For at normalisere den elektriske energi, der leveres til et hus eller lejlighed, bruges forskellige enheder. Vi foreslår at overveje, hvordan DC- og AC-målestrømtransformatorer fungerer, deres formål, tilslutningsdiagram, driftsprincip og valgtips.

Generelle begreber

Strømtransformator (CT) mærkning GOST 7746-2001 - denne enhed er en af ​​typerne af "måletransformer", som er designet til at producere vekselstrøm i sin sekundære vikling, hvor værdien af ​​den konverterede spænding er proportional med den aktuelle målte værdi . Transformatorernes nominelle effekt kan være 25, 40, 63, 100, 160 kVA.

Strømtransformatorer med en nøjagtighedsklasse på 0,2; 0,5; 1; 3; 10 kan reducere høje gennemløbsspændingsstrømme til lavere, og derved give en bekvem måde at sikkert overvåge elektrisk strøm i en AC-transmissionsledning ved hjælp af et standard amperemeter. Driftsprincippet for en strømtransformer adskiller sig ikke fra en konventionel.

Der er forskellige transformatorer, typer enheder med forskellige gennemløbskapaciteter (som summerer SESH, TTI-200 5, 5 5, 300 5, 0 66, 1 1, 400 5, 150 5, TK 20, reference TOL 10, TVLM, ABB, IEK, TZLM, TLC, TSN, TFZM, TLM, TLO, TOP, TPL, TPOL).

Foto - Strømtransformer

Video: enhed af strømtransformer TFRM 750

Hvordan enheden og designet af transformere fungerer

Den primære koblingsvikling kan enten være flad eller en rulle tyk tråd viklet rundt om en kerne, leder eller samleskinne gennem et centralt hul.

Takket være dette design har en trefaset AC-transformer en primær vikling med et minimum antal omdrejninger, hvilket har en positiv effekt på driftseffektiviteten, især transformationsforholdet.

Den sekundære vikling kan have et større antal spolevindinger. De er viklet på en lamineret bagside af magnetisk materiale med lavt tab, som har et stort tværsnitsareal. Den magnetiske fluxtæthed er lav, mens du bruger et meget mindre tværsnitsareal af ledningen, mister den nominelle strøm praktisk talt ikke sin spænding. Disse sekundære viklinger er normalt klassificeret til standard 1 Ampere eller 5 Ampere. Dette er tydeligt demonstreret af vektordiagrammet:

Foto - Vektordiagram

Typer af transformere

Der er tre hovedtyper af strømtransformatorer:

1. Tør- Det er primære viklingstransformatorer, der er fysisk forbundet i serie med en leder, der fører den målte strøm i kredsløbet. Størrelsen af ​​den sekundære strøm afhænger af transformatorens transformationsforhold.
2. Toroidal transformere - de indeholder ikke en primær vikling. I stedet fører ledningen, der fører strømmen, der flyder i netværket, den gennem et særligt "vindue" eller hul i ringkernetransformatoren. Nogle toroidale typer har en "split kerne", som giver dem mulighed for at åbne, betjene og lukke uden at afbryde spændingen i det kredsløb, som de er forbundet til. De er meget brugt til at beskytte mod kortslutninger i ledningerne til et privat hus eller højhuslejlighed.
3. Højspænding olietransformatorer (SF6). Disse enheder bruger kabel- eller bustransmittere i hovedkredsløbet med primærviklingen til at normalisere strømmen; deres periodicitet svarer til et slag af en standard tør transformer. De er fuldstændig isoleret fra systemets høje driftsspænding og er typisk boltet til enhedens belastningssystem.
4. De kan også være sammenklappelige, aftagelige, indbyggede, optiske osv.

Strøm- og spændingstransformatorer kan reducere eller øge strømniveauer fra tusindvis af ampere til en standardudgang, afhængigt af mærket (Circutor, ASK, Schneider Electric, ABB, Armavir) og type, de kan klassificeres til 6 kV, 630 kV, 10 kV. Således kan små og præcise instrumenter og styreenheder bruges sammen med CT, fordi de er isoleret fra enhver højspændingsledning. Der er mange måleenheder, der bruges til strømtransformatorer, startende med et amperemeter og wattmåler og slutter med specielle belastningsafbrydere, RCD'er osv.

Foto – Strømtransformatorer torus

Hvad bruges strømtransformatorer til?

Nulsekvens-strømtransformatoren er meget udbredt i tilrettelæggelsen af ​​produktionsarbejde i hverdagen (med dens hjælp udføres svejsearbejde, den normaliserer spændingen, der kommer ind i huset, indgangsstrøm, den normaliserer driften af ​​elmåleren i for at øge sikkerheden).

Transformer er et vigtigt værktøj inden for elektroteknik. De nuværende elektriske strømniveauer skal overvåges for sikkerheden og ydeevnen af ​​andre husholdnings- og industriapparater. Måleenheder forbundet til transformere tillader overvågning på forskellige steder i hele systemet. De kan også bruges til at måle en bygnings elforbrug og til fakturering eller inspektionsformål.

Strømtransformer - diagram

Sådan laver du din egen transformer

Transformatorer består af to kredsløb forbundet med et magnetiserbart materiale kaldet en "kerne". Begge kredsløb har en vis længde, den skal være sådan at spolerne omkring kernen kan overføre energi fra det ene kredsløb til det andet. I en strømtransformator passerer de primære (strømtransmission) sløjfer kun én gang gennem kernen. Den sekundære streng af løkken passerer flere gange rundt om kernen. Kernen kan være stationær, dvs. være på plads permanent, eller være hængslet for at matche strømretningen, hvilket bedre beskytter enheder mod kortslutninger.

For at samle en mini-transformer skal vi bruge:

• Isolerende tape;
• Kobbertråd til magnetisering (kobber har en speciel tæthed, som hjælper med at skabe det ønskede magnetfelt);
• Jern ring;
• Amperemeter.

Sådan laver du en lille transformer med dine egne hænder:

1. Kobbertråden skal vikles rundt om jernringen, så den dækker næsten hele ringens overflade. Vindingerne kan eller kan ikke overlappe hinanden. Jo større antal omdrejninger, jo mindre sekundærstrøm vil blive accepteret gennem sekundærviklingen.
2. Pak strukturen ind med elektrisk tape for at holde delene sammen;
3. Fjern beklædningen fra enderne af ledningen;
4. Fastgør de afisolerede ledninger til enderne af amperemeteret;
5. Tilslut netspændingsledningen til jernringen. Brug amperemetermålinger til at bestemme konverteringsforholdet, så transformationsparametrene kan bestemmes og sammenlignes med data fra sekundærviklingen;
6. Indsæt strømledningen, der testes, til amperemeteret. Sammenlign dataene og skift antallet af drejninger for at justere.

Foto - Single-turn transformer

Således kan en samleskinne og pulstransformator tilføjes til ledningen, der allerede er på plads, en aftagelig kerne kan laves ved at fastgøre fire bløde jernstænger til forsyningsledningen, jo tættere jo bedre. De tre stænger skal vikles på forhånd. Den fjerde kan om nødvendigt ikke pakkes ind, blot fastgøres med isolerende tape.

Transformer beregning

Beregningen af ​​strømtransformatorer uden belastning, som har en startspænding på 1 og en sekundær spænding på 160, med en intern modstand på 0,2Ω, er lavet ved hjælp af følgende formel. I vores eksempel er den primære strøm 800 Ampere, denne teknik kan justeres til enhver strøm:

Is= Ip (Np/Ns) = 800 (1/160) = 5 A

Vi ser ovenfor, at fra sekundærviklingen blev transformeren forbundet gennem et amperemeter, som har en meget lav modstand, spændingsfaldet over sekundærviklingen er kun 1,0 volt ved den fulde værdi af primærstrømmen på viklingerne. Hvis amperemeteret fjernes, bliver sekundærviklingen åben, og transformeren fungerer som et step-up, hvilket resulterer i en meget høj spænding svarende til forholdet: Vp (Ns / NP), strømmen reguleres på sekundærviklingen. Formlen kan ændre sig, hvis du har flere viklinger eller en svagere enhed; desuden tages der ikke højde for transformatorens tomgangsstrøm her. Det skal huskes, at tilslutning af måleren gennem strømtransformatorer kan formlen have en lidt anden form, fordi Måleapparatets gennemløb vil også blive taget i betragtning.

For at vælge den nødvendige transformatoreffekt skal du beregne den nødvendige spænding for alle elektriske enheder i huset og derefter opsummere den resulterende mængde og transformatorens strømspændingsegenskaber (volt-ampere-karakteristika). Hvis disse værdier ikke tages i betragtning, er overbelastning mulig, og beskyttelsen vil ikke nå det nødvendige niveau, når netværksbelastningen er høj.

Før du tilslutter en færdig transformer, skal du rådføre dig med en specialist; han vil hjælpe dig med at identificere eventuelle mangler, som du måske har overset.

Sådan vælger du en transformer

Verifikation på stedet af strømtransformatorer, reparation og test er obligatorisk; mange virksomheder (Samara- og Yekaterinburg-anlæg, Kaluga Holding, Sverdlovsk-strømtransformatoranlæg og andre) leverer sådanne tjenester. Udskiftning af nogle dele skal også udføres enten af ​​en officiel forhandler eller en repræsentant for en bestemt produktionsvirksomhed.

Du skal også vide, hvad symbolerne betyder:

Foto - Legend

At dechifrere dem vil hjælpe dig med at installere enhederne, samt forstå arbejdet. Enhver betegnelse er standardiseret. Sørg for, at der er en mangfoldighed i driften af ​​transformeren; det kan variere afhængigt af den specifikke model, så gennemgå omhyggeligt transformatorpasset og kataloget for visse virksomheder.

Forbindelsen etableres, når netværksstrømmen er helt slukket; desuden er det tilrådeligt, at arbejdet udføres af en specialist. Den kan monteres på DIN-skinne, i specielle transformerskabe, på startpanel, i åbne områder, direkte på el-tavle.

Den gennemsnitlige pris for en sådan enhed, afhængigt af dens formål, varierer fra 30.000 rubler til 100.000 og mere, pålydende værdier på op til 10 stykker er mulige. Prisen bestemmes i høj grad af effekt og gennemløb; jo lavere den tilladte effekt er, jo billigere vil regulatoren være; udvælgelsen udføres individuelt. Det er meget vigtigt at kontrollere transformeren på stedet for at sikre, at den opfylder de specificerede egenskaber. Enhedens levetid er op til 10 år, afhængigt af hvilken strømstyrke af strømtransformer du køber, er kalibreringsintervallet for enheden 220 220 - 2 år.

I dagens materiale besluttede jeg at begynde at overveje spørgsmål relateret til det grundlæggende i teorien om nuværende transformere. Disse enheder selv er allestedsnærværende i elektriske installationer, og jeg tror, ​​at alle vil finde det interessant og nyttigt at opdatere deres hukommelse på princippet om deres drift.

Formål med strømtransformatorer: strømkonvertering og kredsløbsadskillelse

Lad os starte med at besvare spørgsmålet – hvad er en strømtransformator til? Der er flere hovedproblemer, som installationen af ​​nuværende transformere løser.

• For det første er dette måling af store strømme, når direkte måling af den reelle værdi af den primære strøm ikke er mulig. Værdien konverteret ned efter strømtransformatoren er målt. Dette er normalt 1, 5 eller 10 ampere.
• For det andet er dette adskillelsen af ​​primære og sekundære kredsløb. Dermed er isoleringen af ​​relæudstyr, elmålere og måleinstrumenter beskyttet.

Hvad består en TT af, princippet om dens funktion

Strømtransformatoren har en lukket kerne (magnetisk kerne), som er samlet af plader af elektrisk stål. Der er to viklinger på kernen: primær og sekundær.

Den primære vikling er forbundet i serie (i et snit) af kredsløbet, gennem hvilket den målte (primære) strøm løber. Serieforbundne relæer og enheder er forbundet til sekundærviklingen, som danner den sekundære belastning af strømtransformatoren. Denne beskrivelse af sammensætningen af ​​strømtransformatoren er tilstrækkelig til at beskrive princippet om dens drift; en mere detaljeret beskrivelse af den aktuelle sammensætning af strømtransformatoren er givet i en anden artikel.

For at overveje princippet om drift af en strømtransformator skal du overveje diagrammet i figuren.

Strøm I 1 flyder i primærviklingen og skaber magnetisk flux F 1. En vekslende magnetisk flux F 1 krydser begge viklinger W 1 og W 2. Når den krydser sekundærviklingen, inducerer strømmen F 1 en elektromotorisk kraft E 2, som skaber en sekundær strøm I 2. Strømmen I 2 har ifølge Lenz' lov retningen modsat retningen af ​​I 1. Den sekundære strøm skaber en magnetisk flux F 2, som er rettet mod F 1. Som et resultat af tilføjelsen af ​​magnetiske fluxer F 1 og F 2 dannes en resulterende magnetisk flux (i figuren er den betegnet F us). Dette flow er flere procent af F1 flowet. Det er flowet F, der er det led, der udfører transmission og transformation af strøm. Det kaldes magnetiseringsflux.

Transformationskoefficient for en ideel CT

I den primære vikling w 1 skabes en magnetomotorisk kraft F 1 = w 1 * I 1, og i den sekundære vikling - F 2 = w 2 * I 2. Hvis vi antager, at der ikke er nogen tab i strømtransformatoren, så er de magnetomotoriske kræfter lige store, men modsatte i fortegn. F 1 = -F 2. Som et resultat får vi, at I 1 /I 2 =w 2 /w 1 =n. Dette forhold kaldes det aktuelle transformatorforhold.

Transformationskoefficient af reel CT

I en reel strømtransformator er der energitab. Disse tab går til:

• skabelse af magnetisk flux i det magnetiske kredsløb
• opvarmning og magnetiseringsvending af det magnetiske kredsløb
• opvarmning af ledningerne i den sekundære vikling og kredsløb

Til de magnetomotoriske kræfter fra det foregående afsnit vil magnetiseringskraften Fus = Ius * w1 blive tilføjet. I udtrykket nedenfor er strømme og mf'er vektorer. F 1 =F 2 +F us eller I 1 *w 1 =I 2 *w 2 +I us *w 1 eller I 1 =I 2 *(w 2 /w 1)+I us

I normal tilstand, når den primære strøm ikke overstiger strømtransformatorens mærkestrøm, overstiger værdien af ​​strømmen Ius ikke 1-3 procent af primærstrømmen, og denne værdi kan negligeres. Under unormale forhold opstår der en såkaldt magnetiserende strømstød, det kan du læse mere om her. Af formlen følger det, at den primære strøm er opdelt i to kredsløb - magnetiseringskredsløbet og belastningskredsløbet. Lær mere om CT-ækvivalentkredsløbet og CT-vektordiagrammet.

Driftsformer for strømtransformatorer

TT'er har to hoveddriftstilstande - steady-state og transient.

I stationær drift indeholder strømmene i de primære og sekundære viklinger ikke frie aperiodiske og periodiske komponenter. I overgangstilstanden passerer frie dæmpede strømkomponenter gennem de primære og sekundære viklinger.

Hvis CT er valgt korrekt, bør fejlene i begge driftstilstande ikke overstige de tilladte i disse tilstande, og strømmene i viklingerne bør ikke overstige den tilladte termiske og dynamiske modstand.

CT'er til målinger er designet til at fungere i stabil tilstand, forudsat at de tilladte fejl ikke overskrides. Driften af ​​CT'en til beskyttelse begynder fra det øjeblik, overbelastningsstrømmen eller kortslutningsstrømmen opstår; i disse tilstande skal kravene til visse typer beskyttelse opfyldes.

Hvad er forskellen mellem en strømtransformator og en spændingstransformator og en strømtransformator?

Der er betydelige forskelle i driften af ​​CT og VT.

For det første afhænger CT'ens primære strøm ikke af den sekundære belastning, hvilket er typisk for VT'er. Dette bestemmes af det faktum, at modstanden af ​​den sekundære vikling af CT er en størrelsesorden mindre end modstanden af ​​det primære kredsløb. I spændingstransformatorer og krafttransformatorer afhænger primærstrømmen af ​​størrelsen af ​​den sekundære belastningsstrøm.

For det andet fungerer CT'en altid med en lukket sekundærvikling, og værdien af ​​dens sekundære belastningsmodstand ændres ikke under drift.

For det tredje er det ikke tilladt at betjene en CT med en åben sekundærvikling; for VT og krafttransformatorer, når sekundærviklingen åbnes, sker der en overgang til tomgangstilstand.

Seneste artikler

Mest populære

Hej kære læsere af Elektrikerens Notes hjemmeside.

Vi har allerede talt meget om nuværende transformatorer (CT'er), og i dag besluttede jeg at åbne en ny sektion på webstedet, der udelukkende er dedikeret til dette emne.

For at begynde at studere dette afsnit skal du præcist forstå deres betydning og formål.

Det vigtigste formål med strømtransformatorer er at konvertere netværkets primære vekselstrøm til værdier, der er sikre for dets målinger.

Det andet formål med strømtransformatorer er at adskille lavspændingsmålere og relæer forbundet til sekundærviklingen fra det primære højspændingsnetværk. Dette sikrer drifts- og vedligeholdelsespersonalets elektriske sikkerhed.

Strømtransformatorer er meget udbredt i relæbeskyttelseskredsløb. Ved hjælp af strømtransformatorer forsynes strømbeskyttelseskredsløb. I tilfælde af unormale driftsforhold for elektrisk udstyr afhænger den korrekte og pålidelige drift af relæbeskyttelsesanordninger af CT'en.

Strømtransformatorer bruges også til at forsyne måle- og målekredsløb.

Eksempel 1

I det første eksempel vil jeg vise dig, hvordan elektricitet måles på en kraftig forbruger med en belastningsstrøm på cirka 400 (A). Følgelig, med så stor en belastningsstrøm, kan andre måleenheder (amperemeter) ikke tilsluttes direkte til netværket!!! De vil brænde ud og fejle. Derfor er det i dette tilfælde nødvendigt at bruge en CT med et transformationsforhold på 400/5 eller endnu mere.

Billedet nedenfor viser lavspændingsstrømtransformere med et transformationsforhold på 400/5. De er installeret ved tilslutningen af ​​en separat forbruger af en transformerstation med en spænding på 0,23 (kV) med en isoleret neutral. Deres primære viklinger er forbundet i serie til strømterminalerne i fase "A" og "C" (delvis stjernekreds).

Og en trefaset elektrisk energimåler SAZU-IT og et E378 panelamperemeter er forbundet til CT'ens sekundære viklinger.

Trefaset induktionsmåler SAZU-IT.

Sekundære ledninger er lavet af kobbertråd med et tværsnit på 2,5 kvm. Først går de sekundære ledninger fra strømtransformatorerne til den mellemliggende klemrække og derfra til måleanordningerne. Spændingskredsløb er forbundet til samme klemrække.

Jeg har allerede fortalt dig om alle de nuværende ordninger for tilslutning af en måler gennem strømtransformatorer, og jeg vil ikke dvæle ved dette nu. Her er et kig:

Selvfølgelig viste jeg dig på billedet det "gamle" elektriske udstyr. Men dette ændrer ikke på betydningen. Sådan ser moderne elektrisk udstyr ud.

I dette tilfælde er de primære viklinger af strømtransformatorerne forbundet i serie i alle faser. De sekundære viklinger er forbundet med ledninger til elmåleren igennem.

Eksempel 2

Det samme kan siges om relæbeskyttelseskredsløb.

I det andet eksempel vil jeg vise dig, hvordan relæbeskyttelse udføres på en forbruger med en spænding på 10 (kV), med en belastningsstrøm på cirka 1000 (A). Med så stor en belastningsstrøm og høj netspænding er det derfor IKKE TILLADT at tilslutte relæet direkte til netværket!!!

I dette tilfælde skal vi bruge højspændingsstrømtransformere TPL-10 med et transformationsforhold på 1000/5 (for at forsyne strømrelæernes viklinger) og målespændingstransformatorer, for eksempel med et forhold på 10000/100 (til driver viklingerne af spændingsrelæer og elmålere).

Strømbeskyttelsesrelæer baseret på RT-40 er installeret i koblingscellens relærum.

Vi fortsætter vores bekendtskab med elektroniske komponenter, og i denne artikel vil vi se på enhed og princip for drift af transformeren.

Transformatorer har fundet bred anvendelse inden for radio- og elektroteknik og bruges til transmission og distribution af elektrisk energi i strømforsyningsnetværk, til strømforsyning af radioudstyrskredsløb, i konverteranordninger, som svejsetransformatorer osv.

Transformer designet til at konvertere vekselspænding af en værdi til vekselspænding af en anden værdi.

I de fleste tilfælde består en transformer af et lukket magnetisk kredsløb (kerne) med to elektrisk uforbundne viklinger placeret på den. Den magnetiske kerne er lavet af ferromagnetisk materiale, og viklingerne er viklet med isoleret kobbertråd og placeret på den magnetiske kerne.

Den ene vikling er forbundet til en vekselstrømkilde og kaldes primær(I), spænding fjernes fra den anden vikling for at drive belastningen, og viklingen kaldes sekundær(II). Et skematisk diagram af en simpel transformer med to viklinger er vist i figuren nedenfor.

1. Princippet for drift af transformeren.

Transformatorens driftsprincip er baseret på fænomenet elektromagnetisk induktion.

Hvis der tilføres vekselspænding til primærviklingen U1, så vil vekselstrøm flyde gennem viklingens vindinger Io, som vil skabe omkring viklingen og i den magnetiske kerne vekslende magnetfelt. Magnetisk felt producerer magnetisk flux Fo, som passerer langs det magnetiske kredsløb, krydser vindingerne af de primære og sekundære viklinger og inducerer (inducerer) alternerende EMF i dem - e1 Og e2. Og hvis du tilslutter et voltmeter til terminalerne på sekundærviklingen, vil det vise tilstedeværelsen af ​​udgangsspænding U2, som vil være omtrent lig med den inducerede emk e2.

Når en belastning, for eksempel en glødelampe, tilsluttes sekundærviklingen, opstår der en strøm i primærviklingen I1, der danner en vekslende magnetisk flux i det magnetiske kredsløb F1 varierer med samme frekvens som strømmen I1. Under påvirkning af en vekslende magnetisk flux opstår der en strøm i det sekundære viklingskredsløb I2, hvilket igen skaber en modvirkende magnetisk flux ifølge Lenz’ lov F2, der søger at afmagnetisere den magnetiske flux, der genererer den.

Som et resultat af flowets afmagnetiserende effekt F2 Magnetisk flux etableres i det magnetiske kredsløb Fo lig med fluxforskellen F1 Og F2 og være en del af flowet F1, dvs.

Resulterende magnetisk flux Fo sikrer overførsel af magnetisk energi fra primærviklingen til sekundærviklingen og inducerer en elektromotorisk kraft i sekundærviklingen e2, under påvirkning af hvilken strøm der løber i det sekundære kredsløb I2. Det skyldes tilstedeværelsen af ​​magnetisk flux Fo og der er en strøm I2, som bliver jo større jo flere Fo. Men samtidig, jo større er strømmen I2, jo større modstrøm F2 og derfor mindre Fo.

Af ovenstående følger det, at ved visse værdier af den magnetiske flux F1 og modstande sekundær vikling Og belastninger de tilsvarende EMF-værdier er indstillet e2, nuværende I2 og flow F2, der sikrer balancen mellem magnetiske fluxer i det magnetiske kredsløb, udtrykt ved formlen givet ovenfor.

Således flux forskellen F1 Og F2 kan ikke være nul, da der i dette tilfælde ikke ville være nogen hovedtråd Fo, og uden den kunne strømmen ikke eksistere F2 og nuværende I2. Derfor er den magnetiske flux F1, skabt af den primære strøm I1, altid mere magnetisk flux F2, skabt af den sekundære strøm I2.

Størrelsen af ​​den magnetiske flux afhænger af strømmen, der skaber den, og af antallet af vindinger, som den passerer igennem.

Spændingen af ​​sekundærviklingen afhænger af forholdet mellem antallet af vindinger i viklingerne. Med samme antal vindinger vil spændingen på sekundærviklingen være omtrent lig med den spænding, der leveres til primærviklingen, og en sådan transformer kaldes opdeling.

Hvis sekundærviklingen indeholder flere vindinger end primærviklingen, så vil den udviklede spænding i den være større end den spænding, der leveres til primærviklingen, og en sådan transformer kaldes stigende.

Hvis sekundærviklingen indeholder færre vindinger end primærviklingen, vil dens spænding være mindre end den spænding, der leveres til primærviklingen, og en sådan transformer kaldes nedad.

Derfor. Ved at vælge antallet af viklinger ved en given indgangsspænding U1 få den ønskede udgangsspænding U2. For at gøre dette bruger de specielle metoder til at beregne parametrene for transformere, ved hjælp af hvilke viklingerne beregnes, ledningernes tværsnit vælges, antallet af omdrejninger bestemmes samt tykkelsen og typen af den magnetiske kerne.

Transformatoren kan kun fungere i vekselstrømkredsløb. Hvis dens primære vikling er forbundet med en jævnstrømskilde, dannes en magnetisk flux i det magnetiske kredsløb, konstant i tid, i størrelse og retning. I dette tilfælde vil en vekselspænding ikke blive induceret i de primære og sekundære viklinger, og derfor vil elektrisk energi ikke blive overført fra det primære kredsløb til det sekundære. Men hvis der løber en pulserende strøm i transformatorens primære vikling, vil der blive induceret en vekselspænding i sekundærviklingen, hvis frekvens vil være lig med bølgefrekvensen af ​​strømmen i primærviklingen.

2. Transformer design.

2.1. Magnetisk kerne. Magnetiske materialer.

Formål magnetisk kredsløb består i at skabe en lukket bane for den magnetiske flux med minimal magnetisk modstand. Derfor er magnetiske kerner til transformere lavet af materialer med høj magnetisk permeabilitet i stærke vekslende magnetiske felter. Materialerne skal have lave hvirvelstrømstab for ikke at overophede det magnetiske kredsløb ved tilstrækkelig høje værdier af magnetisk induktion, være ret billige og ikke kræve kompleks mekanisk og termisk behandling.

Magnetiske materialer, der anvendes til fremstilling af magnetiske kerner, fremstilles i form af separate plader eller i form af lange bånd af en vis tykkelse og bredde og kaldes elektriske stål.
Pladestål (GOST 802-58) fremstilles ved varm- og koldvalsning, båndteksturerede stål (GOST 9925-61) kun ved koldvalsning.

Også brugt er jern-nikkel-legeringer med høj magnetisk permeabilitet, for eksempel permalloy, permindur osv. (GOST 10160-62) og lavfrekvente bløde magnetiske ferritter.

Til fremstilling af en række relativt billige transformere bruges de i vid udstrækning elektriske stål, som har en lav pris og tillader transformatoren at fungere både med og uden konstant magnetisering af det magnetiske kredsløb. Koldvalsede stål, som har bedre egenskaber sammenlignet med varmvalsede stål, har fundet den største anvendelse.

Legeringer med høj magnetisk permeabilitet anvendes til fremstilling af pulstransformatorer og transformere designet til at fungere ved høje og høje frekvenser på 50 - 100 kHz.

Ulempen ved sådanne legeringer er deres høje omkostninger. For eksempel er prisen på permalloy 10-20 gange højere end prisen på elektrisk stål, og permendur er 150 gange højere. Men i nogle tilfælde kan deres brug reducere vægten, volumen og endda de samlede omkostninger ved transformeren betydeligt.

En anden ulempe er den stærke indflydelse af permanent magnetisering og vekslende magnetiske felter på den magnetiske permeabilitet, samt lav modstand mod mekaniske påvirkninger - stød, tryk osv.

Fra bløde magnetiske lavfrekvente ferriter fremstillet med høj initial permeabilitet pressede magnetiske kerner, som bruges til fremstilling af pulstransformatorer og transformere, der arbejder ved høje frekvenser fra 50 - 100 kHz. Fordelen ved ferritter er deres lave omkostninger, men ulempen er lav mætningsinduktion (0,4 - 0,5 T) og stærk temperatur- og amplitudeustabilitet af magnetisk permeabilitet. Derfor bruges de kun i svage områder.

Valget af magnetiske materialer er lavet ud fra elektromagnetiske egenskaber under hensyntagen til transformatorens driftsbetingelser og formål.

2.2. Typer af magnetiske kredsløb.

Magnetiske kerner af transformere er opdelt i lamineret(stemplet) og tape(snoet), fremstillet af pladematerialer og presset af ferriter.

Lamineret Magnetiske kerner er samlet af flade stemplede plader af passende form. Desuden kan pladerne fremstilles af næsten alle, endda meget skrøbelige, materialer, hvilket er en fordel ved disse magnetiske kerner.

Tape Magnetiske kerner er lavet af et tyndt bånd viklet i form af en spiral, hvis vindinger er fast forbundet med hinanden. Fordelen ved strip magnetiske kerner er den fulde udnyttelse af magnetiske materialers egenskaber, hvilket gør det muligt at reducere vægten, størrelsen og omkostningerne ved transformeren.

Afhængigt af typen af ​​magnetisk kredsløb er transformatorer opdelt i stang, pansrede Og toroidal. Desuden kan hver af disse typer være enten stang eller tape.

Stang.

I magnetiske kredsløb stang type viklinger er placeret på to stænger ( stang kaldet den del af det magnetiske kredsløb, hvorpå viklingerne er placeret). Dette komplicerer transformatorens design, men reducerer viklingstykkelsen, hvilket hjælper med at reducere lækageinduktans, ledningsforbrug og øger køleoverfladen.

Stangmagnetiske kerner bruges i outputtransformatorer med et lavt interferensniveau, da de er ufølsomme over for virkningerne af eksterne lavfrekvente magnetfelter. Dette forklares af det faktum, at under påvirkning af et eksternt magnetfelt induceres spændinger, der er modsatte i fase, i begge spoler, som, når vindingerne er lige store, kompenserer hinanden. Som regel er transformatorer med høj og medium effekt lavet af stangtype.

Panser.

I det magnetiske kredsløb pansertype viklingen er placeret på den centrale stang. Dette forenkler transformatordesignet, giver mulighed for større vinduesudnyttelse af viklingen og giver også en vis mekanisk beskyttelse af viklingen. Derfor er sådanne magnetiske kredsløb mest udbredt.

Nogle ulemper ved pansrede magnetiske kerner er deres øgede følsomhed over for lavfrekvente magnetiske felter, hvilket gør dem uegnede til brug som udgangstransformere med lave støjniveauer. Oftest er mellemkrafttransformatorer og mikrotransformatorer pansrede.

Toroidal.

Toroidal eller ring transformere gør det muligt i højere grad at udnytte materialets magnetiske egenskaber, har lave dissipationsfluxer og skaber et meget svagt eksternt magnetfelt, hvilket er særligt vigtigt i højfrekvente og pulstransformatorer. Men på grund af kompleksiteten i fremstillingen af ​​viklingerne blev de ikke meget brugt. Oftest er de lavet af ferrit.

For at reducere tab på grund af hvirvelstrømme samles laminerede magnetiske kredsløb af prægede plader 0,35 - 0,5 mm tykke, som på den ene side er belagt med et lag lak 0,01 mm tykt eller en oxidfilm.

Tapen til tape magnetiske kerner har en tykkelse fra nogle få hundrededele til 0,35 mm og er desuden dækket af en elektrisk isolerende og samtidig klæbende suspension eller oxidfilm. Og jo tyndere isoleringslaget er, jo tættere er tværsnittet af det magnetiske kredsløb fyldt med magnetisk materiale, jo mindre er transformatorens overordnede dimensioner.

For nylig, sammen med de betragtede "traditionelle" typer af magnetiske kredsløb, er nye former blevet brugt, som inkluderer "kabel" type magnetiske kredsløb, "inverteret torus", spoletype osv.

Lad os lade det være lige nu. Lad os fortsætte i .
Held og lykke!

Litteratur:

1. V. A. Volgov - "Dele og komponenter til radioelektronisk udstyr", Energia, Moskva 1977
2. V. N. Vanin - "Current Transformers", Publishing House "Energia" Moskva 1966 Leningrad.
3. I. I. Belopolsky - "Beregning af transformatorer og choker med lav effekt", M-L, Gosenergoizdat, 1963.
4. G. N. Petrov - "Transformere. Bind 1. Fundamentals of Theory", State Energy Publishing House, Moskva 1934 Leningrad.
5. V. G. Borisov, "Ung radioamatør", Moskva, "Radio og kommunikation" 1992

En målestrømtransformator er en speciel smalretningsenhed, der er designet til at måle vekselstrøm og styre den. Anvendes oftest i relæbeskyttelsessystemer (automatisering) og måleinstrumenter. Det er nødvendigt, når direkte tilslutning af måleapparatet til et elektrisk netværk med vekselspænding er umuligt eller usikkert for personalet, der servicerer det. Og også til at organisere galvanisk isolering af primære strømkredsløb fra målekredsløb. Beregningen og valget af målestrømtransformatoren udføres på en sådan måde, at ændringer i signalformen reduceres til nul, og påvirkningen af ​​det kontrollerede strømkredsløb er minimal.

Formål med instrumenttransformere

Hovedfunktionen af ​​denne måleenhed er at vise aktuelle ændringer så proportionalt som muligt. Strømtransformatorer garanterer fuldstændig målesikkerhed ved at adskille målekredsløbene fra de primære kredsløb med farligt høje spændinger, som oftest beløber sig til tusindvis af volt. Kravene til deres nøjagtighedsklasse er meget høje, da driften af ​​dyrt, kraftfuldt udstyr afhænger af det.

Driftsprincip og design

Instrumenttransformatorer fremstilles med to eller flere grupper af sekundære viklinger. Den første bruges til at tænde for relæbeskyttelse og alarmenheder. Og den anden, med en højere nøjagtighedsklasse, til tilslutning af præcisionsmålinger og regnskaber. De er placeret på en specialfremstillet ferromagnetisk kerne, som er lavet af plader af specielt elektrisk stål af ret tynd tykkelse. Primærviklingen er direkte forbundet i serie med det netværk, der måles, og spolerne i forskellige måleinstrumenter, oftest amperemeter og elmålere, er forbundet til sekundærviklingen.

I strømtransformatorer, som i de fleste andre sådanne elektromagnetiske enheder, er størrelsen af ​​den primære strøm større end den sekundære. Den primære vikling er lavet af tråd af forskellige sektioner eller busser, afhængigt af den nominelle strømværdi. I strømtransformatorer på 500 A og derover er primærviklingen oftest lavet af 1 enkelt omgang. Det kan være i form af en lige samleskinne lavet af kobber eller aluminium, som passerer gennem et specielt kernevindue. Nøjagtigheden af ​​målinger af enhver måletransformator er karakteriseret ved fejlen i værdien af ​​transformationsforholdet. For ikke at forvirre enderne skal der påføres markeringer på dem.
Nødsikker drift er forbundet med et brud i det sekundære kredsløb af CT, når det primære er forbundet til kredsløbet, dette fører til meget kraftig magnetisering af kernen, og selv hvis sekundærviklingen går i stykker. Derfor, når den tændes uden belastning, kortsluttes sekundærviklingerne.
I henhold til nøjagtighedsklassen er alle måle-CT'er opdelt i flere niveauer. Særligt nøjagtige kaldes de laboratorie og har nøjagtighedsklasser på højst 0,01-0,05;

Tilslutningsdiagrammer

Tilslutningsdiagrammerne nedenfor gør det muligt for personalet at overvåge strømmene i hver fase.

Af hensyn til personalet, lavspændingsmåleudstyr og -instrumenter er den ene terminal af sekundærviklingen såvel som huset jordet.

Klassificering og udvælgelse

Ved design og design er strømtransformatorer, der bruges i målekredsløb, opdelt i:

Når du vælger en strømtransformator, er det vigtigste at vide, at når den nominelle strøm løber gennem primærviklingen, vil dens sekundære vikling, som er lukket til måleapparatet, nødvendigvis være 5 A. Det vil sige, hvis du skal måle strøm kredsløb, hvor dens beregnede driftsværdi vil være cirka 200 A. Dette betyder, at når du installerer en 200/5 måletransformator, vil enheden konstant vise de øvre målegrænser, dette er ubelejligt. Det er nødvendigt, at driftsgrænserne er cirka midt på skalaen, så i dette særlige tilfælde skal du vælge en 400/5 strømtransformer. Dette betyder, at der ved 200 A af udstyrets nominelle strøm på sekundærviklingen vil være 2,5 A, og enheden vil vise denne værdi med en margen i retning af stigning eller fald. Det vil sige, selv med ændringer i det kontrollerede kredsløb, vil det være synligt, i hvilket omfang dette elektriske udstyr har forladt den normale driftstilstand.

Her er de vigtigste værdier, som du skal være opmærksom på, når du vælger målestrømtransformatorer:

1. Nominel og maksimal spænding i primærviklingen;
2. Nominel værdi af primærstrøm;
3. AC frekvens;
4. Nøjagtighedsklassen er forskellig for måle- og beskyttelseskredsløb.

Vedligeholdelse

Betjening af instrumenttransformatorer er ikke en meget kompleks og tidskrævende proces. Personalets handlinger består hovedsageligt af at overvåge funktionaliteten af ​​dets sekundære kredsløb, tilstedeværelsen af ​​beskyttende jording og aflæsninger af kontrolanordninger samt målere. Inspektion udføres oftest visuelt; på grund af faren for menneskelig skade fra højspænding er adgang ud over hegnene, hvor transformere er installeret, strengt forbudt. Dette gælder dog i højere grad for anlæg med spændinger over 1000 Volt. For lavspændingskredsløb er visuel inspektion til opvarmning af forbindelser såvel som korrosion af kontaktklemmer en integreret del af det elektriske personales arbejde. Den mest almindeligt anvendte enhed til at måle strøm i 0,4 kV kredsløb er en strømklemme. Siden ved beregning og udvikling af startudstyr bruges stationære transformere meget sjældent til måling.

Under alle omstændigheder skal du være opmærksom og træffe foranstaltninger for at eliminere opdagede defekter som:

1. Påvisning af revner i isolatorer og dielektriske porcelænselementer;
2. Dårlig tilstand af forstærkede sømme;
3. Knitren og udledninger inde i enheden;
4. Manglende jording af rammen eller sekundær vikling.

Når du udfører vedligeholdelse af instrumenttransformatorer, på tavlerne, hvor enhederne er installeret, skal du ikke kun se på enhedernes aflæsninger, men også på kontaktforbindelserne til de ledninger, der er forbundet til dem. Forresten bør deres tværsnit ikke være mindre end 2,5 mm² for kobbertråde og 4 mm² for aluminium.

Test af instrumenttransformatorer

Test af instrumenttransformatorer handler om måling af isolationsmodstand og transformationsforhold, som bestemmes i henhold til følgende diagram.

I dette tilfælde tilføres en strøm på mindst 20% af den nominelle til primærviklingen fra en speciel belastningstransformator eller autotransformer. Som det er kendt, vil transformationsforholdet være lig med forholdet mellem strømmen i primærviklingen og strømmen i sekundærviklingen. Hvorefter denne værdi sammenlignes med den nominelle værdi. Hvis transformatoren har flere sekundære viklinger, er det nødvendigt at kontrollere hver enkelt. Og vi må heller ikke glemme at have den korrekte mærkning.

Valget af den krævede strømtransformator såvel som deres testegenskaber bestemmes under laboratorieforhold af særligt højt kvalificeret elektrisk personale, hvor det tilsvarende dokument udstedes baseret på resultaterne.