Syfte, anordning och funktionsprincip för strömtransformatorer

I kraftkretsarna på 380 volt med höga strömmar, enligt PUE, används en speciell designomvandlare, kallad en strömtransformator. Med hjälp är det möjligt att minska värdet på strömindikatorn med det antal gånger som specificeras av de tekniska egenskaperna. För att förstå driften av sådana omvandlare måste du bekanta dig med deras design.

Design egenskaper

Elektriska strömtransformatorer innehåller följande strukturella element:

• sluten kärna (magnetisk krets);
• primär kraftlindning;
• sekundär (nedåtgående) spole.

Primärlindningen är kopplad i serie med den övervakade kretsen, så att hela fasströmmen flyter genom den. Sekundärspolen laddas på en enhet som är ansluten till nätverket - ett skyddsrelä eller en mätanordning. På grund av skillnaden i antal varv i var och en av spolarna reduceras strömkomponenten i sekundärlindningen till ett värde som bestäms av omvandlingsförhållandet.

Eftersom belastningskretsarnas motstånd är obetydligt antas det att dessa anordningar arbetar i ett läge mycket nära kortslutning.

De har vanligtvis flera grupper av sekundärlindningar, som var och en används för sina egna ändamål. De kan anslutas till:

• skyddsanordningar (till exempel spänningsreläer);
• redovisnings- och diagnostisk utrustning;
• kontrollutrustning.

Motståndet hos utgångslindningarna är strikt normaliserat, eftersom även en liten avvikelse från det värde som anges i TU leder till en ökning av mätfelet eller en försämring av svarsegenskaperna.

Den väsentliga skillnaden mellan en TT och dess relaterade spänningstransformatorer ligger i funktionerna som utförs av dessa enheter och driftsprincipen. Strömtransformatorer skyddar främst den anslutna belastningen och den specificerade mätnoggrannheten. Den andra typen kännetecknas av ett rent omvandlingsläge, som endast är relaterat till drift i effektkretsar.

Klassificering av strömtransformatorer

För att förstå vad TT är avsedd för, kan bekanta sig med den allmänt accepterade klassificeringen av dessa enheter. Kända exempel på konverteringsenheter skiljer sig åt i följande huvudfunktioner:

• Syfte - funktionen som utförs av varje specifik enhet.
• Installationsmetod på plats.
• Designfunktioner inklusive det totala antalet varv i primärlindningen.
• Arbetsspänning och typ av ledarisolering.
• Antalet transformationssteg.

Enligt syftet är de välkända TT-proverna uppdelade i laboratorie-, skydds-, mät- och så kallade "mellanliggande" enheter.

Den senare kategorin är avsedd antingen för anslutning av mätinstrument eller för utjämning av strömvärden i differentiella skyddssystem.

Enligt installationsmetoden särskiljs följande typer:

• endast för utomhusinstallation (i ställverk);
• för interna installationssystem (inom ställverk inomhus);
• omvandlare inbyggda i elektriska enheter och kopplingsanordningar, som inkluderar generatorer och kraftomvandlare;
• överliggande enheter monterade ovanpå strukturen (på bussningar).

Bärbara prover används för laboratorieforskning samt för inspektion och mätning.

Enligt utformningen av primärlindningen är nuvarande enheter uppdelade i modeller med flera varv, envarv och buss. I enlighet med driftspänningen för de kretsar där dessa enheter är installerade är de uppdelade i transformatorer installerade i nätverk upp till och mer än 1000 volt.

Beroende på vilken typ av isoleringsmaterial som används i dem delas dessa produkter upp i följande typer:

• med "torr" isolering baserad på porslin eller epoxiharts;
• med skydd mot pappersolja eller kondensor;
• med sammansatt fyllning.

Enligt antalet tillgängliga transformationssteg är alla kända enheter installerade i strömförsörjningskretsen enstegs och tvåstegs (deras andra namn är "kaskad").

Anslutningsdiagram

Olika kretsar för anslutning av strömtransformatorer skiljer sig huvudsakligen i kommuteringsordningen för primär- och sekundärlindningarna. Den första av dem kännetecknas av den enklaste sekventiella anslutningen (den så kallade "tie-in") till brottet för den övervakade fasbussen. En annan sak är sekundära kretsar, bestående av flera lindningar, som kan kopplas bort enligt följande scheman:

• ”Hel stjärna, används när det är nödvändigt att övervaka de aktuella parametrarna i var och en av faserna.
• "Ofullständig stjärna", används när det inte finns något behov av att kontrollera alla linjära mätkretsar.
• En krets för fixering av strömmar av "noll sekvens", som inkluderar ett styrrelä.

På utgående matare på 6-10 kV, för att spara pengar, installeras ofta inte tre utan bara två mättransformatorer (utan en fas).

I detta fall slås sekundärlindningarna på i ett ofullständigt stjärnschema. En vanlig krets som kallas "nollsekvensströmtest" bildas genom att ansluta sekundärlindningarna till en hel stjärna. I detta fall ingår det styrrelä som används i det i brottet för den gemensamma ledningen ("noll"). Med denna typ av frånkoppling består strömmen som passerar genom lindningen av alla tre fasvektorerna. Om belastningarna är balanserade, i händelse av enfas eller tvåfas kortslutning, frigörs komponenten som härrör från obalansen i reläet.

Huvudparametrar och egenskaper hos strömtransformatorer

De tekniska parametrarna för vilken strömtransformator som helst beskrivs av följande huvudindikatorer:

• enhetsklass;
• Märkspänning;
• strömmar i de primära och sekundära spolarna;
• AC-transformationsförhållande (som ett förhållande);
• tillåtet mätfel vid anslutning av en elmätare;
• permeabilitet och tvärsnitt av magnetkretsen (kärnan);
• storleken på den magnetiska banan.

Spänningsbetyget i kilovolt anges vanligtvis i passet som är fäst vid varje specifik enhet. Driftvärdet varierar från 0,66 till 1150 kV. För mer fullständig information om detta och andra indikatorer, bör du läsa referenslitteraturen om anslutning av transformatorer till elektriska mätare.

Värdet på märkströmmen i primärspolen framgår också av den medföljande tekniska dokumentationen. Beroende på givarens specifika modell kan denna parameter variera från 1,0 till 40 000 ampere. Värdena för det aktuella indexet i sekundärspolen är vanligtvis 1,0 eller 5,0 ampere (beroende på parametrarna för den primära kretsen).

Ibland, under beställningen, tillverkar tillverkaren enheter med sekundära strömmar på 2,0 eller 2,5 ampere.

Transformationsförhållandet (multiplicitet) är en indikator på andelen eller förhållandet mellan strömmarna i de primära och sekundära spolarna. Den begränsande mångfalden förstås som förhållandet mellan den maximala primärströmmen och dess nominella värde, förutsatt att det totala felet vid en fast sekundär belastning inte överstiger 10%. Det nominella gränsförhållandet betyder samma indikator vid optimal belastning.Denna parameter karaktäriserar möjligheten att normal skyddsanordning fungerar i nödlägen.

Aktuellt fel

Enligt GOST 7746-89 finns det tre typer av fel för CT: er, ström, vinkel och total. De är kvantitativa indikatorer på avvikelsen för de sekundära strömvärdena, multiplicerat med den nominella faktorn, från den primära indikatorn.

Standarden föreskriver att endast beräkna sådana fel i systemets driftläge (med konstanta parametrar) och endast om formen på den primära strömmen inte skiljer sig från den sinusformade.

Det aktuella felet som nämns i beskrivningen av mångfalden kännetecknar den relativa skillnaden i de effektiva värdena för strömmarna, uttryckt i procent. Dess vinkelekvivalent definieras som felet mellan vektorerna i två effektiva strömkomponenter: det grundläggande för den primära kretsen och den första övertonen för den sekundära. Baserat på dessa två värden beräknas det totala felet genom att summera dem enligt formeln i instruktionerna.

Huvudsyftet med att mäta strömtransformatorer är att ansluta energimätare som används för att serva trefas kraftledningar.