Nei circuiti di potenza di 380 volt con correnti elevate, secondo il PUE, viene utilizzato un convertitore di un design speciale, chiamato trasformatore di corrente. Con il suo aiuto, è possibile ridurre il valore dell'indicatore corrente del numero di volte specificato dalle caratteristiche tecniche. Per comprendere il principio di funzionamento di tali convertitori, dovrai familiarizzare con il loro design.
Caratteristiche del progetto
I trasformatori di corrente elettrica contengono i seguenti elementi strutturali:
- nucleo chiuso (nucleo magnetico);
- avvolgimento di potenza primaria;
- bobina secondaria (abbassante).
L'avvolgimento primario è collegato in serie con il circuito controllato, in modo che tutta la corrente di fase vi attraversi. La bobina secondaria viene caricata su un dispositivo collegato alla rete: un relè di protezione o un dispositivo di misurazione. A causa della differenza nel numero di giri in ciascuna delle bobine, il componente corrente nell'avvolgimento secondario viene ridotto a un valore determinato dal coefficiente di trasformazione.
Poiché la resistenza dei circuiti di carico è trascurabile, si ritiene che questi dispositivi funzionino in modo molto vicino al corto circuito.
Di solito hanno diversi gruppi di avvolgimenti secondari, ognuno dei quali viene utilizzato per i propri scopi. Possono connettersi a:
- dispositivi di protezione (relè di tensione, ad esempio);
- strumenti di misurazione e diagnostica;
- apparecchiature di controllo.
La resistenza degli avvolgimenti di uscita è rigorosamente normalizzata, poiché anche una leggera deviazione dal valore specificato nella TU comporta un aumento dell'errore di misurazione o un deterioramento delle caratteristiche di risposta.
Una differenza significativa tra i CT e i relativi trasformatori di tensione sono le funzioni svolte da questi dispositivi e il principio di funzionamento. I trasformatori di corrente forniscono principalmente protezione per il carico collegato e l'accuratezza delle misure specificata. Il secondo tipo è caratterizzato da una modalità di funzionamento puramente convertente, che è rilevante solo per il funzionamento nei circuiti di potenza.
Classificazione del trasformatore corrente
Comprendere a cosa è destinato il CT aiuterà a familiarizzare con la classificazione generalmente accettata di questi dispositivi. Gli esempi noti di conversione dei dispositivi differiscono nelle seguenti funzioni principali:
- Scopo: la funzione svolta da ciascun dispositivo specifico.
- Metodo di installazione nel luogo di funzionamento.
- Funzioni di progettazione, incluso il numero totale di curve nell'avvolgimento primario.
- Tensione di esercizio e tipo di isolamento dei conduttori.
- Il numero di fasi della trasformazione.
Secondo lo scopo, i campioni CT noti sono suddivisi in dispositivi di laboratorio, di protezione, di misurazione e cosiddetti "intermedi".
L'ultima categoria è destinata al collegamento di strumenti di misura o all'equalizzazione dei valori di corrente nei sistemi di protezione differenziale.
In base al metodo di installazione, si distinguono i seguenti tipi:
- solo per installazione esterna (in quadri);
- per i circuiti di installazione interna (nel quadro interno);
- convertitori integrati in unità elettriche e dispositivi di commutazione, che includono generatori e trasformatori di potenza;
- dispositivi aerei montati sulla parte superiore della struttura (su boccole).
Campioni portatili vengono utilizzati per ricerche di laboratorio, nonché per ispezioni e misurazioni.
Secondo il design dell'avvolgimento primario, i dispositivi attuali sono suddivisi in modelli multigiro, mono giro e bus.In conformità con la tensione di funzionamento dei circuiti in cui sono installati questi dispositivi, sono divisi in trasformatori installati in reti fino a e oltre 1000 volt.
Per il tipo di materiali isolanti utilizzati in essi, questi prodotti sono suddivisi nei seguenti tipi:
- con isolamento "a secco" a base di porcellana o resina epossidica;
- con protezione di olio di carta o condensatore;
- con riempimento composto.
In base al numero di stadi di trasformazione disponibili, tutti i dispositivi noti installati nel circuito di potenza sono monostadio e bifase (il loro altro nome è "cascata").
Schema elettrico
Vari schemi per il collegamento di trasformatori di corrente differiscono principalmente nell'ordine di commutazione degli avvolgimenti primario e secondario. Il primo è caratterizzato dall'inclusione sequenziale più semplice (il cosiddetto "inserto") nello spazio del bus di fase controllato. Un'altra cosa è il circuito secondario, costituito da diversi avvolgimenti, che possono essere fatti scattare secondo i seguenti schemi:
- “Una stella piena, utilizzata per controllare i parametri correnti in ogni fase, se necessario.
- "Stella di tipo incompleto", utilizzata quando non è necessario controllare tutti i circuiti di misura lineari.
- Schema di fissaggio delle correnti della "sequenza zero", che include un relè di controllo.
Per risparmiare denaro, gli alimentatori in uscita da 6 a 10 kV sono spesso dotati non solo di tre, ma solo di due trasformatori di misura (senza una fase).
In questo caso, gli avvolgimenti secondari vengono attivati secondo lo schema a stella incompleto. Un circuito comune chiamato "controllo della corrente a sequenza zero" è formato collegando gli avvolgimenti secondari a una stella piena. Allo stesso tempo, il relè di controllo utilizzato in esso è incluso nella rottura comune del filo ("zero"). Con eccezioni di questo tipo, la corrente che passa attraverso l'avvolgimento è composta da tutti e tre i vettori trifase. Se i carichi sono bilanciati, in caso di cortocircuiti monofase o bifase, nel relè viene allocato un componente derivante da uno squilibrio.
Principali parametri e caratteristiche dei trasformatori di corrente
I parametri tecnici di qualsiasi trasformatore di corrente sono descritti dai seguenti indicatori principali:
- classe del dispositivo;
- Tensione nominale;
- correnti nelle bobine primarie e secondarie;
- rapporto di trasformazione della corrente alternata (come rapporto);
- errore di misurazione consentito durante il collegamento di un contatore elettrico;
- permeabilità e sezione trasversale del circuito magnetico (nucleo);
- grandezza del percorso magnetico.
La tensione nominale in kilovolt è generalmente indicata nel passaporto applicato a ciascun dispositivo specifico. Il suo valore operativo varia da 0,66 a 1150 kV. Per informazioni più complete su questo e altri indicatori, è necessario leggere la documentazione di riferimento relativa al collegamento dei trasformatori ai contatori elettrici.
Il valore della corrente nominale nella bobina primaria viene anche appreso dalla documentazione tecnica di accompagnamento. A seconda del modello specifico del convertitore, questo parametro può variare da 1,0 a 40 mila ampere. I valori dell'indice corrente nella bobina secondaria sono generalmente selezionati 1,0 o 5,0 ampere (a seconda dei parametri del circuito primario).
A volte, in base all'ordine, il produttore produce dispositivi con correnti secondarie di 2,0 o 2,5 Ampere.
Il rapporto di trasformazione (molteplicità) è un indicatore della proporzione o del rapporto delle correnti delle bobine primarie e secondarie. Il rapporto massimo è inteso come il rapporto tra la corrente primaria massima e il suo valore nominale, a condizione che l'errore totale con un carico secondario fisso non superi il 10%. La molteplicità massima nominale indica lo stesso indicatore a carico ottimale.Questo parametro caratterizza la possibilità del normale funzionamento dei dispositivi di protezione in condizioni di emergenza.
Errore attuale
Secondo GOST 7746-89, ci sono tre tipi di errori per CT: corrente, angolare e pieno. Sono indicatori quantitativi delle deviazioni dei valori di corrente secondari, moltiplicati per il coefficiente nominale, dall'indicatore primario.
La norma prescrive di calcolare tali errori solo nella modalità di funzionamento del sistema a stato stazionario (con parametri costanti) e solo se la forma della corrente primaria non differisce da quella sinusoidale.
L'attuale errore menzionato nella descrizione delle molteplicità caratterizza la differenza relativa tra i valori effettivi delle correnti, espressa in percentuale. Il suo equivalente angolare è definito come l'errore tra i vettori di due componenti di corrente: il primario per il circuito primario e il primo armonico per il secondario. Sulla base di questi due valori, l'errore totale viene calcolato sommandoli secondo la formula fornita nelle istruzioni.
Lo scopo principale della misurazione dei trasformatori di corrente è quello di collegare i contatori di energia utilizzati per la manutenzione di linee elettriche trifase.
