Huidige transformator

De stroomtransformator is een apparaat waarvan de primaire wikkeling in serie is geschakeld met het werkcircuit en de secundaire wikkeling wordt gebruikt voor het meten. Dergelijke apparaten worden niet alleen in laboratoria gebruikt om hoeveelheden te schatten. De echte plaats van stroomtransformatoren in de buurt van elektriciteitscentrales, waar ze de modi helpen regelen, aanpassingen maken aan het proces van de werking van de apparatuur.

Bescherming en meting met stroomtransformatoren

Zodra het nodig was om energie over een afstand over te dragen. Dit gebeurde op het moment van de ontwikkeling van de geschiedenis, toen generatoren zich in de buurt van rivieren begonnen te vestigen. De fabrieken bevonden zich op gewone plaatsen: op de plaats van het optreden van hulpbronnen, in de buurt van grote steden - bronnen van arbeid. Het bleek dat de spanning 220, vooral 110 V, inefficiënt is om over een afstand te zenden - verliezen groeien. Uitleg - bij een constant stroomverbruik stijgt de stroom, wat direct leidt tot een toename van de warmte die in de draden wordt gegenereerd.

De optie om de doorsnede van de draad te vergroten, werd snel afgedaan als te duur. Toen begonnen ze step-up transformators te gebruiken. Als een resultaat werd gevonden dat met aanvaardbare efficiëntie het mogelijk is om elektriciteit over lange afstanden alleen bij een spanning van tientallen kilovolts over te dragen. Het is duidelijk dat er zoveel kracht nodig is om te controleren. Deel van de gevolgen van het breken van de fasedraden van hoogspanningskabels:

1. De dood van mensen die geacht worden het probleem op te lossen en zich per ongeluk op hun plek bevinden.
2. Falen van driefasige motoren.
3. Explosieve en ontvlambare situaties.

In een jaar neemt een deel van 100 km van de 380 V-transmissielijn 40 tot 50 ongevallen voor zijn rekening, 40% voor een breuk in de fasedraad. In de loop van het elimineren van abnormale situaties sterven 4-5 mensen. Bovengrondse lijnen zijn onbetrouwbaar, maar dit is vandaag de beste methode om elektrische energie over een afstand te verzenden die controle- en beschermingsmaatregelen vereist. Bovendien worden stroomtransformatoren gebruikt in meetapparatuur. Bijvoorbeeld in combinatie met driefasige spanningsmeters.

Classificatie van stroomtransformatoren

Stroomtransformatoren worden gewoonlijk ingedeeld als:

• Op type stroom. De gemeten spanning varieert per type. Voor metingen in het DC-circuit wordt het signaal in pulsen gesneden. Directe transformatie is niet mogelijk:

1. voor wisselstroom;
2. voor DC.

• Naar bestemming. We hebben al gezegd dat stroomtransformatoren vaak worden gebruikt voor metingen( bijvoorbeeld kWh).Bel systemen waarbij u personeel moet beschermen om de veiligheid te verbeteren. Natuurlijk worden de technieken toegepast om noodsituaties te lokaliseren en te elimineren:

1. meten;
2. beschermend.

• Op type conversie. Controllers of meters werken met stroom of spanning. Dienovereenkomstig worden de volgende transformatoren vervaardigd:

1. stroomsterkte;
2. stroomspanning.

• Bij wijze van presentatie van informatie:

1. analoog;
2. digitaal.

• Op type installatie:

1. voor gebruik binnenshuis;
2. voor werk in de open lucht( volgens plaatsing categorie 1 van GOST 15150);
3. ingebed;
4. special.

• Ter installatie:

1. -referentie( installatie op het vlak);
2. -controlepunten( voornamelijk invoerapparaten voor het gebouw);
3. ingebed( soms zonder primaire wikkeling, vertegenwoordigt de magnetische kern, gedragen op de isolatie van de stroomvoerende kern): bus( op de stroombus geplaatst);afneembaar( magnetische kern bestaat uit twee delen, aan elkaar geschroefd).

• door het aantal transformatieverhoudingen. Volgens GOST worden een aantal spanningen onderscheiden, die van elkaar in een orde van grootte verschillen. Om te kunnen communiceren met dezelfde besturingsapparaten, moet de transformatieverhouding worden gewijzigd:

1. met één transformatieratio;
2. met meerdere transformatieverhoudingen;

• Door het aantal stadia van transformatie. Het is niet altijd mogelijk om een ​​acceptabel signaalniveau te verkrijgen met behulp van een enkele transformatie. Dan is het noodzakelijk om het aantal windingen herhaaldelijk te verhogen en op te heffen, te verlagen of te verhogen:

1. eentraps;
2. trapsgewijs.

• Volgens het ontwerp van de primaire wikkeling:

1. enkele omwenteling: met een eigen primaire wikkeling( primaire winding is rechthoekig of rond staafvormig of U-vormig);zonder eigen primaire wikkeling;
2. nogovitkovye.

• Op type isolatie tussen de primaire en secundaire wikkelingen:

1. met viskeuze( in de vorm van verbindingen);
2. met hard( composietmaterialen, porselein);
3. met gasvormig( lucht);
4. met een combinatie( olie en papier).

• Volgens het principe van de huidige conversie:

1. optisch-elektronisch;
2. elektromagnetisch.

Het ontwerp, in andere gevallen en het werkingsprincipe, wordt bepaald door de spanning waarvoor het apparaat is bedoeld. Stroomtransformatoren zijn verdeeld in twee families: voor laagspanning( tot 1 kV) en hoog( overig).Apparaten zijn heel specifiek. Instrumenten die bekend zijn met de fysica van de school lijken alleen op stroomtransformatoren met een winding met meerdere windingen, die ongeveer op een spoel lijkt.

Parameters van stroomtransformatoren

Wanneer u ervoor kiest om samen te werken met een driefasemeter, let dan allereerst op de transformatieverhouding. Een aantal waarden is gestandaardiseerd en u moet apparaten kiezen die in paren kunnen werken. Hierboven is gezegd dat in andere gevallen de transformatieverhouding kan worden gewijzigd en dat deze moet worden gebruikt.

Naast de bedrijfsspanning speelt de stroom in de primaire wikkeling( van het onderzochte netwerk) een rol. Het is duidelijk dat met toenemende warmte stijgt, en zodra het stroomvoerende deel kan branden. Deze vereiste is niet zo relevant voor transformatoren zonder primaire wikkeling. De nominale secundaire stroom is meestal 1 of 5 A, wat als criterium dient voor de coördinatie met de koppelingsapparaten.

Betreft aandacht voor de belastingsweerstand in het meetcircuit. Er is nauwelijks een tegenwicht in de algemene rij, maar je moet het moment beheersen. Anders is de nauwkeurigheid van de metingen niet gegarandeerd. De belastingsfactor is meestal niet lager dan 0,8.Dit geldt voor meetinstrumenten met inductanties in de compositie. GOST normaliseert de waarde in volt-ampères. Om weerstand te verkrijgen in ohm, moet u het aantal delen door het kwadraat van de secundaire stroom.

Limietwerkingsmodi worden meestal gekenmerkt door een elektrodynamische weerstandsstroom die het gevolg is van kortsluiting. In het paspoort schrijven ze de waarde waarmee het apparaat voor een willekeurig lange tijd zonder fouten zal werken. Onder omstandigheden van kortsluiting is de stroom zo sterk dat deze een mechanisch effect begint te krijgen. Soms wordt in plaats van de stroom van de elektrodynamische weerstand de veelheid ervan tot nominaal aangegeven. Het blijft alleen over om de vermenigvuldigingsbewerking uit te voeren. De opgegeven parameter is niet van toepassing op apparaten zonder primaire wikkeling.

Bovendien wordt de thermische weerstandsstroom bepaald, die de transformator weerstaat zonder kritische oververhitting. Dit soort stabiliteit kan worden uitgedrukt door multipliciteit. Maar ze delen de stromen van thermische stabiliteit op tijd totdat het apparaat intact blijft:

1. Een seconde.
2. Twee seconden.
3. Drie seconden.

Er zijn afhankelijkheden tussen de stromen van elektrodynamische en thermische weerstand die in de figuur worden weergegeven. De temperatuur van de primaire wikkeling van aluminium mag niet hoger zijn dan 200 graden Celsius, en van koper - van 250 tot 300, afhankelijk van het type isolatie. Voor hoogspanningstransformatoren is de mechanische weerstand gestandaardiseerd, bepaald door de werking van de wind met een snelheid van 40 m / s( orkaan):

1. 500 N voor producten met een nominale spanning tot 35 kV.
2. 1000 N voor producten met een nominale spanning van 110 tot 220 kV.
3. 1500 N voor producten met een nominale spanning van 330 kV.

De opname van een stroomtransformator in het circuit en het werkingsprincipe

In het algemeen bestaat het apparaat uit een magnetisch circuit en twee wikkelingen. Maar de huidige transformator is, in tegenstelling tot de gebruikelijke, op een speciale manier ingeschakeld. De primaire wikkeling gaat sequentieel het hoofdcircuit binnen, waar de verbruikers zich bevinden, de secundaire is gesloten voor het meetapparaat of het beschermende relais.

Wanneer er een stroom vloeit in de primaire wikkeling in de magnetische kern, verschijnt er een veld dat een reactie veroorzaakt. Gelijktijdig wordt een stroom geïnduceerd in de secundaire wikkeling. Het veld staat tegenover de originator en de resulterende stroom is gelijk aan het verschil tussen het origineel en het nieuw gevormde veld. Het is slechts een paar procent van het origineel en is in feite de transmissieverbinding van het systeem. Het resulterende magnetische veld doordringt langs het pad van de kern de windingen van de primaire en secundaire wikkelingen, hetgeen suggereert in de eerste tegen-emf en in de tweede emf.

Elektromotorische kracht genereert een secundaire stroom, de verhouding tot de primaire hangt af van de verhouding van het aantal windingen. Dit is de transformatieratio. De secundaire stroom zal ongewijzigd blijven en de primaire stroom zal toenemen totdat het resulterende veld gelijk wordt aan het veld bij inactiviteit. Dientengevolge zal het apparaat een voldoende lage weerstand verkrijgen.

Laat ons uitleggen voor een volledig begrip van het gedrag van een transformator in de standby-modus. In dit geval induceert de primaire stroom een ​​magnetisch veld in de magnetische kern. De stroom circuleert in een gesloten lus van elektrisch staal met een kleine verzwakking. De actie is zodanig dat de gecreëerde EMF in de primaire wikkeling in de richting tegengesteld aan de spanning van het netwerk. Dit gebeurt omdat in de inductie de stroom 90 graden achterloopt, de geïnduceerde emf 90 graden achterblijft op het magnetische veld.

Stel je nu voor dat de secundaire wikkeling is geladen. Als een resultaat begint de veldenergie naar de uitgang te worden verzonden, waardoor een stroom wordt gevormd. Van de secundaire winding wordt een magnetisch veld gevormd in de antifase van de bron die het heeft gegenereerd. Tegen-EMF bij de ingang valt, consumptie begint te groeien. De verhoogde stroom verhoogt het primaire magnetische veld. Het proces gaat door totdat het evenwicht is bereikt. Dit gebeurt wanneer het resulterende magnetische veld in idle-modus gelijk is aan het veld. Het apparaat begint meer energie te verbruiken, nu werkt het systeem.

Uit wat gezegd is, is het duidelijk:

1. Het is nutteloos om elk type transformator in de inactieve modus in het netwerk aan te zetten. Energie wordt alleen besteed aan verliezen als gevolg van de magnetische omkering van de kern( wervelstromen worden bijna niet gevormd, vanwege het speciale ontwerp in de vorm van platen die van elkaar zijn geïsoleerd).
2. Een klein aantal omwentelingen in stroomtransformatoren is vereist om het verbruik in het gespecificeerde circuitsegment tot een minimum te beperken. Afzonderlijke kopieën hebben geen primaire wikkeling. Wat lijkt logisch voor grote stromingen.

We hebben gezien dat er een magnetische koppeling is tussen de stromen. De naam van de transformatoren lijkt redelijk logisch. Structuren voor overbelastingsbeveiliging( in de kortsluitmodus) en differentiële circuits die de magnitudes van de stromen van de fase- en neutrale draden vergelijken, zijn ontwikkeld. In het laatste geval wordt een bepaalde ongevoeligheidsdrempel verschaft voor het circuit om rekening te houden met lekstromen van het systeem.

Transformer Accuracy

De beschouwde klasse van apparaten heeft twee soorten fouten die moeten worden vermeld:

1. De huidige fout is het verschil tussen de werkelijke transformatieverhouding en de nominale.
2. De hoekfout is de divergentie van de vector van de uitgangsstroom van het ideale geval( in antiphase ten opzichte van de invoer).

Er zijn speciale methoden om deze nadelen te compenseren. Door middel van een spoelcorrectie wordt bijvoorbeeld de huidige fout geëlimineerd. De divergentiehoek wordt geëlimineerd door de juiste keuze van de magnitude van de magnetische inductie in de kern.