Vo výkonových obvodoch 380 V s vysokými prúdmi sa podľa PUE používa prevodník špeciálnej konštrukcie, ktorý sa nazýva prúdový transformátor. S jeho pomocou je možné znížiť hodnotu súčasného indikátora o počet opakovaní špecifikovaných technickými charakteristikami. Aby ste pochopili princíp fungovania takýchto prevodníkov, musíte sa oboznámiť s ich dizajnom.
Dizajnové prvky
Transformátory elektrického prúdu obsahujú tieto konštrukčné prvky:
- uzavreté jadro (magnetický obvod);
- vinutie primárnej energie;
- sekundárna (stupňovitá) cievka.
Primárne vinutie je zapojené do série s monitorovaným obvodom, takže ním preteká celý fázový prúd. Sekundárna cievka sa načíta na zariadenie pripojené k sieti - ochranné relé alebo meracie zariadenie. Kvôli rozdielu v počte závitov v každej z cievok sa prúdová zložka v sekundárnom vinutí zníži na hodnotu určenú transformačným pomerom.
Pretože odpor záťažových obvodov je zanedbateľný, predpokladá sa, že tieto zariadenia pracujú v režime veľmi blízkom skratu.
Zvyčajne majú niekoľko skupín sekundárnych vinutí, z ktorých každá sa používa na svoje vlastné účely. Môžu byť pripojené k:
- ochranné zariadenia (napríklad napäťové relé);
- účtovnícke a diagnostické zariadenia;
- riadiace zariadenie.
Odpor výstupných vinutí je striktne normalizovaný, pretože aj nepatrná odchýlka od hodnoty špecifikovanej v TU vedie k zvýšeniu chyby merania alebo k zhoršeniu charakteristík odozvy.
Zásadný rozdiel medzi TT a jeho príslušnými napäťovými transformátormi spočíva vo funkciách vykonávaných týmito zariadeniami a princípe činnosti. Prúdové transformátory poskytujú predovšetkým ochranu pripojenej záťaži a stanovenú presnosť meraní. Druhý typ sa vyznačuje čisto prevádzacím režimom prevádzky, ktorý súvisí iba s prevádzkou v silových obvodoch.
Klasifikácia prúdových transformátorov
- Účel - funkcia vykonávaná každým konkrétnym zariadením.
- Spôsob inštalácie na mieste.
- Konštrukčné prvky vrátane celkového počtu závitov v primárnom vinutí.
- Prevádzkové napätie a typ izolácie vodiča.
- Počet transformačných krokov.
Podľa účelu sa známe vzorky TT delia na laboratórne, ochranné, meracie a takzvané „medziľahlé“ prístroje.
Posledná uvedená kategória je určená buď na pripojenie meracích prístrojov, alebo na vyrovnanie hodnôt prúdu v systémoch diferenciálnej ochrany.
Podľa spôsobu inštalácie sa rozlišujú tieto typy:
- iba pre vonkajšiu inštaláciu (v rozvádzačoch);
- pre schémy vnútornej inštalácie (vo vnútorných rozvádzačoch);
- meniče zabudované do elektrických jednotiek a spínacích zariadení, ktoré zahŕňajú generátory a výkonové transformátory;
- stropné zariadenia namontované na vrchu konštrukcie (na priechodkách).
Prenosné vzorky sa používajú na laboratórny výskum, ako aj na kontrolu a meranie.
Podľa konštrukcie primárneho vinutia sú prúdové zariadenia rozdelené na viacotáčkové, jednootáčkové a zbernicové modely. V súlade s prevádzkovým napätím obvodov, v ktorých sú tieto zariadenia inštalované, sú rozdelené na transformátory inštalované v sieťach do a viac ako 1000 Voltov.
Podľa typu použitých izolačných materiálov sa tieto výrobky delia na tieto typy:
- so "suchou" izoláciou na báze porcelánu alebo epoxidovej živice;
- s papierovým olejom alebo ochranou kondenzátora;
- so zloženou náplňou.
Podľa počtu dostupných transformačných stupňov sú všetky známe zariadenia nainštalované v napájacom obvode jednostupňové a dvojstupňové (ich iný názov je „kaskáda“).
Schémy zapojenia
Rôzne obvody na pripojenie prúdových transformátorov sa líšia hlavne v poradí komutácie primárneho a sekundárneho vinutia. Prvý z nich sa vyznačuje najjednoduchším postupným zapojením (tzv. „Tie-in“) do prasknutia sledovanej fázovej zbernice. Ďalšou vecou sú sekundárne obvody pozostávajúce z niekoľkých vinutí, ktoré je možné odpojiť podľa nasledujúcich schém:
- „Plná hviezda, používa sa, keď je potrebné monitorovať aktuálne parametre v každej z fáz.
- „Neúplná hviezda“, používa sa, keď nie je potrebné ovládať všetky lineárne meracie obvody.
- Obvod na fixáciu prúdov „nulovej sekvencie“, ktorý obsahuje riadiace relé.
Na výstupných napájačoch 6-10 kV sa z dôvodu úspory peňazí často inštalujú nie tri, ale iba dva meracie transformátory (bez jednej fázy).
V tomto prípade sú sekundárne vinutia zapnuté v neúplnej hviezdnej schéme. Spoločný obvod s názvom „test prúdu s nulovou sekvenciou“ sa vytvorí pripojením sekundárnych vinutí na celú hviezdu. V tomto prípade je riadiace relé, ktoré sa v ňom používa, zahrnuté do prerušenia spoločného drôtu ("nula"). Pri tomto type odpojenia je prúd prechádzajúci vinutím tvorený všetkými tromi fázovými vektormi. Ak sú záťaže vyvážené, v prípade jednofázových alebo dvojfázových skratov sa zložka vznikajúca z nerovnováhy uvoľní v relé.
Hlavné parametre a charakteristiky prúdových transformátorov
Technické parametre ľubovoľného transformátora prúdu sú opísané v nasledujúcich hlavných ukazovateľoch:
- trieda zariadenia;
- Menovité napätie;
- prúdy v primárnej a sekundárnej cievke;
- Pomer transformácie AC (ako pomer);
- prípustná chyba merania pri pripojení elektromera;
- priepustnosť a prierez magnetického obvodu (jadro);
- veľkosť magnetickej dráhy.
Menovité napätie v kilovoltoch sa zvyčajne uvádza v pase pripojenom ku každému konkrétnemu zariadeniu. Jeho prevádzková hodnota sa pohybuje od 0,66 do 1150 kV. Podrobnejšie informácie o tomto a ďalších indikátoroch nájdete v referenčnej literatúre o pripojení transformátorov k elektromerom.
Niekedy na základe objednávky výrobca vyrába zariadenia so sekundárnymi prúdmi 2,0 alebo 2,5 ampéra.
Transformačný pomer (multiplicita) je indikátorom podielu alebo pomeru prúdov primárnej a sekundárnej cievky. Limitujúca multiplicita sa chápe ako pomer maximálneho primárneho prúdu k jeho menovitej hodnote za predpokladu, že celková chyba pri pevnom sekundárnom zaťažení nepresiahne 10%. Nominálny limitný pomer znamená ten istý indikátor pri optimálnom zaťažení.Tento parameter charakterizuje možnosť normálneho fungovania ochranných zariadení v núdzových režimoch.
Aktuálna chyba
Podľa GOST 7746-89 existujú tri typy chýb pre CT - prúdové, uhlové a celkové. Sú to kvantitatívne ukazovatele odchýlky hodnôt sekundárneho prúdu vynásobené nominálnym faktorom od primárneho ukazovateľa.
Norma predpisuje výpočet takýchto chýb iba v prevádzkovom režime systému v ustálenom stave (s konštantnými parametrami) a iba vtedy, ak sa forma primárneho prúdu nelíši od sínusového.
Aktuálna chyba uvedená v popise multiplicity charakterizuje relatívny rozdiel v efektívnych hodnotách prúdov, vyjadrený v percentách. Jeho uhlový ekvivalent je definovaný ako chyba medzi vektormi dvoch efektívnych zložiek prúdu: základného pre primárny obvod a prvej harmonickej pre sekundárne. Na základe týchto dvoch hodnôt sa vypočíta celková chyba ich súčtom podľa vzorca uvedeného v pokynoch.
Hlavným účelom merania prúdových transformátorov je pripojenie elektromerov používaných na obsluhu trojfázových elektrických vedení.
