Nei circuiti di potenza di 380 Volt con correnti elevate, secondo il PUE, viene utilizzato un convertitore di un design speciale, chiamato trasformatore di corrente. Con il suo aiuto, è possibile ridurre il valore dell'indicatore corrente del numero di volte specificato dalle caratteristiche tecniche. Per comprendere il principio di funzionamento di tali convertitori, dovrai familiarizzare con il loro design.
Caratteristiche del progetto
I trasformatori di corrente elettrica contengono i seguenti elementi strutturali:
- nucleo chiuso (circuito magnetico);
- avvolgimento di potenza primaria;
- bobina secondaria (step-down).
L'avvolgimento primario è collegato in serie con il circuito monitorato, in modo che l'intera corrente di fase lo attraversi. La bobina secondaria viene caricata su un dispositivo collegato alla rete: un relè di protezione o un dispositivo di misurazione. A causa della differenza nel numero di spire in ciascuna delle bobine, la componente corrente nell'avvolgimento secondario viene ridotta a un valore determinato dal rapporto di trasformazione.
Poiché la resistenza dei circuiti di carico è trascurabile, si ritiene che questi dispositivi operino in una modalità molto prossima al cortocircuito.
Di solito hanno diversi gruppi di avvolgimenti secondari, ognuno dei quali viene utilizzato per i propri scopi. Possono essere collegati a:
- dispositivi di protezione (relè di tensione, per esempio);
- apparecchiature contabili e diagnostiche;
- apparecchiature di controllo.
La resistenza degli avvolgimenti di uscita è rigorosamente normalizzata, poiché anche una leggera deviazione dal valore specificato nella TU porta ad un aumento dell'errore di misurazione o ad un deterioramento delle caratteristiche di risposta.
La differenza essenziale tra un TT ei relativi trasformatori di tensione risiede nelle funzioni svolte da questi dispositivi e nel principio di funzionamento. I trasformatori di corrente forniscono principalmente protezione per il carico collegato e la precisione specificata delle misurazioni. Il secondo tipo è caratterizzato da una modalità di funzionamento puramente convertente, che è correlata solo al funzionamento nei circuiti di potenza.
Classificazione dei trasformatori di corrente
- Scopo: la funzione svolta da ciascun dispositivo specifico.
- Metodo di installazione in loco.
- Caratteristiche del progetto incluso il numero totale di spire nell'avvolgimento primario.
- Tensione di esercizio e tipo di isolamento del conduttore.
- Il numero di passaggi di trasformazione.
A seconda dello scopo, i noti campioni TT sono suddivisi in dispositivi di laboratorio, protettivi, di misurazione e cosiddetti "intermedi".
Quest'ultima categoria è destinata al collegamento di strumenti di misura o all'equalizzazione dei valori di corrente nei sistemi di protezione differenziale.
In base al metodo di installazione, si distinguono i seguenti tipi:
- solo per installazione esterna (in quadri elettrici);
- per schemi di installazione interna (in quadri interni);
- convertitori incorporati in unità elettriche e dispositivi di commutazione, che includono generatori e trasformatori di potenza;
- dispositivi sospesi montati sulla parte superiore della struttura (su boccole).
I campioni portatili vengono utilizzati per la ricerca di laboratorio, nonché per l'ispezione e la misurazione.
In base al design dell'avvolgimento primario, i dispositivi di corrente sono suddivisi in modelli multigiro, singolo giro e bus. In base alla tensione di esercizio dei circuiti in cui sono installati questi dispositivi, sono suddivisi in trasformatori installati in reti fino e oltre 1000 Volt.
In base al tipo di materiali isolanti utilizzati in essi, questi prodotti sono suddivisi nelle seguenti tipologie:
- con isolamento "a secco" a base di porcellana o resina epossidica;
- con protezione carta-olio o condensatore;
- con ripieno composto.
A seconda del numero di stadi di trasformazione disponibili, tutti i dispositivi noti installati nel circuito di alimentazione sono monostadio e bistadio (il loro altro nome è "cascata").
Schemi di collegamento
Vari circuiti per il collegamento di trasformatori di corrente differiscono principalmente nell'ordine di commutazione degli avvolgimenti primari e secondari. Il primo di essi è caratterizzato dalla connessione sequenziale più semplice (il cosiddetto "tie-in") nella rottura del bus di fase monitorato. Un'altra cosa sono i circuiti secondari, costituiti da più avvolgimenti, che possono essere scollegati secondo i seguenti schemi:
- “Stella piena, utilizzata quando è necessario monitorare i parametri attuali in ciascuna delle fasi.
- "Stella incompleta", utilizzata quando non è necessario controllare tutti i circuiti di misura lineari.
- Un circuito per fissare le correnti di "sequenza zero", che include un relè di controllo.
Per risparmiare denaro, spesso non vengono installati tre, ma solo due trasformatori di misura (senza una fase) sugli alimentatori in uscita 6-10 kV.
In questo caso, gli avvolgimenti secondari vengono accesi in uno schema a stella incompleto. Un circuito comune chiamato "test di corrente a sequenza zero" è formato collegando gli avvolgimenti secondari a una stella piena. In questo caso, il relè di controllo utilizzato in esso è incluso nella rottura del filo comune ("zero"). Con questo tipo di disconnessione, la corrente che attraversa l'avvolgimento è costituita da tutti e tre i vettori di fase. Se i carichi sono bilanciati, nel caso di cortocircuiti monofase o bifase, nel relè si libera la componente risultante dallo squilibrio.
Principali parametri e caratteristiche dei trasformatori di corrente
I parametri tecnici di qualsiasi trasformatore di corrente sono descritti dai seguenti indicatori principali:
- classe del dispositivo;
- Tensione nominale;
- correnti nelle bobine primarie e secondarie;
- Rapporto di trasformazione AC (come rapporto);
- errore di misurazione consentito durante il collegamento di un contatore elettrico;
- permeabilità e sezione del circuito magnetico (nucleo);
- la grandezza del percorso magnetico.
La tensione nominale in kilovolt è solitamente indicata nel passaporto allegato a ciascun dispositivo specifico. Il suo valore operativo varia da 0,66 a 1150 kV. Per informazioni più complete su questo e altri indicatori, è necessario leggere la letteratura di riferimento sul collegamento dei trasformatori ai contatori elettrici.
A volte, sotto l'ordine, il produttore produce dispositivi con correnti secondarie di 2,0 o 2,5 Ampere.
Il rapporto di trasformazione (molteplicità) è un indicatore della proporzione o del rapporto delle correnti delle bobine primarie e secondarie. La molteplicità limite è intesa come il rapporto tra la corrente primaria massima e il suo valore nominale, a condizione che l'errore totale a un carico secondario fisso non superi il 10%. Il rapporto di limitazione nominale significa lo stesso indicatore al carico ottimale.Questo parametro caratterizza la possibilità di normale funzionamento dei dispositivi di protezione in modalità di emergenza.
Errore attuale
Secondo GOST 7746-89, esistono tre tipi di errori per i TA: corrente, angolare e totale. Sono indicatori quantitativi della deviazione dei valori di corrente secondaria, moltiplicata per il fattore nominale, dall'indicatore primario.
La norma prescrive di calcolare tali errori solo nel modo di funzionamento a regime (con parametri costanti) del sistema e solo se la forma della corrente primaria non differisce da quella sinusoidale.
L'errore di corrente menzionato nella descrizione della molteplicità caratterizza la differenza relativa nei valori effettivi delle correnti, espressi in percentuale. Il suo equivalente angolare è definito come l'errore tra i vettori di due componenti di corrente efficace: la fondamentale per il circuito primario e la prima armonica per il secondario. Sulla base di questi due valori si calcola l'errore totale sommandoli secondo la formula indicata nelle istruzioni.
Lo scopo principale della misurazione dei trasformatori di corrente è quello di collegare i contatori di energia utilizzati per il servizio delle linee elettriche trifase.
