În circuitele de putere de 380 de volți cu curenți mari, conform PUE, se folosește un convertor cu un design special, numit transformator de curent. Cu ajutorul acestuia, este posibilă reducerea valorii indicatorului curent cu numărul de ori specificat de caracteristicile tehnice. Pentru a înțelege principiul funcționării acestor convertoare, va trebui să vă familiarizați cu designul lor.
Caracteristici de proiectare
Transformatoarele de curent electric conțin următoarele elemente structurale:
- miez închis (circuit magnetic);
- înfășurare primară;
- bobină secundară (treptată).
Înfășurarea primară este conectată în serie cu circuitul monitorizat, astfel încât întregul curent de fază să curgă prin el. Bobina secundară este încărcată pe un dispozitiv conectat la rețea - un releu de protecție sau un dispozitiv de măsurare. Datorită diferenței în numărul de rotații în fiecare dintre bobine, componenta curentă în înfășurarea secundară este redusă la o valoare determinată de raportul de transformare.
Deoarece rezistența circuitelor de sarcină este neglijabilă, se crede că aceste dispozitive funcționează într-un mod foarte apropiat de scurtcircuit.
Au de obicei mai multe grupuri de înfășurări secundare, fiecare dintre ele fiind folosită în scopuri proprii. Ele pot fi conectate la:
- dispozitive de protecție (relee de tensiune, de exemplu);
- echipamente de contabilitate și diagnostic;
- echipamente de control.
Rezistența înfășurărilor de ieșire este strict normalizată, deoarece chiar și o ușoară abatere de la valoarea specificată în TU duce la o creștere a erorii de măsurare sau la o deteriorare a caracteristicilor de răspuns.
Diferența esențială între un TT și transformatoarele sale de tensiune aferente constă în funcțiile îndeplinite de aceste dispozitive și principiul de funcționare. Transformatoarele de curent asigură în principal protecție pentru sarcina conectată și precizia specificată a măsurătorilor. Al doilea tip se caracterizează printr-un mod de operare pur convertitor, care este legat doar de funcționarea în circuite de alimentare.
Clasificarea transformatoarelor de curent
- Scop - funcția îndeplinită de fiecare dispozitiv specific.
- Metoda de instalare la fața locului.
- Caracteristici de proiectare, inclusiv numărul total de viraje în înfășurarea primară.
- Tensiunea de funcționare și tipul izolației conductorului.
- Numărul de pași de transformare.
Conform scopului, probele binecunoscute TT sunt împărțite în dispozitive de laborator, de protecție, de măsurare și așa-numite dispozitive „intermediare”.
Această din urmă categorie este destinată fie conectării instrumentelor de măsurare, fie egalizării valorilor curente în sistemele de protecție diferențială.
În conformitate cu metoda de instalare, se disting următoarele tipuri:
- numai pentru instalare în exterior (în dulapuri de distribuție);
- pentru schemele de instalare interne (în aparatele de distribuție interioare)
- convertoare încorporate în unități electrice și dispozitive de comutare, care includ generatoare și transformatoare de putere;
- dispozitive aeriene montate deasupra structurii (pe bucșe).
Eșantioanele portabile sunt folosite pentru cercetări de laborator, precum și pentru inspecție și măsurare.
Conform designului înfășurării primare, dispozitivele actuale sunt împărțite în modele multi-turn, single-turn și bus. În conformitate cu tensiunea de funcționare a circuitelor în care sunt instalate aceste dispozitive, acestea sunt împărțite în transformatoare instalate în rețele de până la și mai mult de 1000 de volți.
În funcție de tipul de materiale izolante utilizate în acestea, aceste produse sunt împărțite în următoarele tipuri:
- cu izolație „uscată” pe bază de porțelan sau rășină epoxidică;
- cu protecție pentru hârtie-ulei sau condensator;
- cu umplutură compusă.
În funcție de numărul de etape de transformare disponibile, toate dispozitivele cunoscute instalate în circuitul de alimentare sunt cu o singură etapă și cu două trepte (celălalt nume al acestora este „cascadă”).
Diagramele de conexiune
Diferite circuite pentru conectarea transformatoarelor de curent diferă în principal în ordinea comutării înfășurărilor primare și secundare. Prima dintre ele este caracterizată de cea mai simplă conexiune secvențială (așa-numitul „tie-in”) în ruptura magistralei de fază monitorizate. Un alt lucru sunt circuitele secundare, constând din mai multe înfășurări, care pot fi deconectate în conformitate cu următoarele scheme:
- „Stea completă, utilizată atunci când este necesar să se monitorizeze parametrii curenți în fiecare dintre faze.
- „Stea incompletă”, utilizată atunci când nu este necesar să se controleze toate circuitele de măsurare liniare.
- Un circuit pentru fixarea curenților de „secvență zero”, care include un releu de control.
Pentru a economisi bani, nu trei, ci doar două transformatoare de măsurare (fără o singură fază) sunt adesea instalate pe alimentatoarele de ieșire 6-10 kV.
În acest caz, înfășurările secundare sunt activate într-o schemă stelară incompletă. Un circuit comun numit "test de curent de secvență zero" este format prin conectarea înfășurărilor secundare la o stea completă. În acest caz, releul de control utilizat în acesta este inclus în spargerea firului comun („zero”). Cu acest tip de deconectare, curentul care trece prin înfășurare este format din toți vectorii de fază. Dacă sarcinile sunt echilibrate, în cazul scurtcircuitelor monofazate sau bifazate, componenta rezultată din dezechilibru este eliberată în releu.
Principalii parametri și caracteristici ale transformatoarelor de curent
Parametrii tehnici ai oricărui transformator de curent sunt descriși de următorii indicatori principali:
- clasa dispozitivelor;
- Tensiune nominală;
- curenții în bobinele primare și secundare;
- Raport de transformare AC (ca raport);
- eroare de măsurare permisă la conectarea unui contor de energie electrică;
- permeabilitatea și secțiunea transversală a circuitului magnetic (miez);
- magnitudinea căii magnetice.
Valoarea tensiunii în kilovolți este de obicei dată în pașaportul atașat fiecărui dispozitiv specific. Valoarea sa de funcționare variază de la 0,66 la 1150 kV. Pentru informații mai complete despre acest și alți indicatori, ar trebui să citiți literatura de referință privind conectarea transformatoarelor la contoare electrice.
Uneori, la comandă, producătorul produce dispozitive cu curenți secundari de 2,0 sau 2,5 Amperi.
Raportul de transformare (multiplicitate) este un indicator al proporției sau raportului curenților bobinelor primare și secundare. Multiplicitatea limitativă este înțeleasă ca raportul dintre curentul primar maxim și valoarea sa nominală, cu condiția ca eroarea totală la o sarcină secundară fixă să nu depășească 10%. Raportul limitativ nominal înseamnă același indicator la sarcină optimă.Acest parametru caracterizează posibilitatea funcționării normale a dispozitivelor de protecție în modurile de urgență.
Eroare curentă
Conform GOST 7746-89, există trei tipuri de erori pentru CT - curent, unghiular și total. Sunt indicatori cantitativi ai deviației valorilor curente secundare, înmulțite cu factorul nominal, de la indicatorul primar.
Standardul prescrie să se calculeze astfel de erori numai în modul de funcționare în sistem staționar (cu parametri constanți) al sistemului și numai dacă forma curentului primar nu diferă de cea sinusoidală.
Eroarea curentă menționată în descrierea multiplicității caracterizează diferența relativă a valorilor efective ale curenților, exprimată în procente. Echivalentul său unghiular este definit ca eroarea dintre vectorii a două componente efective de curent: fundamentalul pentru circuitul primar și prima armonică pentru secundar. Pe baza acestor două valori, eroarea totală este calculată prin însumarea lor conform formulei date în instrucțiuni.
Scopul principal al măsurării transformatoarelor de curent este conectarea contoarelor de energie utilizate pentru deservirea liniilor electrice trifazate.
