In stroomcircuits van 380 volt met hoge stromen, volgens de PUE, wordt een speciaal ontwerp converterapparaat genaamd een stroomtransformator gebruikt. Met zijn hulp is het mogelijk om de waarde van de huidige indicator te verminderen met het aantal keer gespecificeerd door de technische kenmerken. Om het werkingsprincipe van dergelijke converters te begrijpen, moet u vertrouwd raken met hun ontwerp.
Ontwerpkenmerken
Elektrische stroomtransformatoren bevatten de volgende structurele elementen:
- gesloten kern (magnetische kern);
- primaire stroomwikkeling;
- secundaire (neerlaatbare) spoel.
De primaire wikkeling is in serie verbonden met het gecontroleerde circuit, zodat alle fasestroom er doorheen stroomt. De secundaire spoel wordt geladen op een apparaat dat op het netwerk is aangesloten - een beschermend relais of een meetinstrument. Vanwege het verschil in het aantal windingen in elk van de spoelen, wordt de huidige component in de secundaire wikkeling verlaagd tot een waarde die wordt bepaald door de transformatiecoëfficiënt.
Aangezien de weerstand van de belastingscircuits verwaarloosbaar is, wordt aangenomen dat deze apparaten in een modus werken die zeer dicht bij kortsluiting is.
Meestal hebben ze verschillende groepen secundaire wikkelingen, die elk voor hun eigen doeleinden worden gebruikt. Ze kunnen verbinding maken met:
- beveiligingsinrichtingen (bijvoorbeeld spanningsrelais);
- meet- en diagnoseapparatuur;
- controleapparatuur.
De weerstand van de uitgangswikkelingen is strikt genormaliseerd, aangezien zelfs een kleine afwijking van de in de TU gespecificeerde waarde leidt tot een toename van de meetfout of tot een verslechtering van de reactiekenmerken.
Een aanzienlijk verschil tussen CT's en gerelateerde spanningstransformatoren zijn de functies van deze apparaten en het werkingsprincipe. Stroomtransformatoren bieden voornamelijk bescherming voor de aangesloten belasting en de gespecificeerde nauwkeurigheid van de metingen. Het tweede type wordt gekenmerkt door een puur omvormende werkingsmodus, die alleen relevant is voor gebruik in stroomcircuits.
Huidige transformatorclassificatie
Begrijpen waar de CT voor bedoeld is, zal helpen vertrouwd te raken met de algemeen aanvaarde classificatie van deze apparaten. Bekende voorbeelden van conversie-apparaten verschillen in de volgende hoofdkenmerken:
- Doel - de functie die door elk specifiek apparaat wordt uitgevoerd.
- Installatiemethode op de plaats van operatie.
- Ontwerpkenmerken, inclusief het totale aantal beurten in de primaire wikkeling.
- Bedrijfsspanning en type isolatie van geleiders.
- Het aantal stadia van transformatie.
Afhankelijk van het doel zijn de bekende TT-monsters onderverdeeld in laboratorium-, beschermings-, meet- en zogenaamde "intermediaire" apparaten.
De laatste categorie is bedoeld voor het aansluiten van meetinstrumenten of voor het vereffenen van stroomwaarden in differentiaalbeveiligingssystemen.
Volgens de installatiemethode worden de volgende typen onderscheiden:
- alleen voor installatie buitenshuis (in schakelkasten);
- voor installatiecircuits binnenshuis (in binnenschakelapparatuur);
- omvormers ingebouwd in elektrische eenheden en schakelapparatuur, waaronder generatoren en vermogenstransformatoren;
- boven het hoofd gemonteerde apparaten (op bussen).
Draagbare monsters worden gebruikt voor laboratoriumonderzoek, maar ook voor inspecties en metingen.
Volgens het ontwerp van de primaire wikkeling zijn de huidige apparaten onderverdeeld in multi-turn, single-turn en busmodellen.In overeenstemming met de bedrijfsspanning van de circuits waarin deze apparaten zijn geïnstalleerd, zijn ze verdeeld in transformatoren die zijn geïnstalleerd in netwerken tot en met meer dan 1000 volt.
Door het type isolatiemateriaal dat erin wordt gebruikt, zijn deze producten onderverdeeld in de volgende typen:
- met "droge" isolatie op basis van porselein of epoxy;
- met papierolie of condensatorbescherming;
- met samengestelde vulling.
Door het aantal beschikbare transformatiestadia zijn alle bekende apparaten die in het stroomcircuit zijn geïnstalleerd eentraps en tweetraps (hun andere naam is "cascade").
Bedradingsdiagrammen
Verschillende schema's voor het aansluiten van stroomtransformatoren verschillen voornamelijk in de volgorde van schakelen van de primaire en secundaire wikkelingen. De eerste wordt gekenmerkt door de eenvoudigste opeenvolgende opname (de zogenaamde "tie-in") in de opening van de gecontroleerde fasebus. Een ander ding is het secundaire circuit, bestaande uit verschillende wikkelingen, die volgens de volgende schema's kunnen worden geactiveerd:
- “Een volle ster, gebruikt om indien nodig de huidige parameters in elke fase te controleren.
- "Ster van onvolledig type", gebruikt wanneer het niet nodig is om alle lineaire meetcircuits te regelen.
- Schema voor het bevestigen van stromen van de "nulsequentie", die een stuurrelais omvat.
Op de uitgaande feeders van 6-10 kV worden, om te besparen, vaak niet slechts drie, maar slechts twee meettransformatoren geïnstalleerd (zonder één fase).
In dit geval worden de secundaire wikkelingen ingeschakeld volgens het onvolledige sterschema. Door de secundaire wikkelingen op een volle ster aan te sluiten, wordt een gemeenschappelijk circuit gevormd dat 'stroomcontrole met nulsequentie' wordt genoemd. Tegelijkertijd wordt het erin gebruikte stuurrelais opgenomen in de gemeenschappelijke draadbreuk ("nul"). Met uitzondering van dit type bestaat de stroom die door de wikkeling gaat uit alle driefasevectoren. Als de belastingen gebalanceerd zijn, wordt bij eenfasige of tweefasige kortsluitingen een component als gevolg van onbalans toegewezen in het relais.
Belangrijkste parameters en kenmerken van stroomtransformatoren
De technische parameters van een stroomtransformator worden beschreven door de volgende hoofdindicatoren:
- apparaatklasse;
- Nominale spanning;
- stromen in de primaire en secundaire spoelen;
- transformatieverhouding van wisselstroom (als verhouding);
- toegestane meetfout bij het aansluiten van een elektriciteitsmeter;
- permeabiliteit en doorsnede van het magnetische circuit (kern);
- omvang van het magnetische pad.
De spanningswaarde in kilovolt wordt meestal vermeld in het paspoort dat op elk specifiek apparaat wordt toegepast. De bedrijfswaarde varieert van 0,66 tot 1150 kV. Voor meer volledige informatie over deze en andere indicatoren, moet u de referentieliteratuur raadplegen over de aansluiting van transformatoren op elektrische meters.
De waarde van de nominale stroom in de primaire spoel wordt ook geleerd uit de bijbehorende technische documentatie. Afhankelijk van het specifieke model van de converter, kan deze parameter variëren van 1,0 tot 40 duizend ampère. De waarden van de huidige index in de secundaire spoel worden meestal geselecteerd 1,0 of 5,0 ampère (afhankelijk van de parameters van het primaire circuit).
Soms maakt de fabrikant in opdracht apparaten met secundaire stromen van 2,0 of 2,5 ampère.
De transformatieverhouding (multipliciteit) is een indicator van de verhouding of verhouding van de stromen van de primaire en secundaire spoelen. De limietverhouding wordt begrepen als de verhouding van de maximale primaire stroom tot de nominale waarde, op voorwaarde dat de totale fout bij een vaste secundaire belasting niet meer dan 10% bedraagt. Nominale ultieme multipliciteit betekent dezelfde indicator bij optimale belasting.Deze parameter kenmerkt de mogelijkheid van de normale werking van beveiligingsinrichtingen in noodsituaties.
Huidige fout
Volgens GOST 7746-89 zijn er drie soorten fouten voor CT's: huidig, hoekig en volledig. Het zijn kwantitatieve indicatoren van de afwijkingen van de secundaire stroomwaarden, vermenigvuldigd met de nominale coëfficiënt, van de primaire indicator.
De norm schrijft voor om dergelijke fouten alleen in de bedrijfsmodus van het stationaire (met constante parameters) te berekenen en alleen als de vorm van de primaire stroom niet verschilt van die van de sinusoïde.
De huidige fout die wordt genoemd in de beschrijving van multipliciteiten, karakteriseert het relatieve verschil tussen de effectieve waarden van stromen, uitgedrukt als een percentage. Het hoekequivalent wordt gedefinieerd als de fout tussen de vectoren van twee stroomcomponenten: de primaire voor het primaire circuit en de eerste harmonische voor de secundaire. Op basis van deze twee waarden wordt de totale fout berekend door ze op te tellen volgens de formule in de instructies.
Het belangrijkste doel van het meten van stroomtransformatoren is het verbinden van energiemeters die worden gebruikt voor het onderhoud van driefasige hoogspanningslijnen.
