วัตถุประสงค์อุปกรณ์และหลักการทำงานของหม้อแปลงกระแส

ในวงจรไฟฟ้า 380 โวลต์ที่มีกระแสสูงตาม PUE จะใช้ตัวแปลงที่มีการออกแบบพิเศษเรียกว่าหม้อแปลงกระแส ด้วยความช่วยเหลือของมัน เป็นไปได้ที่จะลดค่าของตัวบ่งชี้ปัจจุบันตามจำนวนครั้งที่ระบุโดยลักษณะทางเทคนิค เพื่อให้เข้าใจหลักการทำงานของตัวแปลงดังกล่าว คุณจะต้องทำความคุ้นเคยกับการออกแบบ

คุณสมบัติการออกแบบ

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ามีองค์ประกอบโครงสร้างดังต่อไปนี้:

• แกนปิด (วงจรแม่เหล็ก);
• ขดลวดไฟฟ้าหลัก
• ขดลวดทุติยภูมิ (สเต็ปดาวน์)

ขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรที่ตรวจสอบเพื่อให้กระแสเฟสทั้งหมดไหลผ่าน ขดลวดทุติยภูมิถูกโหลดลงในอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย - รีเลย์ป้องกันหรืออุปกรณ์วัด เนื่องจากความแตกต่างของจำนวนรอบในแต่ละคอยส์ ส่วนประกอบปัจจุบันในขดลวดทุติยภูมิจึงลดลงเป็นค่าที่กำหนดโดยอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง

เนื่องจากความต้านทานของวงจรโหลดมีน้อยมาก จึงเชื่อว่าอุปกรณ์เหล่านี้ทำงานในโหมดที่ใกล้กับไฟฟ้าลัดวงจรมาก

พวกเขามักจะมีขดลวดทุติยภูมิหลายกลุ่มซึ่งแต่ละอันใช้เพื่อจุดประสงค์ของตัวเอง สามารถเชื่อมต่อกับ:

• อุปกรณ์ป้องกัน (เช่นรีเลย์แรงดันไฟฟ้า);
• อุปกรณ์การบัญชีและการวินิจฉัย
• อุปกรณ์ควบคุม

ความต้านทานของขดลวดเอาต์พุตถูกทำให้เป็นมาตรฐานอย่างเคร่งครัด เนื่องจากแม้ค่าเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากค่าที่ระบุใน TU ก็นำไปสู่ข้อผิดพลาดในการวัดที่เพิ่มขึ้นหรือการเสื่อมสภาพในลักษณะการตอบสนอง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง TT และหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องอยู่ในฟังก์ชันที่ดำเนินการโดยอุปกรณ์เหล่านี้และหลักการทำงาน หม้อแปลงกระแสให้การป้องกันโหลดที่เชื่อมต่อเป็นหลักและความแม่นยำในการวัดที่ระบุ ประเภทที่สองมีลักษณะเฉพาะโดยโหมดการแปลงอย่างหมดจดซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานในวงจรไฟฟ้าเท่านั้น

การจำแนกประเภทของหม้อแปลงกระแส

เพื่อให้เข้าใจว่า TT มีไว้เพื่ออะไร การทำความคุ้นเคยกับการจัดประเภทที่ยอมรับโดยทั่วไปของอุปกรณ์เหล่านี้จะช่วยได้ ตัวอย่างที่รู้จักของอุปกรณ์แปลงสัญญาณจะแตกต่างกันไปตามคุณสมบัติหลักดังต่อไปนี้:

• วัตถุประสงค์ - ฟังก์ชั่นที่ดำเนินการโดยอุปกรณ์เฉพาะแต่ละอย่าง
• วิธีการติดตั้งในสถานที่
• คุณสมบัติการออกแบบรวมถึงจำนวนรอบทั้งหมดในขดลวดปฐมภูมิ
• แรงดันไฟที่ใช้งานและชนิดของฉนวนตัวนำ
• จำนวนขั้นตอนการแปลง

ตามวัตถุประสงค์ ตัวอย่าง TT ที่รู้จักกันดีแบ่งออกเป็นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์ป้องกัน อุปกรณ์ตรวจวัด และอุปกรณ์ที่เรียกว่า "ระดับกลาง"

หมวดหมู่หลังมีไว้สำหรับการเชื่อมต่อเครื่องมือวัดหรือเพื่อปรับค่ากระแสในระบบป้องกันส่วนต่าง

ตามวิธีการติดตั้งประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคารเท่านั้น (ในตู้สวิตช์เกียร์)
• สำหรับรูปแบบการติดตั้งภายใน (ในสวิตช์ในร่ม);
• ตัวแปลงที่สร้างขึ้นในหน่วยไฟฟ้าและอุปกรณ์สวิตช์ซึ่งรวมถึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า
• อุปกรณ์เหนือศีรษะติดตั้งที่ด้านบนของโครงสร้าง (บนบุชชิ่ง)

ตัวอย่างแบบพกพาใช้สำหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการตลอดจนการตรวจสอบและการวัด

ตามการออกแบบของขดลวดปฐมภูมิ อุปกรณ์ปัจจุบันแบ่งออกเป็นรุ่นหลายเลี้ยว เลี้ยวเดียว และรถบัส ตามแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของวงจรที่ติดตั้งอุปกรณ์เหล่านี้ จะแบ่งออกเป็นหม้อแปลงที่ติดตั้งในเครือข่ายไม่เกิน 1,000 โวลต์

ตามประเภทของวัสดุฉนวนที่ใช้ในผลิตภัณฑ์เหล่านี้แบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

• ด้วยฉนวน "แห้ง" ตามพอร์ซเลนหรืออีพอกซีเรซิน
• ด้วยการป้องกันน้ำมันกระดาษหรือคอนเดนเซอร์
• ด้วยการเติมสาร

ตามจำนวนของสเตจการแปลงที่มีอยู่ อุปกรณ์ที่รู้จักทั้งหมดที่ติดตั้งในวงจรจ่ายไฟเป็นแบบสเตจเดียวและสองสเตจ (อีกชื่อหนึ่งคือ "คาสเคด")

ไดอะแกรมการเชื่อมต่อ

วงจรต่าง ๆ สำหรับเชื่อมต่อหม้อแปลงกระแสส่วนใหญ่แตกต่างกันในลำดับการเปลี่ยนของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ ประการแรกมีลักษณะการเชื่อมต่อตามลำดับที่ง่ายที่สุด (เรียกว่า "ผูกเข้า") ในการแตกของเฟสบัสที่ได้รับการตรวจสอบ อีกสิ่งหนึ่งคือวงจรทุติยภูมิซึ่งประกอบด้วยขดลวดหลายเส้นซึ่งสามารถตัดการเชื่อมต่อได้ตามรูปแบบต่อไปนี้:

• “ดาวเต็มดวง ใช้เมื่อจำเป็นต้องตรวจสอบพารามิเตอร์ปัจจุบันในแต่ละเฟส
• "ดาวไม่สมบูรณ์" ใช้เมื่อไม่จำเป็นต้องควบคุมวงจรการวัดเชิงเส้นทั้งหมด
• วงจรสำหรับกำหนดกระแสของ "ลำดับศูนย์" ซึ่งรวมถึงรีเลย์ควบคุม

เพื่อประหยัดเงินไม่ใช่สาม แต่มีเพียงสองหม้อแปลงวัด (ไม่มีเฟสเดียว) มักจะติดตั้งบนตัวป้อนขาออก 6-10 kV

ในกรณีนี้ ขดลวดทุติยภูมิจะเปิดขึ้นในรูปแบบดาวที่ไม่สมบูรณ์ วงจรทั่วไปที่เรียกว่า "การทดสอบกระแสลำดับเป็นศูนย์" เกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อขดลวดทุติยภูมิกับดาวเต็มดวง ในกรณีนี้ รีเลย์ควบคุมที่ใช้จะรวมอยู่ในการแตกของสายไฟทั่วไป ("ศูนย์") ด้วยการตัดการเชื่อมต่อประเภทนี้ กระแสที่ไหลผ่านขดลวดประกอบด้วยเวกเตอร์ทั้งสามเฟส หากโหลดมีความสมดุล ในกรณีของการลัดวงจรแบบเฟสเดียวหรือสองเฟส ส่วนประกอบที่เกิดจากความไม่สมดุลจะถูกปล่อยในรีเลย์

พารามิเตอร์หลักและลักษณะของหม้อแปลงกระแส

พารามิเตอร์ทางเทคนิคของหม้อแปลงกระแสใด ๆ อธิบายโดยตัวชี้วัดหลักดังต่อไปนี้:

• คลาสอุปกรณ์
• แรงดันไฟฟ้า;
• กระแสในขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ
• อัตราส่วนการแปลง AC (เป็นอัตราส่วน);
• ข้อผิดพลาดในการวัดที่อนุญาตเมื่อเชื่อมต่อมิเตอร์ไฟฟ้า
• การซึมผ่านและหน้าตัดของวงจรแม่เหล็ก (แกนกลาง)
• ขนาดของเส้นทางแม่เหล็ก

พิกัดแรงดันไฟฟ้าเป็นกิโลโวลต์มักจะระบุไว้ในหนังสือเดินทางที่แนบมากับอุปกรณ์เฉพาะแต่ละเครื่อง ค่าการทำงานอยู่ในช่วง 0.66 ถึง 1150 kV สำหรับข้อมูลที่สมบูรณ์เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งนี้และตัวบ่งชี้อื่น ๆ คุณควรอ่านเอกสารอ้างอิงเกี่ยวกับการเชื่อมต่อหม้อแปลงกับมิเตอร์ไฟฟ้า

ค่าของกระแสไฟที่กำหนดในขดลวดปฐมภูมิยังพบได้จากเอกสารทางเทคนิคที่แนบมาด้วย พารามิเตอร์นี้สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1.0 ถึง 40,000 แอมแปร์ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่นของทรานสดิวเซอร์ ค่าของตัวบ่งชี้ปัจจุบันในขดลวดทุติยภูมิมักจะเป็น 1.0 หรือ 5.0 แอมแปร์ (ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของวงจรหลัก)

บางครั้งผู้ผลิตจะผลิตอุปกรณ์ที่มีกระแสทุติยภูมิ 2.0 หรือ 2.5 แอมแปร์ภายใต้คำสั่ง

อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลง (หลายหลาก) เป็นตัวบ่งชี้สัดส่วนหรืออัตราส่วนของกระแสของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ หลายหลากที่จำกัดเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นอัตราส่วนของกระแสหลักสูงสุดต่อค่าเล็กน้อย โดยมีเงื่อนไขว่าข้อผิดพลาดรวมที่โหลดทุติยภูมิคงที่ไม่เกิน 10% อัตราส่วนการจำกัดเล็กน้อยหมายถึงตัวบ่งชี้เดียวกันที่โหลดที่เหมาะสมที่สุดพารามิเตอร์นี้แสดงถึงความเป็นไปได้ในการทำงานปกติของอุปกรณ์ป้องกันในโหมดฉุกเฉิน

ข้อผิดพลาดในปัจจุบัน

ตาม GOST 7746-89 มีข้อผิดพลาดสามประเภทสำหรับ CTs - ปัจจุบันเชิงมุมและทั้งหมด เป็นตัวบ่งชี้เชิงปริมาณของการเบี่ยงเบนของค่าปัจจุบันทุติยภูมิ คูณด้วยปัจจัยระบุจากตัวบ่งชี้หลัก

มาตรฐานกำหนดให้คำนวณข้อผิดพลาดดังกล่าวเฉพาะในโหมดการทำงานคงที่ (พร้อมพารามิเตอร์คงที่) ของระบบและเฉพาะในกรณีที่รูปแบบของกระแสหลักไม่แตกต่างจากแบบไซน์

ข้อผิดพลาดปัจจุบันที่กล่าวถึงในคำอธิบายของหลายหลากแสดงลักษณะความแตกต่างสัมพัทธ์ในค่าที่มีประสิทธิภาพของกระแสซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ค่าเท่ากันเชิงมุมถูกกำหนดให้เป็นข้อผิดพลาดระหว่างเวกเตอร์ของส่วนประกอบกระแสไฟที่มีประสิทธิภาพสองตัว: พื้นฐานสำหรับวงจรปฐมภูมิและฮาร์มอนิกแรกสำหรับวงจรทุติยภูมิ จากค่าทั้งสองนี้ ข้อผิดพลาดทั้งหมดจะคำนวณโดยการรวมตามสูตรที่ให้ไว้ในคำแนะนำ

วัตถุประสงค์หลักของการวัดหม้อแปลงกระแสคือการเชื่อมต่อเครื่องวัดพลังงานที่ใช้กับสายไฟสามเฟส