Λόγω της διαφοράς στον αριθμό στροφών σε κάθε ένα από τα πηνία, το τρέχον συστατικό στη δευτερεύουσα περιέλιξη μειώνεται σε μια τιμή που καθορίζεται από τον συντελεστή μετασχηματισμού.
Δεδομένου ότι η αντίσταση των κυκλωμάτων φορτίου είναι αμελητέα, πιστεύεται ότι αυτές οι συσκευές λειτουργούν σε κατάσταση πολύ κοντά στο βραχυκύκλωμα.
Συνήθως έχουν πολλές ομάδες δευτερευουσών περιελίξεων, καθεμία από τις οποίες χρησιμοποιείται για δικούς της σκοπούς. Μπορούν να συνδεθούν με:
- προστατευτικές συσκευές (για παράδειγμα ρελέ τάσης).
- εξοπλισμός μέτρησης και διάγνωσης ·
- εξοπλισμός ελέγχου.
Η αντίσταση των περιελίξεων εξόδου κανονικοποιείται αυστηρά, καθώς ακόμη και μια μικρή απόκλιση από την τιμή που καθορίζεται στο TU οδηγεί σε αύξηση του σφάλματος μέτρησης ή σε επιδείνωση των χαρακτηριστικών απόκρισης.
Μια σημαντική διαφορά μεταξύ των CT και των σχετικών μετασχηματιστών τάσης είναι οι λειτουργίες που εκτελούνται από αυτές τις συσκευές και η αρχή της λειτουργίας. Οι τρέχοντες μετασχηματιστές παρέχουν κυρίως προστασία για το συνδεδεμένο φορτίο και την καθορισμένη ακρίβεια των μετρήσεων. Ο δεύτερος τύπος χαρακτηρίζεται από έναν καθαρά τρόπο λειτουργίας μετατροπής, ο οποίος αφορά μόνο τη λειτουργία σε κυκλώματα ισχύος.
Τρέχουσα ταξινόμηση μετασχηματιστή
Η κατανόηση για το τι προορίζεται το CT θα βοηθήσει στην εξοικείωση με τη γενικά αποδεκτή ταξινόμηση αυτών των συσκευών. Γνωστά παραδείγματα μετατροπής συσκευών διαφέρουν στα ακόλουθα κύρια χαρακτηριστικά:
- Σκοπός - η λειτουργία που εκτελείται από κάθε συγκεκριμένη συσκευή.
- Μέθοδος εγκατάστασης στον τόπο λειτουργίας.
- Χαρακτηριστικά σχεδίασης, συμπεριλαμβανομένου του συνολικού αριθμού στροφών στην πρωτεύουσα περιέλιξη.
- Τάση λειτουργίας και τύπος μόνωσης αγωγών.
- Ο αριθμός των σταδίων του μετασχηματισμού.
Σύμφωνα με το σκοπό, τα γνωστά δείγματα CT χωρίζονται σε εργαστηριακές, προστατευτικές, μετρητικές και λεγόμενες "ενδιάμεσες" συσκευές.
Η τελευταία κατηγορία προορίζεται είτε για σύνδεση οργάνων μέτρησης, είτε για εξισορρόπηση τιμών ρεύματος σε συστήματα διαφορικής προστασίας.
Σύμφωνα με τη μέθοδο εγκατάστασης, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι:
- μόνο για εξωτερική εγκατάσταση (σε ντουλάπια διακοπής)
- για κυκλώματα εσωτερικής εγκατάστασης (σε εσωτερικούς διακόπτες)
- μετατροπείς ενσωματωμένοι σε ηλεκτρικές μονάδες και συσκευές μεταγωγής, οι οποίες περιλαμβάνουν γεννήτριες και μετασχηματιστές ισχύος.
- επικεφαλής συσκευές τοποθετημένες στο πάνω μέρος της δομής (σε δακτυλίους).
Τα φορητά δείγματα χρησιμοποιούνται για εργαστηριακή έρευνα, καθώς και για επιθεωρήσεις και μετρήσεις.
Σύμφωνα με το σχεδιασμό της πρωτεύουσας περιέλιξης, οι τρέχουσες συσκευές χωρίζονται σε μοντέλα πολλαπλών στροφών, μονής στροφής και διαύλου.Σύμφωνα με την τάση λειτουργίας των κυκλωμάτων στα οποία είναι εγκατεστημένες αυτές οι συσκευές, χωρίζονται σε μετασχηματιστές εγκατεστημένους σε δίκτυα έως και πάνω από 1000 βολτ.
Με βάση τον τύπο των μονωτικών υλικών που χρησιμοποιούνται σε αυτά, αυτά τα προϊόντα χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:
- με "στεγνή" μόνωση με βάση πορσελάνη ή εποξική ·
- με προστασία από χαρτί-λάδι ή πυκνωτή ·
- με σύνθετη πλήρωση.
Με τον αριθμό των διαθέσιμων σταδίων μετασχηματισμού, όλες οι γνωστές συσκευές που είναι εγκατεστημένες στο κύκλωμα ισχύος είναι μονοβάθμια και δύο στάδια (το άλλο όνομά τους είναι «καταρράκτης»).
Διαγράμματα καλωδίωσης
Διάφορα σχήματα για τη σύνδεση μετασχηματιστών ρεύματος διαφέρουν κυρίως στη σειρά αλλαγής των πρωτογενών και δευτερευόντων περιελίξεων. Το πρώτο από αυτά χαρακτηρίζεται από την απλούστερη διαδοχική ένταξη (το λεγόμενο "tie-in") στο κενό του διαύλου ελεγχόμενης φάσης. Ένα άλλο πράγμα είναι το δευτερεύον κύκλωμα, που αποτελείται από πολλές περιελίξεις, τα οποία μπορούν να ενεργοποιηθούν σύμφωνα με τα ακόλουθα σχήματα:
- «Ένα πλήρες αστέρι, που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο των τρεχουσών παραμέτρων σε κάθε φάση, εάν είναι απαραίτητο.
- "Αστέρι ατελούς τύπου", που χρησιμοποιείται όταν δεν υπάρχει ανάγκη ελέγχου όλων των γραμμικών κυκλωμάτων μέτρησης.
- Σχέδιο σταθεροποίησης ρευμάτων της "μηδενικής ακολουθίας", το οποίο περιλαμβάνει ένα ρελέ ελέγχου.
Στους εξερχόμενους τροφοδότες των 6-10 kV, για εξοικονόμηση, συχνά όχι μόνο τρεις, αλλά μόνο δύο μετασχηματιστές μέτρησης είναι εγκατεστημένοι (χωρίς μία φάση).
Σε αυτήν την περίπτωση, οι δευτερεύουσες περιελίξεις ενεργοποιούνται σύμφωνα με το ημιτελές σχήμα αστεριού. Ένα κοινό κύκλωμα που ονομάζεται «έλεγχος ρεύματος μηδενικής ακολουθίας» σχηματίζεται συνδέοντας δευτερεύουσες περιελίξεις σε ένα πλήρες αστέρι. Ταυτόχρονα, το ρελέ ελέγχου που χρησιμοποιείται σε αυτό περιλαμβάνεται στην κοινή διακοπή σύρματος («μηδέν»). Με εξαιρέσεις αυτού του τύπου, το ρεύμα που διέρχεται από την περιέλιξη αποτελείται από και τους τρεις φάσεις διανύσματα. Εάν τα φορτία είναι ισορροπημένα, στην περίπτωση μονοφασικών ή διφασικών βραχυκυκλωμάτων, ένα στοιχείο που προκύπτει από ανισορροπία κατανέμεται στο ρελέ.
Κύριες παράμετροι και χαρακτηριστικά των μετασχηματιστών ρεύματος
Οι τεχνικές παράμετροι οποιουδήποτε τρέχοντος μετασχηματιστή περιγράφονται από τους ακόλουθους κύριους δείκτες:
- κλάση συσκευής
- Μετρημένη ηλεκτρική τάση;
- ρεύματα στα πρωτογενή και δευτερεύοντα πηνία ·
- λόγος μετατροπής εναλλασσόμενου ρεύματος (ως λόγος) ·
- επιτρεπόμενο σφάλμα μέτρησης κατά τη σύνδεση ενός μετρητή ηλεκτρικής ενέργειας ·
- διαπερατότητα και διατομή του μαγνητικού κυκλώματος (πυρήνας) ·
- το μέγεθος της μαγνητικής διαδρομής.
Η βαθμολογία τάσης σε κιλοβάτ δίνεται συνήθως στο διαβατήριο που εφαρμόζεται σε κάθε συγκεκριμένη συσκευή. Η τιμή λειτουργίας του κυμαίνεται από 0,66 έως 1150 kV. Για πιο ολοκληρωμένες πληροφορίες σχετικά με αυτό και άλλους δείκτες, θα πρέπει να συμβουλευτείτε τη βιβλιογραφία αναφοράς σχετικά με τη σύνδεση των μετασχηματιστών με ηλεκτρικούς μετρητές.
Η τιμή του ονομαστικού ρεύματος στο πρωτεύον πηνίο μαθαίνεται επίσης από τη συνοδευτική τεχνική τεκμηρίωση. Ανάλογα με το συγκεκριμένο μοντέλο του μετατροπέα, αυτή η παράμετρος μπορεί να κυμαίνεται από 1,0 έως 40 χιλιάδες αμπέρ. Οι τιμές του τρέχοντος δείκτη στο δευτερεύον πηνίο επιλέγονται συνήθως 1,0 ή 5,0 αμπέρ (ανάλογα με τις παραμέτρους του πρωτεύοντος κυκλώματος).
Μερικές φορές, σύμφωνα με την παραγγελία, ο κατασκευαστής κατασκευάζει συσκευές με δευτερεύοντα ρεύματα 2,0 ή 2,5 Αμπέρ.
Ο λόγος μετασχηματισμού (πολλαπλότητα) είναι ένας δείκτης της αναλογίας ή της αναλογίας των ρευμάτων των πρωτογενών και δευτερευόντων πηνίων. Ο οριακός λόγος νοείται ως ο λόγος του μέγιστου πρωτογενούς ρεύματος προς την ονομαστική του τιμή, υπό την προϋπόθεση ότι το συνολικό σφάλμα σε σταθερό δευτερεύον φορτίο δεν υπερβαίνει το 10%. Ονομαστική τελική πολλαπλότητα σημαίνει τον ίδιο δείκτη στο βέλτιστο φορτίο.Αυτή η παράμετρος χαρακτηρίζει την πιθανότητα ομαλής λειτουργίας προστατευτικών συσκευών σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.
Τρέχον σφάλμα
Σύμφωνα με το GOST 7746-89, υπάρχουν τρεις τύποι σφαλμάτων για CT - τρέχον, γωνιακό και πλήρες. Είναι ποσοτικοί δείκτες των αποκλίσεων των δευτερευουσών τιμών ρεύματος, πολλαπλασιασμένοι με τον ονομαστικό συντελεστή, από τον κύριο δείκτη.
Το πρότυπο προβλέπει τον υπολογισμό τέτοιων σφαλμάτων μόνο στον τρόπο λειτουργίας σταθερής κατάστασης (με σταθερές παραμέτρους) του συστήματος και μόνο εάν το σχήμα του πρωτογενούς ρεύματος δεν διαφέρει από το ημιτονοειδές.
Το τρέχον σφάλμα που αναφέρεται στην περιγραφή πολλαπλότητας χαρακτηρίζει τη σχετική διαφορά μεταξύ των πραγματικών τιμών των ρευμάτων, εκφραζόμενη ως ποσοστό. Το γωνιακό του ισοδύναμο ορίζεται ως το σφάλμα μεταξύ των διανυσμάτων δύο τρεχόντων συστατικών: το πρωτεύον για το πρωτεύον κύκλωμα και το πρώτο αρμονικό για το δευτερεύον. Με βάση αυτές τις δύο τιμές, το συνολικό σφάλμα υπολογίζεται αθροίζοντας τις σύμφωνα με τον τύπο που δίνεται στις οδηγίες.
Ο κύριος σκοπός της μέτρησης των μετασχηματιστών ρεύματος είναι να συνδέσει μετρητές ενέργειας που χρησιμοποιούνται για τη συντήρηση τριφασικών γραμμών ισχύος
