Работа трансформатора тока

Советы электрика
Нет комментариев
680 просмотров

Работа трансформатора токаКлассификация данных приборов определяет особенности по нескольким признакам. В эксплуатационном режиме работа трансформатора тока – процесс для которого важным является любая составляющая. Что относится к основным параметрам классификации? Рассмотрим три основных признака:

  1. Получаемые посредством изменений числа витков на обмотках или путем применения обмоток с различным количеством витков коэффициенты трансформации. Этот показатель имеет большой диапазон значений для разных моделей.
  2. Количество ступеней трансформации тока.
  3. Способ выполнения обмотки первичного вида.

Пример на рисунке ниже – схематическое изображение подключения через трансформатор электросчетчика трехфазной конструкции.

ТТ одновиткового исполнения могут быть со встроенной первичной обмоткой или без ее наличия. Конструктивное исполнение трансформаторов без такой обмотки – модификации разъемного, шинного и встроенного типа.

Роль обмотки в подобных устройствах выполняет стержень проходного изолятора. Между ним и вторичной обмоткой отсутствуют элементы изоляции.

В шинном варианте эту функцию выполняет шина распределительного устройства. В разъемном – магнитопровод, части которого стягиваются болтами.

Пример ниже – трансформатор тока ТПЛ-10

ГОСТ 7746–78 определяет главные характеристики и параметры всех серийно выпускаемых устройств.

Предъявляемые требования:

  • паспортная таблица ТТ указывает значение номинального напряжения;
  • здесь же имеется величина I1н – первичный ток, необходимый для длительной работы;
  • параметры тока, проходящего по вторичной обмотке – I2н;
  • указанная в вольт-амперах вторичная нагрузка z2н, определяющая и второй параметр – полное сопротивление в омах с указанием номинального коэффициента мощности;
  • отношение значения первичного тока к вторичному – коэффициент трансформации;
  • характеристики устойчивости к воздействию теплового и механического вида.

Наибольшая амплитуда тока при коротком замыкании равна току эдектродинамической стойкости Iд. Ток данного вида указывает также и на свойства ТТ противостоять механическому влиянию, возникающему при коротком замыкании.

Существующие требования по электродинамической стойкости не касаются трансформаторов встроенной, шинной и разъемной конструкции.

Ниже – схема включения измерительного трансформатора.

Значение тока термической стойкости Itт обозначает максимальное рабочее значение при коротком замыкании, которое выдерживает устройство за данный промежуток времени без нагревания токопроводников до температуры, превышающей допустимую, что опасно повреждениями элементов трансформатора.

Схема ТТ

Сам процесс преобразования протекает с участием вторичной 2 и первичной 1 обмотки. Последовательно происходит подключение 1 в рассечку токопровода 4. Вторичная обмотка 2 постоянно замкнута под нагрузкой, к ней выполняется подключение измерительных приборов.

На практике используются два термина:

  • первичная цепь – это одноименная обмотка вместе с цепью высокого напряжения;
  • вторичная цепь – компонент для получения информации от одноименной обмотки. Сочетание вторичной цепи и обмотки образовывает ветвь вторичного тока.

Важный момент – отсутствие электрического взаимодействия между обмотками 1 и 2. Эта особенность положена в основу метода присоединения измерительных приборов ко вторичной обмотке, что устраняет опасность поражения обслуживающего персонала напряжением, которое приложено к обмотке 1.

Принцип действия

Ток, называемый первичным I1, проходит по соответствующей обмотке. Его величину считают заданной по причине зависимости исключительно от характеристик цепи. При его протекании по обмотке магнитопровода образуется Ф1 – поток переменного вида. Частота его изменений идентична таким же показателям тока, а охватываются потоком витки обеих обмоток.

Изменение магнитного потока при пересечении витков обмотки 2 – причина индуцирования в ней электродвижущей силы. Замыкание вторичной обмотки на определенную нагрузку способствует возникновению системы «вторичная обмотка – цепь», где под действием этой силы (э. д. с.) происходит процесс прохождения тока. Он противоположен по своему направлению аналогичному параметру I1, тока первичного вида, что обусловлено законом Ленца.

Ф2 – магнитный переменный поток, создаваемый током в обмотке 2, который движется навстречу Ф1. Происходит уменьшение общего потока в магнитопроводе. Регулирующий поток Ф0 рассчитывается разницей Ф1 – Ф2 и составляет всего несколько % от значения Ф1. Ф0 – звено передачи энергии в процессе преобразования между обмотками 1 и 2.

Индуцирование в первичной обмотке э. д. с. Ех и во вторичной Ей — результат пересечения Ф0 обмоток 1 и 2. В процессе протекания токов I1 и I2 в обмотке 1 образуется сила F1, соответственно в обмотке2 – F2. Измерение данных величин выполняется в амперах.

ТТ понижающей конструкции

Обозначенные выше силы равны между собой, но имеют разную направленность. Известна формула векторного равенства для ТТ, называемых идеальными, для теоретически полного отсутствия в процессе преобразования потерь энергии – F1=-F2 или I1W1=I2W2, где обозначения W – это количество витков обмоток 1 и 2. Исходя из нее, можно установить обратную пропорциональность параметров тока числу витков.

Для идеального ТТ коэффициент трансформации выглядит как отношение количества витков обмоток или первичного тока к вторичному.

В обычных эксплуатационных условиях избежать потерь невозможно. Они обусловлены затратами на нагревание проводов и перемагничивание, создание магнитного потока в магнитопроводе.

Равенство для идеального ТТ I1=I2*W2/W1=I2*n приобретает вид i1*W1=i2*W2+i0*W1. Добавляются значения i0 – ток намагничивания. Его значение составляет не более нескольких процентов от первичного тока, если параметры последнего не выше номинального тока ТТ. Следовательно, мы имеем дело с явлением пропорциональности вторичного тока относительно первичного. Понижение измеряемого тока возможно при большем числе витков обмотки 2, чем на первичной обмотке.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Наверх