Srovės transformatorių paskirtis, įtaisas ir veikimo principas

Pagal PUE, 380 voltų galios grandinėse su didelėmis srovėmis naudojamas specialios konstrukcijos keitiklis, vadinamas srovės transformatoriumi. Su jo pagalba galima sumažinti dabartinio rodiklio vertę tiek kartų, kiek nurodo techninės charakteristikos. Norėdami suprasti tokių keitiklių veikimo principą, turėsite susipažinti su jų dizainu.

Dizaino elementai

Elektros srovės transformatoriuose yra šie konstrukciniai elementai:

• uždara šerdis (magnetinė grandinė);
• pirminės galios apvija;
• antrinė (žemyn) ritė.

Pirminė apvija nuosekliai sujungta su stebima grandine, todėl ja teka visa fazės srovė. Antrinė ritė pakraunama į prietaisą, prijungtą prie tinklo - apsauginę relę arba matavimo prietaisą. Dėl kiekvienos ritės posūkių skaičiaus skirtumo dabartinis antrinės apvijos komponentas sumažinamas iki vertės, nustatytos pagal transformacijos santykį.

Kadangi apkrovos grandinių varža yra nereikšminga, manoma, kad šie įtaisai veikia labai artimo trumpojo jungimo režimu.

Paprastai jie turi kelias antrinių apvijų grupes, kurių kiekviena naudojama savo tikslams. Jie gali būti prijungti prie:

• apsauginiai įtaisai (pvz., įtampos relės);
• apskaitos ir diagnostikos įranga;
• valdymo įranga.

Išėjimo apvijų varža yra griežtai normalizuota, nes net šiek tiek nukrypstant nuo TU nurodytos vertės padidėja matavimo paklaida arba pablogėja atsako charakteristikos.

Esminis TT ir su juo susijusių įtampos transformatorių skirtumas slypi šių įrenginių atliekamose funkcijose ir veikimo principe. Srovės transformatoriai pirmiausia apsaugo prijungtą apkrovą ir nurodytą matavimų tikslumą. Antram tipui būdingas grynai konvertuojantis veikimo režimas, susijęs tik su veikimu maitinimo grandinėse.

Srovės transformatorių klasifikacija

Norėdami suprasti, kam skirtas TT, padės susipažinti su visuotinai pripažinta šių prietaisų klasifikacija. Žinomi konvertuojančių įrenginių pavyzdžiai skiriasi šiomis pagrindinėmis savybėmis:

• Tikslas - kiekvieno konkretaus prietaiso atliekama funkcija.
• Diegimo vietoje būdas.
• Konstrukcijos ypatybės, įskaitant bendrą pirminės apvijos posūkių skaičių.
• Darbinė įtampa ir laidininko izoliacijos tipas.
• Transformacijos etapų skaičius.

Pagal paskirtį gerai žinomi TT mėginiai skirstomi į laboratorinius, apsauginius, matavimo ir vadinamuosius „tarpinius“ prietaisus.

Pastaroji kategorija skirta matavimo prietaisams prijungti arba skirtingoms apsaugos sistemoms išlyginti.

Pagal diegimo metodą išskiriami šie tipai:

• tik montuojamas lauke (skirstomosiose spintose);
• vidaus įrengimo schemoms (vidinėse skirstyklose);
• keitikliai, įmontuoti į elektros įrenginius ir perjungimo įtaisus, įskaitant generatorius ir galios transformatorius;
• viršutiniai įtaisai, sumontuoti ant konstrukcijos viršaus (ant įvorių).

Nešiojamieji mėginiai naudojami laboratoriniams tyrimams, taip pat patikrinimams ir matavimams.

Pagal pirminės apvijos konstrukciją dabartiniai įtaisai skirstomi į kelių posūkių, vieno posūkio ir magistralės modelius. Pagal grandinių, kuriose yra sumontuoti šie įtaisai, darbinę įtampą, jie yra suskirstyti į transformatorius, įmontuotus tinkluose iki 1000 V ir daugiau.

Pagal juose naudojamų izoliacinių medžiagų tipą šie gaminiai skirstomi į šiuos tipus:

• su „sausa“ izoliacija porceliano arba epoksidinės dervos pagrindu;
• su popieriaus alyvos ar kondensatoriaus apsauga;
• su kombinuotu įdaru.

Pagal galimų transformacijos etapų skaičių visi žinomi prietaisai, sumontuoti maitinimo grandinėje, yra vienpakopiai ir dvipakopiai (kitas jų pavadinimas yra „kaskada“).

Prijungimo schemos

Įvairios srovės transformatorių prijungimo grandinės daugiausia skiriasi pirminės ir antrinės apvijų komutavimo tvarka. Pirmajam iš jų būdingas paprasčiausias nuoseklus sujungimas (vadinamasis „įsijungimas“) į stebimos fazės magistralės plyšimą. Kitas dalykas yra antrinės grandinės, susidedančios iš kelių apvijų, kurias galima atjungti pagal šias schemas:

• „Pilna žvaigždė, naudojama tada, kai reikia stebėti esamus parametrus kiekviename iš etapų.
• „Nebaigta žvaigždė“, naudojama, kai nereikia valdyti visų tiesinių matavimo grandinių.
• „Nulinės sekos“ srovių fiksavimo grandinė, apimanti valdymo relę.

Išeinančiuose 6–10 kV tiektuvuose, siekiant sutaupyti pinigų, dažnai įrengiami ne trys, o tik du matavimo transformatoriai (be vienos fazės).

Šiuo atveju antrinės apvijos įjungiamos neišsamia žvaigždžių schema. Bendra grandinė, vadinama „nulinės sekos srovės bandymu“, susidaro sujungiant antrines apvijas su pilna žvaigžde. Šiuo atveju jame naudojama valdymo relė įtraukiama į bendro laido pertrauką („nulis“). Naudojant tokio tipo atjungimą, srovė, einanti per apviją, susideda iš visų trijų fazių vektorių. Jei apkrovos yra subalansuotos, vienfazių ar dvifazių trumpųjų jungimų atveju komponentas, atsirandantis dėl disbalanso, išleidžiamas relėje.

Pagrindiniai srovės transformatorių parametrai ir charakteristikos

Bet kurio srovės transformatoriaus techninius parametrus apibūdina šie pagrindiniai rodikliai:

• prietaisų klasė;
• Nominali įtampa;
• srovės pirminėse ir antrinėse ritėse;
• Kintamosios srovės transformacijos santykis (kaip santykis);
• leistina matavimo paklaida jungiant elektros skaitiklį;
• magnetinės grandinės (šerdies) pralaidumas ir skerspjūvis;
• magnetinio kelio dydis.

Įtampos įvertinimas kilovoltais paprastai nurodomas pase, pritvirtintame prie kiekvieno konkretaus įrenginio. Jo darbinė vertė svyruoja nuo 0,66 iki 1150 kV. Norėdami gauti išsamesnės informacijos apie šį ir kitus rodiklius, turėtumėte perskaityti informacinę literatūrą apie transformatorių prijungimą prie elektros skaitiklių.

Nominalios srovės vertė pirminėje ritėje taip pat sužinoma iš pridedamų techninių dokumentų. Priklausomai nuo konkretaus daviklio modelio, šis parametras gali svyruoti nuo 1,0 iki 40 tūkstančių amperų. Dabartinio indekso reikšmės antrinėje ritėje paprastai yra 1,0 arba 5,0 amperai (priklausomai nuo pirminės grandinės parametrų).

Kartais pagal užsakymą gamintojas gamina prietaisus, kurių antrinė srovė yra 2,0 arba 2,5 ampero.

Transformacijos santykis (daugybė) yra pirminės ir antrinės ritės srovių proporcijos ar santykio rodiklis. Ribojantis daugybė suprantamas kaip didžiausios pirminės srovės ir jos nominaliosios vertės santykis, su sąlyga, kad bendra paklaida esant fiksuotai antrinei apkrovai neviršija 10%. Nominalus ribinis santykis reiškia tą patį rodiklį esant optimaliai apkrovai.Šis parametras apibūdina apsauginių įtaisų normalaus veikimo avariniu režimu galimybę.

Dabartinė klaida

Pagal GOST 7746-89, KT yra trijų tipų klaidos - srovės, kampinės ir bendros. Tai yra kiekybiniai antrinių srovės verčių nuokrypio, padauginto iš vardinio koeficiento, rodikliai nuo pirminio rodiklio.

Standartas numato tokias paklaidas apskaičiuoti tik esant pastovios būsenos (su pastoviais parametrais) sistemos darbo režimu ir tik tuo atveju, jei pirminės srovės forma nesiskiria nuo sinusinės.

Dabartinė paklaida, paminėta daugybės aprašyme, apibūdina santykinį srovių efektyviųjų verčių skirtumą, išreikštą procentais. Jo kampinis atitikmuo apibrėžiamas kaip paklaida tarp dviejų efektyvių srovės komponentų vektorių: pagrindinės pirminės grandinės ir pirmosios antrinės harmonikos. Remiantis šiomis dviem vertėmis, bendra paklaida apskaičiuojama jas susumavus pagal instrukcijose pateiktą formulę.

Pagrindinis srovės transformatorių matavimo tikslas yra sujungti energijos skaitiklius, naudojamus trifazėms elektros linijoms aptarnauti.