Намена, уређај и принцип рада струјних трансформатора

У струјним круговима од 380 Волти са високим струјама, према ПУЕ, користи се претварач посебног дизајна, назван струјни трансформатор. Уз његову помоћ могуће је смањити вредност тренутног индикатора за број пута одређен техничким карактеристикама. Да бисте разумели принцип рада таквих претварача, мораћете се упознати са њиховим дизајном.

Карактеристике дизајна

Трансформатори електричне струје садрже следеће структурне елементе:

• затворено језгро (магнетно коло);
• намотај примарне снаге;
• секундарни (силазни) калем.

Примарни намотај је повезан серијски са надгледаним колом, тако да кроз њега протиче читава фазна струја. Секундарна завојница је напуњена на уређај повезан на мрежу - заштитни релеј или мерни уређај. Због разлике у броју завоја у свакој од калемова, струјна компонента у секундарном намотају смањена је на вредност одређену односом трансформације.

Будући да је отпор кругова оптерећења занемарљив, верује се да ови уређаји раде у режиму врло блиском кратком споју.

Обично имају неколико група секундарних намотаја, од којих се сваки користи у своје сврхе. Могу се повезати са:

• заштитни уређаји (напонски релеји, на пример);
• књиговодствена и дијагностичка опрема;
• контролна опрема.

Отпор излазних намотаја је строго нормализован, јер чак и мало одступање од вредности наведене у ТУ доводи до повећања грешке мерења или погоршања карактеристика одзива.

Суштинска разлика између ТТ и њему сродних напонских трансформатора лежи у функцијама које ови уређаји обављају и принципу рада. Струјни трансформатори првенствено пружају заштиту за прикључено оптерећење и наведену тачност мерења. Други тип карактерише чисто конвертујући начин рада, који се односи само на рад у струјним круговима.

Класификација струјних трансформатора

Да би се разумело чему је ТТ намењен, помоћи ће упознавање са општеприхваћеном класификацијом ових уређаја. Познати узорци уређаја за претварање разликују се у следећим главним карактеристикама:

• Намена - функција коју обавља сваки одређени уређај.
• Начин инсталације на лицу места.
• Карактеристике дизајна, укључујући укупан број завоја у примарном намотају.
• Радни напон и врста изолације проводника.
• Број корака трансформације.

Према намени, добро познати узорци ТТ подељени су на лабораторијске, заштитне, мерне и такозване „средње“ уређаје.

Ова последња категорија намењена је или за повезивање мерних инструмената или за изједначавање вредности струје у системима диференцијалне заштите.

Према начину уградње разликују се следеће врсте:

• само за спољну уградњу (у разводне ормаре);
• за унутрашње инсталационе шеме (у затвореним расклопним уређајима);
• претварачи уграђени у електричне јединице и преклопни уређаји, који укључују генераторе и енергетске трансформаторе;
• надземни уређаји монтирани на врху конструкције (на чаурама).

Преносни узорци се користе за лабораторијска истраживања, као и за инспекцију и мерење.

Према дизајну примарног намотаја, струјни уређаји су подељени на вишеокретне, једносмерне и магистралне моделе. У складу са радним напоном кола у којима су ови уређаји уграђени, подељени су на трансформаторе инсталиране у мрежама до и више од 1000 Волти.

Према врсти изолационих материјала који се користе у њима, ови производи су подељени у следеће врсте:

• са "сувом" изолацијом на бази порцелана или епоксидне смоле;
• са заштитом од уља-папира или кондензатора;
• са сложеним пуњењем.

Према броју доступних степена трансформације, сви познати уређаји инсталирани у колу напајања су једностепени и двостепени (њихово друго име је „каскада“).

Дијаграми повезивања

Разна кола за повезивање струјних трансформатора углавном се разликују по редоследу комутације примарног и секундарног намотаја. Први од њих карактерише најједноставнија секвенцијална веза (такозвани „привезивање“) у пукнуће надгледане фазне магистрале. Друга ствар су секундарни кругови, који се састоје од неколико намотаја, који се могу одвојити према следећим шемама:

• „Пуна звезда, користи се када је потребно пратити тренутне параметре у свакој од фаза.
• „Непотпуна звезда“, користи се када нема потребе за управљањем свим линеарним мерним круговима.
• Коло за фиксирање струја „нулте секвенце“, које укључује управљачки релеј.

Да би се уштедео новац, на одлазним хранилицама 6-10 кВ често се инсталирају не три, већ само два мерна трансформатора (без једне фазе).

У овом случају, секундарни намотаји су укључени у непотпуну шему звезда. Уобичајени круг назван „испитивање струје нулте секвенце“ формира се повезивањем секундарних намотаја са пуном звездом. У овом случају, управљачки релеј који се користи у њему укључен је у прекид заједничке жице („нула“). Са овом врстом одвајања, струја која пролази кроз намотај чине сва три фазна вектора. Ако су оптерећења уравнотежена, у случају једнофазних или двофазних кратких спојева, компонента која настаје услед неравнотеже отпушта се у релеју.

Главни параметри и карактеристике струјних трансформатора

Технички параметри било ког струјног трансформатора описани су следећим главним индикаторима:

• класа уређаја;
• Напон;
• струје у примарном и секундарном калему;
• Однос трансформације наизменичне струје (као однос);
• дозвољена грешка мерења при повезивању бројила електричне енергије;
• пропустљивост и пресек магнетног кола (језгра);
• величина магнетног пута.

Напон у киловолтима обично се даје у пасошу који је приложен уз сваки одређени уређај. Његова радна вредност се креће од 0,66 до 1150 кВ. За потпуније информације о овом и другим показатељима, прочитајте референтну литературу о повезивању трансформатора на електрична бројила.

Вредност називне струје у примарном калему такође се сазнаје из пратеће техничке документације. У зависности од специфичног модела претварача, овај параметар може бити у распону од 1,0 до 40 хиљада Ампера. Вредности индикатора струје у секундарној завојници су обично 1,0 или 5,0 Ампера (у зависности од параметара примарног круга).

Понекад, према поруџбини, произвођач производи уређаје са секундарним струјама од 2,0 или 2,5 Ампера.

Однос трансформације (вишеструкост) је показатељ пропорције или односа струја примарне и секундарне завојнице. Ограничавајући вишеструкост подразумева се однос максималне примарне струје према њеној номиналној вредности, под условом да укупна грешка при фиксном секундарном оптерећењу не прелази 10%. Номинални гранични однос значи исти показатељ при оптималном оптерећењу.Овај параметар карактерише могућност нормалног функционисања заштитних уређаја у хитним режимима.

Тренутна грешка

Према ГОСТ 7746-89, постоје три врсте грешака за ЦТ - тренутне, угаоне и укупне. Они су квантитативни показатељи одступања секундарних струјних вредности помножени номиналним фактором од примарног индикатора.

Стандард прописује израчунавање таквих грешака само у стационарном (са константним параметрима) режиму рада система и само ако се облик примарне струје не разликује од синусоидног.

Тренутна грешка поменута у опису вишеструкости карактерише релативну разлику у ефективним вредностима струја, изражену у процентима. Његов угаони еквивалент дефинисан је као грешка између вектора две ефективне компоненте струје: основне за примарни круг и првог хармоника за секундарну. На основу ове две вредности израчунава се укупна грешка њиховим збрајањем према формули датој у упутствима.

Главна сврха мерења струјних трансформатора је повезивање бројила енергије која се користе за сервисирање трофазних далековода.