Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Трансформа́тор стру́му (англ. current transformer) — вимірювальний трансформатор, в якому вторинна напруга за нормальних умов застосування, практично пропорційна первинній напрузі і у разі відповідного з'єднання, відрізняється від неї за фазою на кут, що приблизно дорівнює нулю[1][2][3].
Трансформатор струму призначений задля перетворення струму до значення, зручного для вимірювання. Первинну обмотку трансформатора струму вмикають послідовно у коло зі змінним струмом, що вимірюється. А до вторинної під'єднують вимірювальні, або захисні прилади. Струм, що протікає вторинною обмоткою трансформатора струму, пропорційний до струму, який протікає його первинною обмоткою.
Трансформатори струму широко застосовують для вимірювання електричного струму й у пристроях релейного захисту електроенергетичних систем, через що на них накладаються високі вимоги за точністю. Трансформатори струму уможливлюють безпеку вимірювань, ізолюючи вимірювальні кола від первинного кола з високою напругою, яка часто становить сотні кіловольт.
Зазвичай, трансформатор струму виготовляють з двома та більше групами вторинних обмоток: одна використовується для під'єднання пристроїв захисту, інша, більш точна — для під'єднання засобів обліку і вимірювання (наприклад, електричних лічильників).
Вторинні обмотки трансформатора струму (не менше однієї на кожен магнітопровід) обов'язково навантажуються. Опір навантаження суворо регламентовано вимогами до точності коефіцієнта трансформації. Незначне відхилення опору вторинної обмотки від номіналу (зазначеного на табличці) за модулем повного Z або cos ф (зазвичай cos=0,8 індуктив.) призводить до зміни похибки перетворення і, можливо погіршення вимірювальних якостей трансформатора. Значне збільшення опору навантаження створює високу напругу у вторинній обмотці, яка достатня для пробою ізоляції трансформатора, що призводить до виходу з ладу трансформатора, а також створює загрозу життю робітників, які його обслуговують. Крім того, через зростання втрат в осерді, магнітопровід трансформатора починає перегріватися, що так само може призвести до пошкодження (або, як мінімум, до зносу) ізоляції та подальшого її пробою.
Повністю розімкнена вторинна обмотка трансформатора струму не створює компенсуючий магнітний потік в осерді, що призводить до перегрівання магнітопроводу і його вигорянню. До того-ж, магнітний потік, створений первинною обмоткою, має дуже високе значення і втрати в магнітопроводі занадто його нагрівають .
Коефіцієнт трансформації вимірювальних трансформаторів струму є їх основною характеристикою. Номінальний (ідеальний) коефіцієнт вказується на шильдику трансформатора у вигляді відношення номінального струму первинної (первинних) обмоток до номінального струму вторинної (вторинних) обмоток, наприклад, 100/5 А чи 10-15-50-100/5 А (для первинних обмоток з декількома секціями витків). Але, реальний коефіцієнт трансформації, дещо відрізняється від номінального. Ця відмінність характеризується величиною похибки перетворення, що складається з двох складових — синфазної і квадратурної. Перша характеризує відхилення за величиною, друга відхилення за фазою вторинного струму реального, від номінального. Ці величини регламентовані державними стандартами і служать основою для надання трансформаторам струму класів точності під час проектування та виготовлення. Оскільки у магнітних системах мають місце втрати пов'язані з намагнічуванням і нагріванням магнітопроводу, вторинний струм виявляється менше номінального (тобто похибка негативна) в усіх трансформаторів струму. Через це, для поліпшення характеристик і внесення позитивного зсуву у похибку перетворення застосовують виткову корекцію. А це означає, що коефіцієнт трансформації у таких уточнених трансформаторах, не відповідає звичній формулі співвідношень витків первинної та вторинної обмоток.
У трифазних мережах з напругою 6-10 кВ встановлюють трансформатори як у всіх трьох фазах, так і тільки у двох (A і C). У мережах з напругою 35 кВ і вище трансформатори струму в обов'язковому порядку встановлюються у всіх трьох фазах.
У разі встановлення у три фази вторинні обмотки трансформаторів струму з'єднуються в «зірку» (рис.1), у разі двох фаз — «неповну зірку» (рис.2). Для диференційних захистів трансформаторів з електромеханічними реле, трансформатори під'єднують за схемою «трикутника»
Трансформатори струму класифікують за різними ознаками:
Результуючий магнітний потік у магнітопроводі трансформатора струму дорівнює різниці магнітних потоків, що створюються первинною та вторинною обмотками. У нормальних умовах роботи трансформатора, він невеликий. Однак у разі розмикання ланцюга вторинної обмотки в осерді буде існувати лише магнітний потік первинної обмотки, який значно перевищує різницю магнітних потоків. Втрати в осерді різко зростуть, трансформатор перегріється і вийде з ладу («пожежа заліза»). Крім того, на кінцях обірваного вторинного ланцюга з'явиться велика напруга ЕРС, небезпечна для роботи оператора. Тому трансформатор струму не можна вмикати у лінію без приєднаного до нього навантаження. У разі потреби від'єднання вимірювального приладу від вторинної обмотки трансформатора струму, її обов'язково потрібно закоротити.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.