In de stroomcircuits van 380 Volt met hoge stromen wordt volgens de PUE een speciaal ontworpen omvormer gebruikt, een zogenaamde stroomtransformator. Met zijn hulp is het mogelijk om de waarde van de huidige indicator te verminderen met het aantal keren dat wordt gespecificeerd door de technische kenmerken. Om het werkingsprincipe van dergelijke converters te begrijpen, moet u vertrouwd raken met hun ontwerp.
Ontwerpkenmerken
Elektrische stroomtransformatoren bevatten de volgende structurele elementen:
- gesloten kern (magnetisch circuit);
- primaire stroomwikkeling;
- secundaire (step-down) spoel.
De primaire wikkeling is in serie geschakeld met de bewaakte schakeling, zodat de gehele fasestroom er doorheen vloeit. De secundaire spoel wordt geladen op een apparaat dat op het netwerk is aangesloten - een beveiligingsrelais of een meetapparaat. Door het verschil in het aantal windingen in elk van de spoelen, wordt de stroomcomponent in de secundaire wikkeling gereduceerd tot een waarde die wordt bepaald door de transformatieverhouding.
Aangezien de weerstand van de belastingscircuits onbeduidend is, wordt aangenomen dat deze apparaten werken in een modus die zeer dicht bij kortsluiting ligt.
Ze hebben meestal verschillende groepen secundaire wikkelingen, die elk voor hun eigen doeleinden worden gebruikt. Ze kunnen worden aangesloten op:
- beveiligingsinrichtingen (bijvoorbeeld spanningsrelais);
- boekhoudkundige en diagnostische apparatuur;
- controle apparatuur.
De weerstand van de uitgangswikkelingen is strikt genormaliseerd, omdat zelfs een kleine afwijking van de in de TU gespecificeerde waarde leidt tot een toename van de meetfout of een verslechtering van de responskarakteristieken.
Het essentiële verschil tussen een TT en de bijbehorende spanningstransformatoren ligt in de functies die door deze apparaten worden uitgevoerd en het werkingsprincipe. Stroomtransformatoren bieden primair bescherming voor de aangesloten belasting en de gespecificeerde nauwkeurigheid van de metingen. Het tweede type wordt gekenmerkt door een puur converterende werkingsmodus, die alleen betrekking heeft op werking in stroomcircuits.
Classificatie van stroomtransformatoren
- Doel - de functie die door elk specifiek apparaat wordt uitgevoerd.
- Installatiemethode op locatie.
- Ontwerpkenmerken inclusief het totale aantal windingen in de primaire wikkeling.
- Bedrijfsspanning en type geleiderisolatie.
- Het aantal transformatiestappen.
Afhankelijk van het doel worden de bekende TT-monsters onderverdeeld in laboratorium-, beschermings-, meet- en zogenaamde "tussenliggende" apparaten.
De laatste categorie is bedoeld voor het aansluiten van meetinstrumenten of voor het gelijkmaken van stroomwaarden in differentiële beveiligingssystemen.
Volgens de installatiemethode worden de volgende typen onderscheiden:
- alleen voor buitenopstelling (in schakelkasten);
- voor interne installatieschema's (in binnenschakelapparatuur);
- converters ingebouwd in elektrische eenheden en schakelapparatuur, waaronder generatoren en vermogenstransformatoren;
- bovengrondse apparaten gemonteerd bovenop de structuur (op bussen).
Draagbare specimens worden zowel voor laboratoriumonderzoek als voor inspectie en meting gebruikt.
Volgens het ontwerp van de primaire wikkeling zijn huidige apparaten verdeeld in multi-turn, single-turn en busmodellen. In overeenstemming met de bedrijfsspanning van de circuits waarin deze apparaten zijn geïnstalleerd, zijn ze verdeeld in transformatoren die zijn geïnstalleerd in netwerken tot en met meer dan 1000 volt.
Afhankelijk van het type isolatiemateriaal dat erin wordt gebruikt, zijn deze producten onderverdeeld in de volgende typen:
- met "droge" isolatie op basis van porselein of epoxyhars;
- met papierolie- of condensorbescherming;
- met samengestelde vulling.
Volgens het aantal beschikbare transformatietrappen zijn alle bekende apparaten die in het voedingscircuit zijn geïnstalleerd eentraps en tweetraps (hun andere naam is "cascade").
Aansluitschema's
Verschillende circuits voor het aansluiten van stroomtransformatoren verschillen voornamelijk in de volgorde van commutatie van de primaire en secundaire wikkelingen. De eerste wordt gekenmerkt door de eenvoudigste sequentiële verbinding (de zogenaamde "tie-in") in de breuk van de bewaakte fasebus. Een ander ding zijn secundaire circuits, bestaande uit verschillende wikkelingen, die kunnen worden losgekoppeld volgens de volgende schema's:
- “Volle ster, gebruikt wanneer het nodig is om de huidige parameters in elk van de fasen te bewaken.
- "Onvolledige ster", gebruikt wanneer het niet nodig is om alle lineaire meetcircuits aan te sturen.
- Een circuit voor het vastleggen van stromen van "nulvolgorde", inclusief een besturingsrelais.
Op uitgaande feeders van 6-10 kV worden, om geld te besparen, vaak niet drie, maar slechts twee meettransformatoren (zonder één fase) geïnstalleerd.
In dit geval worden de secundaire wikkelingen ingeschakeld in een onvolledig sterschema. Een gemeenschappelijk circuit genaamd "nulreeksstroomtest" wordt gevormd door de secundaire wikkelingen aan te sluiten op een volle ster. In dit geval is het besturingsrelais dat erin wordt gebruikt, opgenomen in de breuk van de gemeenschappelijke draad ("nul"). Bij dit type ontkoppeling bestaat de stroom die door de wikkeling gaat uit alle drie fasevectoren. Als de belastingen in evenwicht zijn, wordt bij enkelfasige of tweefasige kortsluiting de component die het gevolg is van de onbalans in het relais vrijgegeven.
Hoofdparameters en kenmerken van stroomtransformatoren:
De technische parameters van elke stroomtransformator worden beschreven door de volgende hoofdindicatoren:
- apparaat klasse;
- Nominale spanning;
- stromen in de primaire en secundaire spoelen;
- AC-transformatieverhouding (als een verhouding);
- toelaatbare meetfout bij het aansluiten van een elektriciteitsmeter;
- permeabiliteit en doorsnede van het magnetische circuit (kern);
- de grootte van het magnetische pad.
De nominale spanning in kilovolt wordt meestal gegeven in het paspoort dat aan elk specifiek apparaat is bevestigd. De bedrijfswaarde varieert van 0,66 tot 1150 kV. Voor meer volledige informatie over deze en andere indicatoren, moet u de referentieliteratuur lezen over het aansluiten van transformatoren op elektriciteitsmeters.
Soms vervaardigt de fabrikant in opdracht van de fabrikant apparaten met secundaire stromen van 2,0 of 2,5 ampère.
De transformatieverhouding (veelvoud) is een indicator van de verhouding of verhouding van de stromen van de primaire en secundaire spoelen. Onder de limietmultipliciteit wordt verstaan de verhouding van de maximale primaire stroom tot zijn nominale waarde, op voorwaarde dat de totale fout bij een vaste secundaire belasting niet groter is dan 10%. De nominale begrenzingsverhouding betekent dezelfde indicator bij optimale belasting.Deze parameter kenmerkt de mogelijkheid van normaal functioneren van beveiligingsinrichtingen in noodmodi.
Huidige fout
Volgens GOST 7746-89 zijn er drie soorten fouten voor CT's: huidig, hoekig en totaal. Het zijn kwantitatieve indicatoren van de afwijking van de secundaire stroomwaarden, vermenigvuldigd met de nominale factor, van de primaire indicator.
De norm schrijft voor om dergelijke fouten alleen te berekenen in de steady-state (met constante parameters) bedrijfsmodus van het systeem en alleen als de vorm van de primaire stroom niet verschilt van de sinusoïdale.
De huidige fout die in de beschrijving van de veelheid wordt genoemd, kenmerkt het relatieve verschil in de effectieve waarden van de stromen, uitgedrukt als een percentage. Het hoekequivalent wordt gedefinieerd als de fout tussen de vectoren van twee effectieve stroomcomponenten: de grondtoon voor het primaire circuit en de eerste harmonische voor het secundaire. Op basis van deze twee waarden wordt de totale fout berekend door ze op te tellen volgens de formule in de instructies.
Het belangrijkste doel van het meten van stroomtransformatoren is het aansluiten van energiemeters die worden gebruikt voor het onderhouden van driefasige hoogspanningslijnen.
