În circuitele de putere de 380 de volți cu curenți mari, conform PUE, se utilizează un convertor al unui proiect special, numit transformator de curent. Cu ajutorul acestuia, este posibilă reducerea indicatorului curent cu numărul de ori specificat de caracteristicile tehnice. Pentru a înțelege principiul funcționării acestor convertoare, va trebui să vă familiarizați cu designul acestora.
Caracteristici de proiectare
Transformatoarele de curent electric conțin următoarele elemente structurale:
- miez închis (miez magnetic);
- înfășurare de putere primară;
- bobină secundară (care coboară).
Înfășurarea primară este conectată în serie cu circuitul controlat, astfel încât tot curentul de fază să treacă prin el. Bobina secundară este încărcată pe un dispozitiv conectat la rețea - un releu de protecție sau un dispozitiv de măsurare. Datorită diferenței de număr de rotații în fiecare bobine, componenta curentă a înfășurării secundare este redusă la o valoare determinată de coeficientul de transformare.
Deoarece rezistența circuitelor de sarcină este neglijabilă, se crede că aceste dispozitive funcționează într-un mod foarte apropiat de scurtcircuit.
De obicei, au mai multe grupuri de înfășurări secundare, fiecare fiind utilizat în scopuri proprii. Se pot conecta la:
- dispozitive de protecție (relee de tensiune, de exemplu);
- echipamente de contorizare și diagnosticare;
- echipamente de control.
Rezistența înfășurărilor de ieșire este strict normalizată, deoarece chiar și o ușoară abatere de la valoarea specificată în TU duce la o creștere a erorii de măsurare sau la o deteriorare a caracteristicilor de răspuns.
O diferență semnificativă între CT-uri și transformatoarele de tensiune aferente acestora sunt funcțiile îndeplinite de aceste dispozitive și principiul funcționării. Transformatoarele de curent oferă în principal protecție pentru sarcina conectată și precizia specificată a măsurătorilor. Al doilea tip este caracterizat printr-un mod de operare pur convertibil, care este relevant numai pentru funcționarea în circuitele de putere.
Clasificarea transformatorului curent
Înțelegerea la ce este destinat CT-ul va ajuta la familiarizarea cu clasificarea general acceptată a acestor dispozitive. Exemple cunoscute de dispozitive de conversie diferă în următoarele caracteristici principale:
- Scop - funcția îndeplinită de fiecare dispozitiv specific.
- Metoda de instalare la locul de operare.
- Caracteristici de proiectare, inclusiv numărul total de rotații în înfășurarea primară.
- Tensiune de funcționare și tip de izolație a conductoarelor.
- Numărul etapelor transformării.
Conform scopului, probele CT cunoscute sunt împărțite în dispozitive de laborator, de protecție, de măsurare și așa-numitele dispozitive „intermediare”.
Ultima categorie este destinată fie conectării instrumentelor de măsurare, fie egalizării valorilor curente în sistemele de protecție diferențială.
Conform metodei de instalare, se disting următoarele tipuri:
- numai pentru instalare în aer liber (în dulapuri de comandă);
- pentru circuite de instalare interioare (în comutatoare interioare);
- convertoare încorporate în unități electrice și dispozitive de comutare, care includ generatoare și transformatoare de putere;
- dispozitive aeriene montate pe partea de sus a structurii (pe bucși).
Probele portabile sunt utilizate pentru cercetarea de laborator, precum și pentru inspecții și măsurători.
Conform proiectării înfășurării primare, dispozitivele actuale sunt împărțite în modele cu mai multe viraje, cu o singură tură și cu autobuz.În conformitate cu tensiunea de funcționare a circuitelor în care sunt instalate aceste dispozitive, acestea sunt împărțite în transformatoare instalate în rețele de până și mai mult de 1000 de volți.
După tipul de materiale izolante utilizate în ele, aceste produse sunt împărțite în următoarele tipuri:
- cu izolație „uscată” pe bază de porțelan sau epoxidice;
- cu protecție de ulei de hârtie sau condensator;
- cu umplutură compusă.
În funcție de numărul de etape disponibile de transformare, toate dispozitivele cunoscute instalate în circuitul de alimentare sunt cu o etapă și cu două etape (celălalt nume al lor este „cascadă”).
Diagrame de cablaj
Diferite scheme de conectare a transformatoarelor de curent diferă în principal în ordinea comutării înfășurărilor primare și secundare. Prima dintre ele este caracterizată de cea mai simplă includere secvențială (așa-numita „legătură”) în golul magistralei de fază controlată. Un alt lucru este circuitul secundar, format din mai multe înfășurări, care pot fi declanșate conform următoarelor scheme:
- „O stea plină, folosită pentru a controla parametrii actuali în fiecare fază, dacă este necesar.
- "Stea de tip incomplet", folosită atunci când nu este necesară controlul tuturor circuitelor de măsurare liniare.
- Schema de curenți de fixare a „secvenței zero”, care include un releu de control.
La alimentatoarele de ieșire de 6-10 kV, pentru a economisi, deseori nu doar trei, ci doar două transformatoare de măsurare sunt instalate (fără o fază).
În acest caz, înfășurările secundare sunt activate în funcție de schema de stele incompletă. Un circuit comun numit „verificarea curentului de secvență zero” este format prin conectarea înfășurărilor secundare la o stea plină. În același timp, releul de control utilizat în acesta este inclus în întreruperea comună a cablului („zero”). Cu excepția acestui tip, curentul care trece prin înfășurare este compus din toate cele trei faze vector. Dacă încărcările sunt echilibrate, în cazul unor scurtcircuite monofazate sau bi-faze, în releu este alocată o componentă care rezultă din dezechilibru.
Parametrii și caracteristicile principale ale transformatoarelor de curent
Parametrii tehnici ai oricărui transformator de curent sunt descriși de următorii indicatori principali:
- clasa de dispozitive;
- Tensiune nominală;
- curenți în bobine primare și secundare;
- raportul de transformare a curentului alternativ (ca raport);
- eroare de măsurare admisă la conectarea unui contor de electricitate;
- permeabilitatea și secțiunea transversală a circuitului magnetic (miez);
- magnitudinea căii magnetice.
Gradul de tensiune în kilovolți este de obicei dat în pașaportul aplicat fiecărui dispozitiv specific. Valoarea sa de operare variază de la 0,66 la 1150 kV. Pentru informații mai complete despre acesta și alți indicatori, trebuie să consultați literatura de referință cu privire la conectarea transformatoarelor la contoarele electrice.
Valoarea curentului nominal din bobina primară este de asemenea învățată din documentația tehnică însoțitoare. În funcție de modelul specific al convertorului, acest parametru poate fi cuprins între 1.0 și 40 de mii de amperi. Valorile indicelui de curent din bobina secundară sunt de obicei selectate 1,0 sau 5,0 amperi (în funcție de parametrii circuitului primar).
Uneori, conform comenzii, producătorul realizează dispozitive cu curenți secundari de 2,0 sau 2,5 Amperi.
Raportul de transformare (multiplicitate) este un indicator al proporției sau raportului curenților bobinelor primare și secundare. Raportul limită este înțeles ca raportul dintre curentul primar maxim și valoarea nominală, cu condiția ca eroarea totală la o sarcină secundară fixă să nu depășească 10%. Multiplicitate finală nominală înseamnă același indicator la sarcină optimă.Acest parametru caracterizează posibilitatea funcționării normale a dispozitivelor de protecție în condiții de urgență.
Eroare curentă
Conform GOST 7746-89, există trei tipuri de erori pentru CT-uri - curente, unghiulare și complete. Sunt indicatori cantitativi ai abaterilor valorilor curente secundare, înmulțiți cu coeficientul nominal, de la indicatorul primar.
Standardul prevede calcularea unor astfel de erori numai în modul de funcționare al stării de echilibru (cu parametri constanți) al sistemului și numai dacă forma curentului primar nu diferă de cea sinusoidală.
Eroarea curentă menționată în descrierea multiplicităților caracterizează diferența relativă între valorile efective ale curenților, exprimată în procente. Echivalentul său unghiular este definit ca eroarea dintre vectorii a două componente de curent: primarul pentru circuitul primar și primul armonic pentru cel secundar. Pe baza acestor două valori, eroarea totală este calculată însumându-le conform formulei date în instrucțiuni.
Scopul principal al măsurării transformatoarelor de curent este de a conecta contoarele de energie utilizate la service linii electrice trifazate.
