Transformador de corriente

El transformador de corriente es un dispositivo cuyo bobinado primario está conectado en serie con el circuito de trabajo y el bobinado secundario se usa para medir. Dichos dispositivos no solo se utilizan en laboratorios para estimar cantidades. El verdadero lugar de los transformadores de corriente cerca de las centrales eléctricas, donde ayudan a controlar los modos, haciendo ajustes en el proceso de operación del equipo.

Protección y medición con transformadores de corriente

Una vez que fue necesario transferir energía a una distancia. Esto sucedió en el momento del desarrollo de la historia, cuando los generadores comenzaron a ubicarse cerca de los ríos. Las fábricas estaban ubicadas en lugares comunes: en el lugar donde se encontraban los recursos, cerca de las grandes ciudades, fuentes de trabajo. Resultó que el voltaje 220, especialmente 110 V, es ineficiente para transmitir en una distancia: las pérdidas crecen. Explicación: con un consumo constante de energía aumenta la corriente, lo que conduce directamente a un aumento en el calor generado en los cables.

La opción de aumentar la sección transversal del cable se descartó rápidamente como demasiado costosa. Luego comenzaron a utilizar transformadores elevadores. Como resultado, se encontró que con una eficiencia aceptable es posible transmitir electricidad a largas distancias solo a una tensión de decenas de kilovoltios. Está claro que se requiere tanto poder para controlar. Parte de las consecuencias de romper los cables de fase de las líneas eléctricas:

1. La muerte de las personas que se supone deben solucionar el problema y se encuentran accidentalmente en su lugar.
2. Fallo de motores trifásicos de potencia.
3. Situaciones explosivas e inflamables.

En un año, una sección de 100 km de la línea de transmisión de 380 V representa de 40 a 50 accidentes, 40% por una interrupción en el cable de fase. En el curso de la eliminación de situaciones anormales mueren 4-5 personas. Las líneas aéreas no son confiables, pero este es el mejor método hoy en día para transmitir energía eléctrica a una distancia que requiere medidas de control y protección. Además, los transformadores de corriente se utilizan en equipos de medición. Por ejemplo, en tándem con medidores de tensión trifásicos.

Clasificación de los transformadores de corriente Los transformadores de corriente

se clasifican generalmente:

• Por tipo de corriente. La tensión medida varía según el tipo. Para las mediciones en el circuito de CC, se utiliza el corte de la señal en impulsos. La transformación directa no es posible:

1. para corriente alterna;
2. para DC.

• al destino. Ya hemos dicho que los transformadores de corriente a menudo se usan para mediciones( por ejemplo, kWh).Llame a los sistemas donde necesite proteger al personal para mejorar la seguridad. Por supuesto, las técnicas se aplican para localizar y eliminar situaciones de emergencia: medición

1. ;
2. protector.

• Por tipo de conversión. Los controladores o medidores funcionan con corriente o voltaje. En consecuencia, se fabrican los siguientes transformadores:

1. corriente-corriente;
2. corriente-voltaje.

• A modo de presentar información:

1. analógico;
2. digital.

• Por tipo de instalación:

1. para uso en interiores;
2. para trabajos al aire libre( según la categoría de colocación 1 de GOST 15150);
3. embebido;
4. especial.

• A modo de instalación: referencia

1. ( instalación en el plano);
2. checkpoints( principalmente dispositivos de entrada al edificio);
3. embebido( a veces sin devanado primario, representa el núcleo magnético, usado en el aislamiento del núcleo portador de corriente): bus( colocado en el bus de alimentación);desmontable( núcleo magnético consta de dos partes, atornilladas entre sí).

• Por el número de relaciones de transformación. Según GOST, se distinguen una serie de tensiones, que difieren entre sí en un orden de magnitud. Para interactuar con los mismos dispositivos de control, se debe cambiar la relación de transformación:

1. con una relación de transformación;
2. con múltiples relaciones de transformación;

• Por el número de etapas de transformación. No siempre es posible obtener un nivel de señal aceptable utilizando una sola transformación. Entonces es necesario aumentar y aliviar el número de devanados repetidamente, disminuyendo o aumentando:

1. de una sola etapa;
2. en cascada.

• De acuerdo con el diseño del devanado primario:

1. de una sola vuelta: con su propio devanado primario( el devanado primario es rectangular o varilla redonda o en forma de U);sin bobinado primario propio;
2. nogovitkovye.

• Por tipo de aislamiento entre los devanados primario y secundario:

1. con viscoso( en forma de compuestos);
2. con materiales duros( materiales compuestos, porcelana);
3. con gaseoso( aire);
4. con una combinación( aceite y papel).

• De acuerdo con el principio de conversión actual:

1. óptico-electrónico;
2. electromagnética.

El diseño, en otros casos y el principio de funcionamiento, está determinado por el voltaje al que está destinado el dispositivo. Los transformadores de corriente se dividen en dos familias: para baja tensión( hasta 1 kV) y alta( otras).Los dispositivos son muy específicos. Los instrumentos familiares en el curso de física de la escuela se asemejan solo a los transformadores de corriente con un devanado de varias vueltas, que se asemeja aproximadamente a una bobina.

Parámetros de los transformadores de corriente

Al elegir trabajar en tándem con un medidor trifásico, en primer lugar, preste atención a la relación de transformación. Se han estandarizado varios valores, y debe elegir dispositivos que puedan funcionar en pares. Se dijo anteriormente que en otros casos la relación de transformación puede cambiarse, y es necesario usarla.

Además de la tensión de funcionamiento, la corriente en el devanado primario( de la red en estudio) desempeña un papel. Está claro que con el aumento de calor aumenta, y una vez que la parte portadora de corriente puede quemarse. Este requisito no es tan relevante para los transformadores sin bobinado primario. La corriente secundaria nominal suele ser de 1 o 5 A, que sirve como criterio para la coordinación con los dispositivos de acoplamiento.

Se relaciona con prestar atención a la resistencia de carga en el circuito de medición. Apenas hay un contador fuera de la fila general, pero es necesario controlar el momento. De lo contrario, la precisión no está garantizada. El factor de carga no suele ser inferior a 0,8.Esto se aplica a los instrumentos de medición con inductancias en la composición. GOST normaliza el valor en voltios-amperios. Para obtener resistencia en ohmios, debe dividir el número por el cuadrado de la corriente secundaria. Los modos de operación de límite

se caracterizan generalmente por una corriente de resistencia electrodinámica que surge de un cortocircuito. En el pasaporte, escriben el valor en el que el dispositivo funcionará durante un tiempo arbitrariamente largo y sin fallos. En condiciones de cortocircuito, la corriente es tan fuerte que comienza a tener un efecto mecánico. A veces, en lugar de la corriente de resistencia electrodinámica, se indica su multiplicidad nominal. Sólo queda realizar la operación de multiplicación. El parámetro especificado no se aplica a dispositivos sin devanado primario.

Además, se determina la corriente de resistencia térmica, que el transformador soporta sin sobrecalentamiento crítico. Este tipo de estabilidad se puede expresar por multiplicidad. Pero comparten las corrientes de estabilidad térmica en el tiempo hasta que el dispositivo permanece intacto:

1. de un segundo.
2. Dos segundos.
3. Tres segundos.

Existen dependencias entre las corrientes de resistencia electrodinámica y térmica presentadas en la figura. La temperatura del devanado primario de aluminio no debe superar los 200 grados centígrados y el de cobre, de 250 a 300, según el tipo de aislamiento. Para transformadores de alto voltaje, la resistencia mecánica está estandarizada, determinada por la acción del viento a una velocidad de 40 m / s( huracán):

1. 500 N para productos con un voltaje nominal de hasta 35 kV.
2. 1000 N para productos con un voltaje nominal de 110 a 220 kV.
3. 1500 N para productos con un voltaje nominal de 330 kV.

La inclusión de un transformador de corriente en el circuito y el principio de operación

En general, el dispositivo consta de un circuito magnético y dos devanados. Pero el transformador de corriente, a diferencia de lo habitual, se enciende de una manera especial. El devanado primario entra secuencialmente en el circuito principal, donde se encuentran los consumidores, el secundario está cerrado al dispositivo de medición o al relé de protección.

Cuando una corriente fluye en el devanado primario dentro del núcleo magnético, aparece un campo que causa una respuesta. Simultáneamente, se induce una corriente en el devanado secundario. Su campo es opuesto al originador, y el flujo resultante es igual a la diferencia entre el original y el recién formado. Es solo un pequeño porcentaje del original y, de hecho, es el enlace de transmisión del sistema. El campo magnético resultante impregna a lo largo de la trayectoria del núcleo las vueltas de los devanados primario y secundario, sugiriendo en el primer contra-emf, y en el segundo emf. La fuerza electromotriz de

genera una corriente secundaria, la relación a la primaria depende de la relación del número de vueltas. Esta es la relación de transformación. La corriente secundaria permanecerá sin cambios, y la corriente primaria crecerá hasta que el campo resultante sea igual al campo en reposo. Como resultado, el dispositivo adquirirá una resistencia suficientemente baja.

Permítanos explicar para una comprensión completa del comportamiento de un transformador en modo inactivo. En este caso, la corriente primaria induce un campo magnético en el núcleo magnético. La corriente circula en un circuito cerrado de acero eléctrico con una pequeña atenuación. Su acción es tal que el EMF creado en el devanado primario en la dirección opuesta a la tensión de la red. Esto sucede porque en la inductancia la corriente se retrasa 90 grados, la frecuencia de fibrilación inducida se retrasa 90 grados detrás del campo magnético.

Ahora imagine que el devanado secundario estaba cargado. Como resultado, la energía del campo comienza a transmitirse a la salida, formando una corriente. Desde el devanado secundario, se forma un campo magnético en antifase a partir de la fuente que lo generó.Contra-EMF en la entrada cae, el consumo comienza a crecer. El aumento de la corriente aumenta el campo magnético primario. El proceso continúa hasta que se alcanza el equilibrio. Esto sucederá cuando el campo magnético resultante sea igual al campo en reposo. El dispositivo comenzará a consumir más energía, ahora el sistema está funcionando.

De lo que se ha dicho está claro:

1. es inútil encender cualquier tipo de transformador en el modo inactivo en la red. La energía se gastará solo en pérdidas debido a la inversión magnética del núcleo( las corrientes de Foucault casi no se forman, debido al diseño especial en forma de placas aisladas unas de otras).
2. Se requiere un pequeño número de vueltas en los transformadores de corriente para reducir al mínimo el consumo en el segmento del circuito especificado. Las copias individuales no tienen un devanado primario. Lo que parece lógico para grandes corrientes que fluyen.

Hemos visto que hay un acoplamiento magnético entre las corrientes. El nombre de los transformadores parece ser bastante lógico. Se desarrollan estructuras para la protección de sobrecarga( en el modo de cortocircuito) y circuitos diferenciales que comparan las magnitudes de las corrientes de la fase y los cables neutros. En este último caso, se proporciona un cierto umbral de insensibilidad para que el circuito tenga en cuenta las corrientes de fuga del sistema.

Precisión del transformador

La clase considerada de dispositivos tiene dos tipos de errores que requieren mención:

1. El error actual es la diferencia entre la relación de transformación real y la nominal.
2. El error angular es la divergencia del vector de la corriente de salida del caso ideal( en antifase en relación con la entrada).

Existen métodos especiales para compensar estas desventajas. Por ejemplo, mediante una corrección de bobina, se elimina el error actual. El ángulo de divergencia se elimina mediante la elección correcta de la magnitud de la inducción magnética en el núcleo.