Tokovni transformator

Tokovni transformator

Na splošno se tokovni transformatorji in ampermetri uporabljajo kot ustrezen par, v katerem je zasnova tokovnega transformatorja taka, da zagotavlja maksimalni sekundarni tok, ki ustreza polnemu odklonu ampermetra. V večini tokovnih transformatorjev obstaja približno obratno razmerje med obema tokovoma v primarnem in sekundarnem navitju. Zato je kalibracija CT običajno za določen tip ampermetra.

Večina tokovnih transformatorjev ima standardno sekundarno vrednost 5 amperov, pri čemer se primarni in sekundarni tokovi izražajo kot razmerje 100/5. To pomeni, da je primarni tok 20-krat večji od sekundarnega toka, tako da, ko teče 100 amperov v primarnem vodniku, se bo v sekundarnem navitju pretakalo 5 amperov. Tokovni transformator, recimo 500/5, bo proizvedel 5 amperov v sekundarnem za 500 amperov v primarnem prevodniku, 100-krat večji.

S povečanjem števila sekundarnih navitij, Ns, lahko sekundarni tok postane veliko manjši od toka v primarnem krogu, ki ga merimo, ker se Ns povečuje, ali se zmanjšuje za proporcionalno količino. Z drugimi besedami, število obratov in tok v primarnem in sekundarnem navitju sta povezana z inverznim sorazmerjem.

Tokovni transformator, kot vsak drugi transformator, mora zadostiti amp-turn enačbi in iz našega vodnika o dvojno napetem transformatorju vemo, da je to obratno razmerje enako: od katerega dobimo:

Tokovno razmerje bo določalo razmerje obračanja in ker je primarni običajno sestavljen iz enega ali dveh obratov, medtem ko lahko sekundarni ima več sto zavojev, je lahko razmerje med primarnim in sekundarnim precej veliko. Na primer, predpostavimo, da je nazivna vrednost primarnega navitja 100A. Sekundarni navitje ima standardno vrednost 5A. Nato je razmerje med primarnim in sekundarnim tokom 100A-do-5A ali 20: 1. Z drugimi besedami, primarni tok je 20-krat večji od sekundarnega toka.

Vendar je treba opozoriti, da tokovni transformator, ki je ocenjen kot 100/5, ni enak tistemu, ki je ocenjen kot 20/1 ali podrazdelki 100/5. Razlog za to je, da razmerje 100/5 izraža »oceno vhodnega / izhodnega toka« in ne dejansko razmerje primarnega in sekundarnega toka. Upoštevajte tudi, da je število obratov in tok v primarnem in sekundarnem navitju povezano z inverznim sorazmerjem.

Toda relativno velike spremembe toka transformatorjev toka se lahko doseže s spremembo primarnih zavojev skozi okno CT, kjer je en primarni obrat enak enemu prehodu in več kot en prehod skozi okno povzroči spremembo električnega razmerja.

Tako lahko npr. Tokovni transformator z razmerjem 300 / 5A pretvorimo v drugo 150 / 5A ali celo 100 / 5A, tako da glavni primarni vodnik skozi njegovo notranje okno preidemo dva ali trikrat, kot je prikazano. To omogoča tokovnemu transformatorju višje vrednosti, da zagotovi največji izhodni tok za ampermeter, kadar se uporablja na manjših primarnih električnih vodih.

Razmerje primarnih tokov transformatorja

Primer trenutnega transformatorja št

Pri standardnem razponu ampermetrov, ki imajo notranjo upornost 0,2 °, je treba uporabiti tokovni transformator, ki ima 1 vklop na primarni in 160 obratov na sekundarni. Ampermeter je potreben za popolno deformacijo skale, ko je primarni tok 800 amperov. Izračunajte največjo sekundarno in sekundarno napetost na ampermetru.

Sekundarni tok:

Napetost na ampermetru:

Zgoraj lahko vidimo, da je sekundarni tok transformatorja povezan z ampermetrom, ki ima zelo majhen upor, padec napetosti na sekundarnem navitju pa je le 1,0 volta pri polnem primarnem toku.

Če pa je bil ampermeter odstranjen, sekundarni navitje dejansko postane odprtokoden, zato transformator deluje kot povišan transformator. To je deloma posledica zelo velikega povečanja magnetnega toka v sekundarnem jedru kot reaktanca sekundarnega puščanja, ki vpliva na sekundarno inducirano napetost, ker v sekundarnem navitju ni nasprotnega toka, ki bi to preprečil.

Rezultat je zelo visoka napetost, inducirana v sekundarnem navitju, enaka razmerju: Vp (Ns / Np), ki se razvija po sekundarnem navitju. Torej, na primer, predpostavimo, da je naš trenutni transformator od zgoraj uporabljen na 480-voltni na trifazni električni vod. Zato:

Ta visoka napetost je zato, ker je razmerje voltov na obratno skoraj konstantno v primarnih in sekundarnih navitjih in kot Vs = Ns * Vp so vrednosti Ns in Vp visoke vrednosti, zato je Vs izjemno visoka.

Zaradi tega ne smemo nikoli pustiti tokovnega transformatorja odprtega toka ali delovati brez obremenitve, če glavni primarni tok teče skozi njega, tako kot napetostni transformator nikoli ne sme delovati v kratkem stiku. Če želite odstraniti ampermeter (ali obremenitev), najprej na sekundarne priključke namestite kratek stik, da preprečite nevarnost udarca.

Ta visoka napetost je zato, ker ko je sekundarni odprtokrožen, železno jedro transformatorja deluje pri visoki stopnji nasičenosti in ga nič ne ustavi, proizvaja nenormalno veliko sekundarno napetost in v našem enostavnem primeru zgoraj je bila ta izračunana pri 76.8kV !. Ta visoka sekundarna napetost lahko poškoduje izolacijo ali povzroči električni udar, če se priključki CT nehote dotaknejo.

Ročni transformatorji

Na voljo je veliko specializiranih tipov tokovnih transformatorjev. Priljubljen in prenosen tip, ki se lahko uporablja za merjenje obremenitve tokokrogov, se imenuje "merilniki objemk", kot je prikazano.

Merilne sponke odprite in zaprite okoli tokovnega prevodnika in izmerite njegov tok z določitvijo magnetnega polja okrog njega, kar zagotavlja hitro merjenje običajno na digitalnem prikazu brez odklopa ali odpiranja tokokroga.

Poleg ročne sponke tipa CT so na voljo razdelilni tokovni transformatorji, ki imajo en konec, ki ga je mogoče odstraniti, tako da ni potrebno, da bi se vodnik tovora ali vodilo prekinil, da bi ga namestili. Na voljo so za merjenje tokov od 100 do 5000 amperov, s kvadratnimi okni od 1 ″ do več kot 12 ″ (25 do 300 mm).

Če povzamemo, je tokovni transformator (CT) tip instrumentnega transformatorja, ki se uporablja za pretvorbo primarnega toka v sekundarni tok skozi magnetni medij. Njen sekundarni navoj zagotavlja veliko manjši tok, ki ga lahko uporabimo za odkrivanje pretočnega, podtočnega, maksimalnega toka ali povprečnih trenutnih pogojev.

Primarna tuljava tokovnih transformatorjev je vedno povezana zaporedno, glavni vodnik pa povzroči, da se tudi ta imenuje serijski transformator. Za lažje merjenje je nazivni sekundarni tok ocenjen na 1A ali 5A. Konstrukcija je lahko en sam primarni zavoj kot v tipih toroidalnega, krofnega ali paličnega orodja ali nekaj primarnih obrtnih ran, običajno za nizke tokovne razmerje.

Tokovni transformatorji so namenjeni za uporabo kot proporcionalne tokovne naprave. Zato sekundarni navitji tokovnih transformatorjev nikoli ne smejo obratovati v odprt tokokrog, prav tako kot napetostni transformator nikoli ne sme delovati v kratkem stiku.

Zelo visoke napetosti bodo posledica odprtega kroga sekundarnega tokokroga napetostnega tokovnega transformatorja, tako da morajo biti njihove sponke kratko sklenjene, če želite ampermeter odstraniti ali ko CT ne uporabljate, preden vklopite sistem.

V naslednjem vodniku o Transformatorjih bomo pogledali, kaj se zgodi, ko povežemo tri posamezne transformatorje v zvezni ali deltni konfiguraciji za proizvodnjo večjega transformatorja, imenovanega trifazni transformator, ki se uporablja za oskrbo 3-faznih napajalnikov.

Za več informacij nam pišite na sales@xfullstar.com