Трансформатор тока и напряжения: принцип работы, чем отличаются

Содержание
  1. Понятие трансформатор тока, назначение
  2. Где используются
  3. В чем разница между трансформаторами тока и напряжения
  4. Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ
  5. Обозначение трансформатора напряжения на схеме
  6. Разновидности
  7. Защитные ТТ
  8. Измерительные ТТ
  9. Устройство и принцип работы
  10. Работа ТТ поэтапно на примере схемы
  11. Технические параметры
  12. Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения
  13. Эксплуатация
  14. Как проверить трансформатор
  15. Как проверить на короткое замыкание обмоток
  16. Схемы включения трансформаторов напряжения
  17. Дополнительная информация
  18. Работа понижающего трансформатора на практике
  19. Инструкция по намотке
  20. Закон Фарадея
  21. Номинальная мощность, напряжение и ток
  22. Важность коэффициента трансформации, класса точности, погрешности
  23. Трёхфазный трансформатор
  24. Нагрузка трансформаторов напряжения
  25. Конструкции трансформаторов напряжения
  26. Измерительные трансформаторы напряжения
  27. Конструкция
  28. Из какого материала сделать магнитопровод?
  29. Монтаж, подключение, опасные факторы
  30. Как подключается ТТ
  31. Монтаж
  32. Расчет
  33. Проверка после расчета
  34. Диаметр провода
  35. Чем отличаются
  36. Самостоятельная сборка ТТ
  37. Поверка
  38. Условия выбора ТН
  39. Расшифровка маркировки
  40. Испытания на устойчивость к токам короткого замыкания
  41. Где устанавливают оборудование
  42. Уравнения идеального трансформатора

Понятие трансформатор тока, назначение

Трансформаторы тока (ТТ) — это статические устройства с электромагнитным принципом действия с обмотками (двумя или более) на металлическом стержне (магнитопроводе) с проводниками для подключения к сети и к измерительным приборам.

трансформатор тока

Для чего нужен ТТ:

  • подключение счетчиков релейной защиты и автоматики (реле защиты), не выдерживающих начальных нагрузок. Изоляция подключенного и работающего узла от избыточных мощностей обслуживаемого оборудования;
  • расширить пределы измерений;
  • снизить ток в мощности и создать защиту;
  • управление в цепях с высокими значениями, например в сварочном аппарате, где ток достигает 150-250 А;
  • во всех остальных случаях, когда необходимо уменьшить ток.

трансформатор тока

ТТ работает с переменными, в крайнем случае с пульсирующим напряжением: при подключении к постоянному напряжению выходной потенциал будет равен нулю. Иногда встречается название «трансформатор постоянного тока», что означает, что в нем используются специальные выпрямители.

Где используются

ТТ широко используются при транспортировке электроэнергии на большие расстояния, для распределения между приемниками. Они отличаются тем, что предназначены для выпрямителей, стабилизаторов сигналов, усилителей, блоков управления, на станциях и заводах, производящих электроэнергию. Поэтому требования к их точности и подключению крайне высоки — даже незначительные отклонения значительны.

TT

Где его чаще всего используют и почему:

  • в промышленной, промышленной энергетике, в релейных узлах подстанций, распределительных сооружениях, мощных электроустановках;
  • для измерений и в устройствах, выполняющих эту функцию. Размещены в узлах учета (торговых, бытовых);
  • проверять высокие значения при подключении измерительных приборов, счетчиков электроэнергии.

Дизайн

В чем разница между трансформаторами тока и напряжения

Если рассматривать вопрос, чем трансформатор тока отличается от трансформатора напряжения, то это алгоритм действия, назначение и компоновка, но иногда внешне устройства могут быть похожими.

В чем разница между трансформаторами тока и напряжения

ТрансформерыТок (TT) Напряжения (VT, мощность)
Следует различать принцип работы трансформатора тока: трансформатор тока не имеет ограниченного диапазона расхода вторичной обмотки, и его ток зависит от тока первичных (измеренных) витков, поэтому первый всегда замыкается при подключении нагрузки. В этом отношении установка трансформаторов напряжения также отличается.

Первичное устройство может проходить через окно магнитопровода с одним оборотом. На другом барабане строго определенный номинал.

Основное отличие: он работает как источник тока со значением охраняемой территории. Это значение практически не зависит от нагрузок на вторичную обмотку.

Как работает трансформатор напряжения: при переключении с одной катушки на другую (витков всегда много) характеристики блока питания меняются согласно параметрам потребителя. То есть здесь на втором месте утеплитель и защита, они имеют другой характер. Нагрузка может варьироваться в зависимости от возможностей продукта.
Цель состоит в том, чтобы изолировать счетчики от источников высокой мощности для мониторинга, измерения электрических сетей. Обозначение трансформаторов напряжения, режим работы и принцип действия отличаются от таковых у трансформаторов тока. Цель состоит в том, чтобы преобразовать мощность в силовые нагрузки разной мощности. Напряжение, вырабатываемое электростанциями, чрезвычайно велико. Для обеспечения энергии используются модели с низкой подвеской, а при передаче на большие расстояния (когда возможны потери) — увеличивающиеся.
На электростанциях, станциях, где чрезвычайно мощная сеть подключена до такой степени, что для измерений также требуется дополнительная изоляция. Для чего нужен трансформатор напряжения — для работы бытовых электроприборов и тому подобное. «Приспосабливаться» к приемникам энергии, благодаря чему универсальную сеть можно использовать где угодно. Напряжение меняется в зависимости от потребностей потребителя, оно становится подходящим для любой техники.
Встраивается практически во все бытовые приборы, имеющиеся в обычных домашних сетях.

Импульсные трансформаторы

Наличие в блоке управления трансформаторов тока малой и средней мощности обеспечит работу: элемент разделяет цепи большой / малой мощности, упрощает счетчики, реле.

Например, устройства могут работать с током от тысяч ампер до 5А, 1А.

Трансформатор напряжения при напряжении до 35 кВ

Трансформатор напряжения до 35 кВ по принципу исполнения ничем не отличается от силового понижающего трансформатора. Он состоит из магнитной цепи, состоящей из листов электротехнической стали, первичной обмотки и одной или двух вторичных обмоток. На рис. 2.1 представлена ​​схема трансформатора напряжения со вторичной обмоткой. На первичную обмотку подается высокое напряжение Ub, а напряжение вторичной обмотки U2 поступает на измерительный прибор.

Схема подключения однофазного трансформатора напряжения
рис. 2.1 Схема подключения однофазного трансформатора напряжения

Трансформаторы применяются в наружных установках переменного тока (типа НОМ-35, ЗНОМ и НКФ) или внутри помещений с напряжением 0,38-500 кВ и номинальной частотой 50 Гц. Трехобмоточные трансформаторы НТМИ предназначены для сетей с изолированной нейтралью, НКФ серия (кроме НКФ-110-5 8) — с заземленной нейтралью.

В электрических системах используются однофазные, трехфазные (пять шин) и каскадные трансформаторы напряжения (ТН). Выбор того или иного типа трансформатора напряжения зависит от сетевого напряжения, величины и характера нагрузки вторичных цепей и назначения трансформатора напряжения (в целях модификации, для контроля однофазных замыканий на землю, для электроснабжения) реле для устройств защиты и автоматики).

В связи с относительно высокой стоимостью телевизоров для сетей 110-750 кВ, в некоторых случаях, когда это возможно по условиям эксплуатации систем измерения, защиты и автоматики электроустановок, их заменяют емкостными делителями напряжения.

По изоляции трансформаторы напряжения различают с сухой и масляной изоляцией.

Обозначение трансформатора напряжения на схеме

Обозначение трансформатора напряжения на схеме
Обозначение трансформатора напряжения на схеме

Предохранители трансформатора защищают трансформаторы напряжения от повреждений в случае ненормальной работы — при однофазном замыкании на землю, при возникновении феррорезонансных явлений в сети или при коротком замыкании в первичной обмотке трансформатора напряжения.

Разновидности

Существует много типов трансформаторов тока, но в самом общем виде при выборе трансформаторов тока принимается во внимание то, что изделия делятся на измерительные (TTI) и защитные.

tT интегрированный

на открытом воздухе

Фактор разделения
Деловое свидание, встреча
  • защита или контроль (измерение);
  • промежуточные — для измерений, уравнивания токов в АВДТ;
  • лаборатория.
Дизайн В обмотке первичная обмотка включается последовательно с измеряемым проводником. В тороидальных на его месте находится сетевой шнур (в отверстии ТА), а в стержневых в его роли — цепной трос, что эквивалентно 1 витку.
Сборка
  • для размещения снаружи (во внешней панели) или внутри (во внутренней панели);
  • встроенные (в электростанциях, счетчиках, коммутационных устройствах);
  • накладные;
  • для транспорта (для лабораторий, тестов).
Количество кругов
  • с множеством витков (кольцевая, восьмерка);
  • один оборот.
Изоляция
  • сухая: (фарфор, эпоксидная смола, бэкелит);
  • промасленное покрытие;
  • составлен.
Шаги Один или несколько (каскадный)
Под каким наименованием До 1 кВ и выше (например, для тока 10 кВ)

поддержка TT

Трансформатор тока может быть выполнен с возможностью его открытия, установки и запирания, без выключения, в онлайн-режиме.

раздельный трансформатор

Защитные ТТ

Защитные трансформаторы обычно релейного типа, они «выглядят» так, чтобы человек, проводящий манипуляции, входя в электрическую сеть электростанции, не получил смертельного удара. Внутри электрических систем, которые генерируют, транспортируют и распределяют энергию, существуют опасные значения для правильной работы. Но любое оборудование нужно проверять, ремонтировать, обслуживать, поэтому для специалистов по ремонту они оставляют «окно» безопасности в виде ТТ.

Измерительные ТТ

Задача измерительного трансформатора тока TTI — преобразовывать значения, позволяя подключить вольтметр, амперметр, еще один измеритель, не опасаясь, что он сгорит от чрезмерной нагрузки. При этом получаются наиболее точные и надежные данные измерений. Другими словами, TT изолирует подключенное устройство не только для измерений, но и любое другое устройство, если это необходимо, от высокой мощности.

приборный трансформатор тока устройство

приборный трансформатор

Устройство и принцип работы

Работа основана на электромагнитной индукции. Устройство разделяет части, по которым проходит ток высокого напряжения, и преобразует значения энергии в безопасные или требуемые.

принцип действия

Суть ТТ. Если через первичную обмотку протекает переменный ток определенной силы, то вторичная обмотка, находящаяся с постоянной активной нагрузкой, например (резистор или обслуживаемый UE), создает на них падение напряжения пропорционально первичному току (в зависимости от от коэффициента трансформации) и сопротивления. Напряжение снижается в максимально возможном диапазоне, потенциал просадки практически бесконечен.

обмотка

Устройство, схема трансформатора тока:

  • две (реже больше) обмотки на магнитопроводе из электротехнической стали:
  • первичный (подключен к сети). Это любая токопроводящая жила;
  • вторичный (от него энергия поступает в приемник). Один одиночный или групповой снабжен несколькими выходами для схем защиты, измерительных и управляющих устройств;
  • выводы, клеммы.

схема трансформатора тока

Первичные витки подключаются последовательно, так что есть полная нагрузка, а вторичный замыкается на нее (реле защиты, счетчики), пропуская ток, пропорциональный значению на первом. Сопротивление счетчиков низкое и считается, что все трансформаторы тока закорочены.

Есть несколько вариантов вторичных обмоток, обычно они создаются для подключения защитных устройств и для контрольно-измерительных приборов. К катушкам должна быть подключена нагрузка со строго регулируемым сопротивлением — даже незначительные отклонения приводят к критическим ошибкам измерения, а не к селективности реле.

Работа ТТ поэтапно на примере схемы

принцип работы ТТ

Трансформатор тока, как он работает, принцип работы в несколько этапов:

  1. Ток I1 протекает через первичную цепь (количество витков W1), его полное сопротивление Z1 превышено.
  2. Направленное магнитное поле F1 образуется вокруг катушки и захватывается стержнем, перпендикулярным вектору (I1) заданного значения. Ориентация деталей делает потери энергии практически нулевыми.
  3. Поток F1, проходящий через катушки W2 перпендикулярно к ним, создает в них движущую силу E2.
  4. За счет последнего во вторичной обмотке (Z2) появляется ток I2, преодолевая сопротивление (его и подключенную нагрузку Zн).
  5. Уменьшение напряжения U2 происходит на выводах витков вторичной катушки. Магнитное поле Ф2 от вторичных обмоток I2 опускает другую Ф1 в стержне. Возникающий в нем поток трансформатора Фт определяется суммой векторов (Ф1 и 2).

Принцип действия, отличия в трансформаторе напряжения основаны на электромагнитных явлениях, как и в токовых. Но разница заключается в количестве витков обмоток и назначении. Важно учитывать цели, для которых разработана конструкция, трансформаторы напряжения обслуживают потребителей, поэтому они «резкие» для преобразования мощности для электроприборов, ТТ — для устройств защиты и учета, а также используются для контроля и работы в режиме короткого замыкания.

Технические параметры

Основную информацию можно найти на паспортной табличке трансформатора напряжения.

Паспортная табличка трансформатора
Рис. 6. Заводская табличка трансформатора

Технические параметры трансформаторов:

  • значение напряжения на входе первичной фазы;
  • напряжение на вторичных фазных обмотках;
  • коэффициенты мощности;
  • максимальные напряжения короткого замыкания.

Важная информация включает параметры номинальной частоты и класса точности для номинального коэффициента трансформации. На некоторых моделях производители указывают допуски по углу и натяжению.

Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения


Основное отличие трансформаторов тока (ТТ) от преобразователей напряжения заключается в их различном функциональном назначении. Первые используются только в схемах измерения, позволяя снизить уровень контролируемого параметра до приемлемого значения. Последние устанавливаются в линиях электропередачи переменного тока, а выходные напряжения используются для работы подключенного бытового оборудования.

Их конструктивные отличия заключаются в следующем:

  • в качестве первичной обмотки в трансформаторах тока используется силовая шина, на которой она установлена;
  • параметры вторичной обмотки рассчитаны на подключение к приборам учета (например, счетчику электроэнергии в доме);
  • по сравнению с телевизором трансформатор тока более компактен и имеет упрощенную схему подключения.

Трансформаторы тока и напряжения отвечают различным требованиям с точки зрения точности преобразованных значений. Если для измерительного прибора этот показатель очень важен, то для трансформатора напряжения он второстепенен.

Эксплуатация

Эксплуатация измерительных трансформаторов должна осуществляться строго в соответствии с рекомендациями и инструкциями производителя. В процессе эксплуатации устройств рекомендуется проводить регулярные профилактические осмотры с целью выявления возможных неисправностей и быстрого их устранения.

Периодическое обслуживание трансформаторов тока включает в себя следующие мероприятия:

  • контроль нагрузки внешней цепи во избежание перегрузок (коэффициент перегрузки линии не может быть выше 20%);
  • внешний осмотр состояния свинцовых контактов;
  • проверка целостности фарфоровых изоляторов;
  • осмотр внешней изоляции, удаление грязи и влаги.

Для трансформаторов напряжения рекомендуются регулярные профилактические осмотры:

состояние наружного кожуха из-за повреждений и протечек масла; проверка уровня масла; необходимо обратить внимание на наличие внутри изделия специфических потрескиваний и посторонних шумов; проверка целостности фарфоровых изоляторов и сварных швов.

При обнаружении неисправности любого типа устройство обесточивается и выводится из эксплуатации.

Ремонт измерительных трансформаторов проводят специализированные организации (обычно мастерские, сертифицированные производителями оборудования).

Чтобы узнать больше о новинках в мире электротехники, увидеть современное оборудование и узнать о передовых технологиях в специализированных отраслях, просто посетите выставку «Электро».

В ЦВК «Экспоцентр» посетителей встретит крупная международная выставка».

На выставке можно подробнее узнать о назначении, принципе работы измерительных трансформаторов, а также об особенностях монтажа и ремонта приборов.

Проектирование, монтаж, эксплуатация, обслуживание энергосистем

Как проверить трансформатор

Как проверить на короткое замыкание обмоток

Хотя обмотки подходят очень плотно, они разделены красящим диэлектриком, который покрывает как первичную, так и вторичную обмотки. Если где-то между проводами произошло короткое замыкание, трансформатор сильно нагревается или при работе издает громкое жужжание. Также он будет пахнуть горелой краской. В этом случае стоит замерить напряжение на вторичной обмотке и сравнить его, чтобы оно совпало со значением в паспорте.

Схемы включения трансформаторов напряжения

Измерительные трансформаторы используются для измерения линейных и / или фазных первичных величин. Для этого силовые обмотки переключаются между:

  • линейные кабели для контроля линейных напряжений;
  • шина или провод и земля, чтобы измерить значение фазы.

Важным элементом безопасности трансформаторов напряжения является заземление их корпуса и вторичной обмотки.

Больше внимания уделяется заземлению трансформаторов напряжения, ведь при разрыве изоляции первичной обмотки в корпусе или вторичных цепях в них появляется потенциал высокого напряжения, который может травмировать людей и обжечь оборудование.

Преднамеренное заземление корпуса и вторичной обмотки заземляет этот опасный потенциал, что предотвращает дальнейшее развитие аварии.

Дополнительная информация

Перед покупкой трансформатора напряжения необходимо проанализировать все требования к устройству. При использовании трансформатора в различных устройствах необходимо учитывать не только рабочие напряжения, но и токи нагрузки.

Самостоятельно изготовить трансформаторы напряжения можно, но если вам нужен простой бытовой трансформатор с напряжением 220 вольт и падением 12 вольт, то лучше его купить. Сколько стоят трансформаторы напряжения, вы можете узнать на любом сайте, как правило, цены на бытовые понижающие трансформаторы напряжения не очень высокие.

С н / д Владимир Васильев

PS Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Регистрируясь, вы будете получать новые материалы прямо на вашу электронную почту! И, кстати, полезный подарок получит каждый подписавший!

Работа понижающего трансформатора на практике

Понижающий трансформатор — это трансформатор, который выдает меньшее напряжение на выходе, чем на входе. Коэффициент трансформации (k) таких трансформаторов больше 1. Понижающие трансформаторы являются наиболее распространенным классом трансформаторов в электротехнике и электронной технике. Посмотрим, как это работает на примере трансформатора 220 В -> 12 В .

Итак, перед нами простой однофазный понижающий трансформатор.

преобразователь напряжения
преобразователь напряжения

именно на нем мы будем проводить различные эксперименты.

Подключаем красную первичную обмотку к сети 220 Вольт и замеряем напряжение на вторичной обмотке трансформатора без нагрузки. 13, 21 вольт, хотя трансформатор говорит, что он должен выдавать 12 вольт.

минимум трансформатора
минимум трансформатора

Теперь подключаем нагрузку ко вторичной обмотке и видим, что напряжение упало.

работа трансформатора под нагрузкой
работа трансформатора под нагрузкой

Интересно, какую силу потребляет наша лампа накаливания? Вставляем мультиметр в разрыв цепи и замеряем.

потребление тока лампы накаливания
потребление тока лампы накаливания

Судя по паспортной табличке, на нем написано, что он может выдавать 400 мА на нагрузку, а напряжение будет составлять 12 вольт, но, как вы можете видеть, при нагрузке, близкой к 400 мА, наше напряжение упало почти до 11 вольт. Вот вам и китайский трансформатор. Он не должен быть нагружен более 400 мА. В этом случае напряжение упадет еще больше и трансформатор будет нагреваться как утюг.

Инструкция по намотке

Сердечник необходимо обмотать лентой (5 слоев), вставить в паз провод рассчитанного диаметра, намотать расчетное количество витков для первичной обмотки по всей длине. Оба конца обмотки отведены в сторону и изолированы винилом.

Последний виток необходимо заблокировать (подойдут простые провода), чтобы избежать раскручивания.

Далее наматывают 4-5 слоев скотча, конструкцию укладывают в корпус одноразового шприца длиной 3 см, на шприц наматывают 2 ряда скотча, количество витков рассчитывается для второстепенного, ширина обмотки составляет около 1,5 см. Каждый слой необходимо изолировать изолентой или двумя слоями фторопластовой ленты. Концы второй обмотки выведены в обе стороны. В результате получается три вывода с одного конца и один с другого.

Готовую конструкцию изолируют скотчем (5 слоев), припаивают гибкие провода (жилы), обматывают еще 5 слоев скотча.

Если в процессе намотки провод обрывается, концы необходимо зачистить, скрутить, припаять и заизолировать. Электрическое сопротивление увеличивается за счет пропитки каждого слоя обмотки краской на основе акриловой или эпоксидной смолы.

Чтобы сделать трансформатор своими руками, необязательно приобретать новый провод. Старый годится даже в том случае, если сегменты соединены правильно (наборные и сварные). При намотке витки необходимо плотно прижимать друг к другу. Укладывать их перпендикулярно сердцевине нежелательно (требуется небольшой уклон). Не допускаются перегибы и складки, поэтому требуется некоторое натяжение. Изоленту следует разрезать на полоски шириной 1,5 см, чтобы было легче прикрыть провод.

Старый трансформатор высокого напряжения

Закон Фарадея

закон Фарадея

По закону электромагнитной индукции во вторичной обмотке создается напряжение ЭДС. Вычисляется по формуле — U2 = −N2 * dΦ / dt.

Ссылка! Фарадей — основной закон электродинамики. В нем говорится, что генерируемая электродвижущая сила равна скорости изменения магнитного потока, но взята со знаком минус. Открытие сделал Майкл Фарадей, когда в ходе экспериментов объявил, что электродвижущая сила начинает проявляться в проводнике только при изменении магнитного поля. Величина этой силы прямо пропорциональна скорости изменения магнитного поля.

Все факты содержатся в уравнении. Однако знак минус в законе — это правило Ленца, которое указывает на возникновение индукционного электрического тока при изменении магнитного поля в проводнике. Действие тока направлено на магнитное поле, которое начинает противодействовать изменению магнитного потока.

Правило Ленца не подчиняется законам электродинамики, потому что индукционный ток появляется как в обмотках, так и в твердых металлических блоках.

Номинальная мощность, напряжение и ток

Номинальная — мощность, с которой работает трансформатор в определенном классе точности и в соответствии с ГОСТом. Выражается в вольтах, амперах. Допускаются незначительные отклонения мощности, но не выше нормируемых значений.

Важно! Во избежание увеличения погрешности вторичной нагрузки общее потребление измерительного прибора и обмоток реле не должно превышать номинальную мощность трансформатора. Номинальную мощность можно узнать в паспорте на агрегат или на панели приборов.

Номинальный порог напряжения трансформатора 10 кВ.

Разница в зависимости от мощности электроприборов бывает:

  • электроснабжение потребителей электроэнергии — 3-6,3 кВ;
  • большие электродвигатели — до 1000В.

Мощность трехфазного трансформатора вычитается по формуле: — S = корень квадратный из числа 3 UIU — номинальное межфазное напряжение, В; / — ток в одной фазе, А. Коэффициенты рабочих токов в обмотках в условиях работы трансформатора не должны быть выше номинальных. Даже при кратковременных перегрузках в масляных и сухих приводах до определенных пределов (2,5 -3%) приемлемы.

Важность коэффициента трансформации, класса точности, погрешности

Коэффициент трансформации (ТА) — определяет пропорциональность трансформации, задается при проектировании ТА, обязательно проверяется при выпуске. На схеме это K1, определяемый соотношением l1 / l2 (два вектора).

Коэффициент трансформации

Коэффициент полезного действия собранного изделия отражает класс точности. В реальной эксплуатации текущие значения непостоянны, поэтому коэффициент обозначен как номинальный. Пример: 1000/5 — при рабочем токе 1 кА (первичный) во вторичной цепи действует нагрузка 5 А. На основе описанных значений рассчитывается время работы этого тока трансформатора.

Погрешность TT влияет на его класс точности и определяется поперечным сечением, уровнем магнитной проницаемости материала магнитопровода и значениями магнитного пути.

Коэффициент трансформации

Повышение сопротивления нагрузки во вторичной цепи, превышающее возможности ТТ (при этом генерируется более высокое напряжение), вызывает пробой изоляции — трансформатор выходит из строя, сгорает. Поэтому важно правильно выбрать этот параметр. Предел прочности указан в стандартных материалах.

класс точности

Трёхфазный трансформатор

Среди электромагнитных устройств этого типа выделяется трехфазный трансформатор. Имеет магнитное и гальваническое соединение фаз. Наличие контура первого типа обусловлено соединением магнитопроводов в единую систему. При этом потоки магнитного воздействия расположены друг относительно друга под углом 120 °. В этой системе стержень не нужен, поскольку при объединении центров трех фаз сумма электромагнитных каналов равна нулю независимо от времени. Это преобразует паттерн с шестью тактами в паттерн с тремя тактами.

Для соединения обмоток устройства можно использовать три типа схем:

  • Соединение звездой может быть выполнено с общими точками или без них. Здесь каждая обмотка подключена к нейтральной точке.
  • В треугольной схеме фазы соединены последовательно.
  • Во время отката чаще всего используется зигзагообразный паттерн. Соедините три обмотки, расположенные на разных стержнях магнитопроводов.

Использование трехфазного трансформатора дешевле, чем использование подключенных однофазных структур.

Нагрузка трансформаторов напряжения

Вторичной нагрузкой трансформатора напряжения является мощность внешней вторичной цепи. Под номинальной вторичной нагрузкой подразумевается максимальная нагрузка, при которой погрешность не превышает допустимых пределов, установленных для трансформаторов данного класса точности.

Конструкции трансформаторов напряжения

В системах с напряжением до 18 кВ используются трехфазные и однофазные трансформаторы, при более высоких напряжениях — только однофазные.

На напряжение до 20 кВ существует большое количество типов трансформаторов напряжения: сухие (НОС), масляные (НОМ, ЗНОМ, НТМИ, НТМК), с литой смолой (ЗНОЛ). Следует отличать однофазные двухобмоточные трансформаторы НОМ от однофазных трехобмоточных трансформаторов ЗНОМ. Трансформаторы типов ЗНОМ-15, -20-24 и ЗНОЛ-06 устанавливаются в сборные шины в комплекте с мощными генераторами. В установках напряжением 110 кВ и выше применяются трансформаторы напряжения каскадного типа НКФ и емкостные делители напряжения НДЭ.

Измерительные трансформаторы напряжения

Трансформаторы измерительного напряжения предназначены для понижения первичных напряжений до наиболее удобных значений для подключения измерительных приборов, реле защиты и устройств автоматики. Использование измерительных трансформаторов обеспечивает безопасность рабочих, поскольку цепи высокого и низкого напряжения разделены, а также позволяет унифицировать конструкцию устройств и реле.

Конструкция

Устройство трансформатора предполагает наличие одной или нескольких отдельных катушек (ленты или проволоки), которые находятся под одним магнитным потоком, намотанным на сердечник ферромагнетика.

Схема устройства трансформатора

Наиболее важными конструктивными частями являются следующие:

  • обмотка;
  • рамка;
  • магнитопровод (сердечник);
  • система охлаждения;
  • система утепления;
  • дополнительные части, необходимые в защитных целях, для установки, обеспечивающие доступ к выходящим частям.

В устройствах очень часто можно увидеть обмотки двух типов: первичная, на которую подается электрический ток от стороннего источника питания, и вторичная, с которой снимается напряжение.

Сердечник обеспечивает лучший обратный контакт обмоток, имеет пониженное сопротивление магнитному потоку.

Некоторые типы сверхвысоких и высокочастотных устройств являются продуктами без сердечника.

Производство устройств организовано по трем основным схемам намотки:

  • бронированный;
  • тороидальный;
  • базовый.

Устройство стержневых трансформаторов подразумевает намотку обмотки на строго горизонтальный сердечник. В бронированных устройствах он заключен в магнитную цепь, расположенную горизонтально или вертикально.

Надежность, характеристики, конструкция и принцип действия трансформатора принимаются без какого-либо влияния на принцип его изготовления.

Из какого материала сделать магнитопровод?

Если вам нужен преобразователь малой мощности, подойдет стержневой или бронированный магнитопровод. В первом варианте стержни расположены вертикально. Во втором случае стержни имеют прямоугольное сечение и расположены горизонтально. Эта конструкция более сложна и поэтому менее распространена.

Магнитная цепь из феррита

В повышающей часто устанавливают ферритовые магнитопроводы W-образной формы, сложность конструкции заключается в необходимости выбора точного размера стержня. Если для монтажа используется запчасть от другого оборудования, толщина пакета пластин определяется исходя из мощности. Пластины вставляются в катушку и стягиваются гайками и штифтами.

Монтаж, подключение, опасные факторы

При разрыве изоляции обмотки существует вероятность поражения электрическим током, но риск предотвращается путем заземления вывода (отмеченного на корпусе) вторичной обмотки.

На выводах вторичной катушки I1 и I2 токи полярные, они всегда подключены к нагрузке. Энергия, протекающая через первичный контур со значительным потенциалом (S = UI). В другом случае происходит преобразование, и когда оно прерывается, там падает напряжение. Потенциал открытых концов во время прохождения энергии высок, что представляет значительную опасность.

По причинам, описанным выше, все вторичные цепи ТТ собраны особенно аккуратно и надежно; на них и на выведенных из строя сердечниках всегда размещаются шунтирующие замыкания.

Как подключается ТТ

Существует несколько схем изделий защитного типа. Рассмотрите возможность подключения ТТ для трехфазного напряжения.

Полная звезда:

  • наиболее распространенная защита от короткого замыкания одно- и многофазных систем;
  • три ТТ подключены к звезде.

подключение ТТ для трехфазного напряжения

Если ток ниже уставки на реле КА1-КА3, то это нормальная ситуация, защита не срабатывает. Ток на K0 — это сумма всех трех фаз. При увеличении значений в одном из них ток в ТТ также увеличивается. Реле сработает в случае короткого замыкания и превышения нагрузки.

Неполная звезда:

  • защита от цепных КЗ для создания цепей с заземленной нейтралью;
  • для маломощных приемников с другими вариантами защиты.

Неполная звезда

Дельта и звезда — для дифференциальной защиты.

треугольник и звезда

Используется цепь без замыкания на землю, но редко по той же причине. Для защиты от короткого замыкания между фазами и перенапряжения в одной из них.

Схема без обесточивания

TTI подключаются через простое последовательное соединение первичных шлейфов продукта.

ТИТ

Монтаж

Монтаж трансформаторов тока:

  1. Капитальный ремонт прибора, проверка изоляции (должно быть больше 1 кОм на 1 В);
  2. Выключите EI;
  3. Убедитесь, что питание отключено, закрепите заземление.
  4. Разметка, установка крепежа. Запрещается размещать трансформатор близко к ЭУ (минимальное расстояние — 10 см).
  5. Выставлена ​​посуда, заборы.
  6. Первичные витки соединены последовательно, но с нагрузкой на вторичную. Если нет возможности подключить счетчик, его контакты замыкаются, чтобы на нем не было больших мощностей, которые могут его повредить.

установлено ТТ

ТТ не допускает работы без нагрузки, его режим близок к короткому замыканию: при подключении прибора к измеряемому току вторичные витки замыкаются. В противном случае произойдет перегрев, повредив изоляцию. Перед отключением счетчиков закоротите катушки. В некоторых моделях есть клеммники, перемычки для этого.

Расчет

Расчет трансформатора тока можно произвести с помощью онлайн-калькуляторов, подобранных по номиналу (например, на 10 кВ). Но это слишком упрощенные инструменты. Расчеты и параметры для выбора — тема чрезвычайно обширная, поэтому мы опишем основы.

Расчет трансформатора тока

Крайне важна точность, поэтому потребуются точные расчеты специалистов. Нужно знать множество специфических нюансов, например:

  • при разных схемах подключения, типах коротких замыканий существуют разные формулы определения сопротивления;
  • проверить первичный ток на термическое и электродинамическое сопротивление;
  • есть нюансы по ТТ, по релейной защите и в целях учета, замеров.

пример расчета трансформатора тока

Правила, как выбрать трансформатор тока в общих чертах:

  • номинальное рабочее напряжение ТТ должно превышать или сравниваться с номиналом ES (стандартные значения: 0,66, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 27, 35, 110, 150, 220, 330 , 750 кВ). Если обслуживаемое оборудование имеет напряжение 10 кВ, изделие должно быть рассчитано на этот показатель;
  • первичный ток ТТ больше номинального тока блока управления, но с учетом перегрузочной способности;
  • tT оценивается на основе номинальной мощности вторичной нагрузки, которая должна превышать расчетное значение. (Snom> = Snagr);
  • оценить размеры и положение для установки, номинальные нагрузки (есть таблица), среднее время наработки на отказ, срок полезного использования, класс точности.

схемы подключения

расшифровка маркировки

Проверка после расчета

Правила:

  • после расчета TT проверьте максимальную и минимальную нагрузку на значения проходящих через нее нагрузок;
  • согласно п. 1.5. 17 ПУЭ при максимальном токе нагрузки, подключаемой во вторичной обмотке — не менее 40% от номинала счетчика, при мин. — не менее 5 %;
  • максимальная нагрузка должна составлять 40% и мин. — от 5%, и в любом случае не должно превышать 100%, за исключением случаев перегрузки трансформатора;
  • если расчетные значения составляют макс. / мин нагрузки ниже 40% и 5% соответственно, то необходимо выбрать продукт с более низкими номинальными характеристиками, а если это невозможно сделать в соответствии с параметрами максимальной нагрузки, необходимо предусмотреть установку двух счетчиков — на максимальную и минимальную нагрузку.

Диаметр провода

Параметр определяется силой и плотностью тока, в среднем 2 А / мм2.

  • На 1-й обмотке: I = P1 / U1.
  • Без изоляционного материала: d = 0,8 * I ^ 0,5 — корень рассчитывается от текущего показателя.
  • Сечение: s = 0,8 * d ^ 2 — квадрат.

Если нет изделия с полученным диаметром, можно взять несколько более тонких, соединить их параллельно так, чтобы общее сечение было больше расчетного.

Для толстой проволоки в последней формуле коэффициент может составлять 0,65-0,7. Чтобы не рассчитывать, можно воспользоваться таблицей:

диаметр провода

Далее определяется площадь с изоляционным материалом: s ‘= 0,8d ^ 2 — но здесь характеристика взята из таблицы, с изоляцией.

Чтобы получить площадь центрального окна, сложите все полученные значения площади и умножьте это число на 2 или 3.

Чем отличаются

По определению эти устройства предназначены для работы с разными электрическими величинами, например с основными, и, следовательно, схемы переключения будут разными. Например, трансформатор тока питается от источника тока и не работает, он может даже выйти из строя, если его обмотки не нагружены и через них не протекает электрический ток. Трансформатор напряжения питается от источников напряжения и, наоборот, не может длительно работать в режиме с большими токовыми нагрузками.

Самостоятельная сборка ТТ

Создание ТТ своими руками — отдельная тема, так как процедура потребует обширного описания расчетов с формулами, но в упрощенном виде процесс вроде намотки рассчитанного количества витков медной проволоки на один стержень (железо, сталь).

ТТ своими руками

Он основан на известном принципе. Токи в первичной и вторичной обмотках указываются соотношением. Например, 100/5: значение первого в 20 раз выше, чем второго, т.е когда на нем 100 А, то на другом будет 5 А. Продукт 500/5 понижает 500 А до 5 А (на катушках вторичных). Указанные значения зависят от соотношения количества оборотов.

Поверка

Поверка измерительных трансформаторов, трансформаторов напряжения, поверка трансформаторов тока всех возможных типов не имеют фиксированного срока. У разных типов и моделей разные интервалы калибровки.

Диапазон калибровки 4-16 лет. Например (модель — срок в годах):

  • ТТИ-А — 5;
  • ИП — 8;
  • GPT — 16;
  • ТОЛ-10 — 8;
  • ТПЛ-10 — 8.

тт

Вы можете узнать время из следующих источников:

  • паспортные изделия. Самый простой способ, так как эта информация в технической документации на такой товар является обязательной. Если оригиналы документов утеряны, можно отправить запрос производителю. Примерные данные можно найти в Интернете: в сети есть сканы и образцы паспортов;
  • производителем;
  • в справке о предыдущей процедуре;
  • ГОСТ 7746-2015.

электрик

Проверки необходимы для допуска к учениям, мероприятие проводится отдельными аккредитованными и уполномоченными органами, лабораториями, структурами энергетических компаний. У исполнителя должен быть соответствующий сертификат. После проведения мероприятия его выполнение и состояние товара подтверждается отметкой о поверке, печатью, отметкой в ​​паспорте и протоколом.

Основная цель проверки — определить ошибку. Для неподходящих товаров товарный знак погашается, делается регистрация в паспорте, выдается уведомление о непригодности и аннулируются предыдущие сертификаты.

Во время испытания используются разные методы и устройства (мегомметры, вольтметры, амперметры, устройства сравнения токов). Процедура подробно описана в ГОСТ 8.217-2003.

Условия выбора ТН

Аппарат выбирается по следующим критериям:

  1. Номинальное напряжение VT = заданное напряжение.
  2. Схема подключения обмоток должна соответствовать схеме прибора.
  3. Класс точности.
  4. Вторичная загрузка телевизора, загруженного устройствами.

Расшифровка маркировки

Чтобы различать разнообразие моделей нанесена буквенная маркировка:

  • Н — трансформатор напряжения;
  • Т — трехфазная модель;
  • О — однофазный телевизор;
  • С — сухой (воздушное охлаждение);
  • М — масло;
  • А — антирезонансные модели;
  • К — каскадные устройства;
  • F — корпус из фарфора;
  • Д — трансформатор пятистержневой, содержащий обмотку для контроля изоляции;
  • L — конструкции в литом ящике;
  • ДЭ — емкостный;
  • З — заземлен (первичная обмотка должна быть заземлена).

Испытания на устойчивость к токам короткого замыкания

На первичные обмотки трансформаторов подается напряжение 0,9–1,05 номинального при открытых вторичных обмотках. Затем с помощью специального устройства закорачивается одна из вторичных обмоток и выдерживается 1 с. В этом случае напряжение на выводах первичной обмотки должно оставаться в заданных пределах.

Где устанавливают оборудование

Оборудование предназначено для наружной установки. Поскольку трансформаторы являются относительно опасным типом устройств, их размещают на некотором удалении от жилых домов, школ, медицинских учреждений. Необходимы сопутствующие меры, в том числе:

  • установка фундамента, позволяющего производить сборную нефтяную скважину (необходимо на случай аварии);
  • подготовка площадки для установки трансформатора;
  • подготовка маршрутов путешествия — проверка инструментов, которые будут использоваться для погрузки и сборки;
  • подготовка емкостей для хранения масла, контроль осушителей и других дополнительных компонентов.

После проверки на холостом ходу автомобиль постоянно подключен к источнику питания. Оборудование регулярно осматривается, включая осмотр всех агрегатов, ставится пломба и указывается дата последнего капитального ремонта.

Уравнения идеального трансформатора

В таком трансформаторе силовые линии проходят через все ветви первичной и вторичной обмотки. Это означает отсутствие вихревых течений и потерь энергии. Магнитное поле меняется, но генерирует одинаковую ЭДС во всех катушках, поэтому оно становится прямо пропорциональным их общему количеству.

Энергия, когда она исходит из первичного контура, превращается в магнитное поле, а затем поступает во вторичный контур.

Формула уравнения идеального трансформатора: P1 = I1 • U1 = P2 = I2 • U2:

  • R1 — коэффициент мощности на входе от первой цепи к трансформатору;
  • R2 — коэффициент преобразованной мощности, поступающей во вторичную цепь.

Если вы увеличите напряжение на концах вторичной обмотки, уровень тока первичной цепи снизится. Согласно уравнению — U2 / U1 = N2 / N1 = I1 / I2 преобразование сопротивления одной цепи в сопротивление другой возможно только путем умножения значения на квадрат отношения.

Источники

  • https://ProFazu.ru/elektrosnabzhenie/elektroset/transformator-toka-printsip-raboty.html
  • https://transformator220.ru/vidy/chto-takoe-transformator-napryazheniya.html
  • https://www.asutpp.ru/transformatory-napryazheniya.html
  • https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/transformator-napryazheniya/
  • https://perm-energo.ru/azy/transformator-napryazheniya.html
  • https://www.RusElectronic.com/ustrojstvo-transformatora/
  • https://remont220.ru/osnovy-elektrotehniki/1109-transformator/
  • https://ProTransformatory.ru/vidy/naznachenie-i-ustrojstvo
  • https://OFaze.ru/elektrooborudovanie/transformator-napryazheniya

Оцените статью
Блог про электронику