Naujienos – kas yra žemos įtampos srovės transformatorius ir kaip jis veikia?

Matavimo transformatorius, žinomas kaipžemos įtampos srovės transformatorius(KT) skirtas matuoti didelę kintamąją srovę (AC) grandinėje. Šis prietaisas veikia generuodamas proporcingą ir saugesnę srovę antrinėje apvijoje. Standartiniai prietaisai gali lengvai išmatuoti šią sumažintą srovę. Pagrindinė kintamosios srovės transformatoriaus funkcijasrovės transformatoriusyra sumažinti dideles, pavojingas sroves. Jis jas transformuoja į saugius, valdomus lygius, puikiai tinkančius stebėjimui, matavimui ir sistemos apsaugai.

Svarbiausios išvados

Žema įtampasrovės transformatorius(KT) saugiai matuoja didelę elektros įtampą. Jis didelę, pavojingą srovę paverčia maža, saugia.
KT veikia remdamiesi dviem pagrindiniais principais: magnetais, generuojančiais elektrą, ir specialiu laidų skaičiumi. Tai padeda jiems teisingai išmatuoti elektros srovę.
Yraskirtingų tipų KT, pavyzdžiui, vyniotiniai, toroidiniai ir strypiniai tipai. Kiekvienas tipas atitinka skirtingus elektros energijos matavimo poreikius.
Niekada neatjunkite CT antrinių laidų, kai teka elektra. Tai gali sukelti labai aukštą, pavojingą įtampą ir padaryti žalos.
Tinkamo KT pasirinkimas yra svarbus norint teisingai išmatuoti ir užtikrinti saugumą. Neteisingas KT gali sukelti neteisingas sąskaitas arba įrangos gedimą.

Kaip veikia žemos įtampos srovės transformatorius?

Ažemos įtampos srovės transformatoriusveikia remiantis dviem pagrindiniais fizikos principais. Pirmasis yra elektromagnetinė indukcija, kuri sukuria srovę. Antrasis yra vijų santykis, kuris lemia tos srovės dydį. Šių sąvokų supratimas atskleidžia, kaip KT gali saugiai ir tiksliai išmatuoti dideles sroves.

Elektromagnetinės indukcijos principas

Iš esmės žemos įtampos srovės transformatorius veikia remdamasisFaradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnisŠis dėsnis paaiškina, kaip kintantis magnetinis laukas gali sukurti elektros srovę netoliese esančiame laidininke. Procesas vyksta tam tikra seka:

Per pirminį laidininką arba apviją teka kintamoji srovė. Šioje pirminėje grandinėje teka didelė srovė, kurią reikia išmatuoti.
TheKintamosios srovės srautas sukuria nuolat kintantį magnetinį laukąaplink dirigentą. Aferomagnetinė šerdisKT kreiptuvų viduje ir koncentruoja šį magnetinį lauką.
Šis kintamas magnetinis laukas sukuria magnetinio srauto, kuris praeina per antrinę apviją, pokytį.
Pagal Faradėjaus dėsnį, šis magnetinio srauto pokytis indukuoja įtampą (elektrovaros jėgą) ir, atitinkamai, srovę antrinėje apvijoje.

Pastaba:Šis procesas veikia tik su kintamąja srove (AC). Nuolatinė srovė (DC) sukuria pastovų, nekintamą magnetinį lauką. BepokytisMagnetiniame sraute indukcija nevyksta, todėl transformatorius nesukurs antrinės srovės.

Posūkių santykio vaidmuo

Apvijų santykis yra pagrindinis veiksnys, lemiantis, kaip CT sumažina didelę srovę iki valdomo lygio. Šis santykis lygina pirminės apvijos laido apvijų skaičių (Np) su antrinės apvijos apvijų skaičiumi (Ns). CT antrinė apvija turi daug daugiau apvijų nei pirminė.

TheSrovė apvijose yra atvirkščiai proporcinga vijų santykiuiTai reiškia, kad aDidesnis antrinės apvijos apsisukimų skaičius lemia proporcingai mažesnę antrinę srovęŠis ryšys atitinkaPagrindinė transformatorių amperų-posūkio lygtis.

Šio ryšio matematinė formulė yra:

Ap / As = Ns / Np

Kur:

Ap= Pirminė srovė

As= Antrinė srovė

Np= Pirminių posūkių skaičius

Ns= Antrinių posūkių skaičius

Pavyzdžiui, 200:5 A srovės tranzistorius turi vijų santykį 40:1 (200 padalinta iš 5). Ši konstrukcija sukuria antrinę srovę, kuri yra 1/40 pirminės srovės. Jei pirminė srovė yra 200 amperų, antrinė srovė bus saugi 5 amperai.

Šis santykis taip pat turi įtakos KT tikslumui ir jo gebėjimui valdyti apkrovą, vadinamą „našta“.Apkrova yra bendra varža (pasipriešinimas)prie antrinės apvijos prijungtų matavimo prietaisų. Srovės transformatorius turi atlaikyti šią apkrovą neprarasdamas nurodyto tikslumo.Kaip parodyta toliau pateiktoje lentelėje, skirtingi santykiai gali turėti skirtingus tikslumo įvertinimus.

Galimi santykiai	Tikslumas esant B0.1 / 60Hz (%)
100:5A	1.2
200:5A	0,3

Šie duomenys rodo, kad norint pasiekti norimą matavimo tikslumą konkrečiam pritaikymui, labai svarbu pasirinkti CT su tinkamu apsisukimų santykiu.

Pagrindiniai komponentai ir pagrindiniai tipai

Kiekvienas žemos įtampos srovės transformatorius turi bendrą vidinę struktūrą, tačiau skirtingiems poreikiams yra skirtingi projektai. Pirmas žingsnis yra suprasti pagrindinius komponentus. Tada galime išnagrinėti pagrindinius tipus ir jų unikalias savybes. Žemos įtampos srovės transformatorius yra pagamintas ištrys esminės dalyskurie veikia kartu.

Šerdis, apvijos ir izoliacija

CT funkcionalumas priklauso nuo trijų pagrindinių komponentų, kurie darniai veikia. Kiekviena dalis atlieka atskirą ir svarbų vaidmenį transformatoriaus veikime.

Branduolys:Magnetinio kelio struktūrą sudaro silicio plieno šerdis. Ji koncentruoja pirminės srovės generuojamą magnetinį lauką, užtikrindama efektyvų ryšį su antrine apvija.
Apvijos:KT turi du apvijų porus. Pirminė apvija perduoda didelę matuojamą srovę, o antrinė apvija turi daug daugiau laido vijų, kad būtų sukurta laipsniškai mažėjanti, saugi srovė.
Izoliacija:Ši medžiaga atskiria apvijas nuo šerdies ir vieną nuo kitos. Ji apsaugo nuo trumpųjų jungimų ir užtikrina įrenginio saugumą bei ilgaamžiškumą.

Žaizdos tipas

Apvynioto tipo CT apima pirminę apviją, sudarytą iš vieno ar kelių vijų, stacionariai sumontuotų ant šerdies. Ši konstrukcija yra autonominė. Didelės srovės grandinė tiesiogiai jungiama prie šios pirminės apvijos gnybtų. Inžinieriai naudoja apvynioto tipo CT, kaitikslios matavimo ir apsaugos elektros sistemosJie dažnai pasirenkami dėlaukštos įtampos taikymuose, kur tikslumas ir patikimumas yra labai svarbūs.

Toroidinis (langinis) tipas

Toroidinis arba „lango“ tipo dizainas yra labiausiai paplitęs. Jame yra spurgos formos šerdis, aplink kurią apvyniota tik antrinė apvija. Pirminis laidininkas nėra paties CT dalis. Vietoj to, didelės srovės kabelis arba šyna eina per centrinę angą arba „langą“ ir veikia kaip vieno apsisukimo pirminė apvija.

Pagrindiniai toroidinių KT privalumai:Šis dizainas turi keletą privalumų, palyginti su kitais tipais, įskaitant:

Didesnis efektyvumas, dažnai tarp95 % ir 99 %.

Kompaktiškesnė ir lengvesnė konstrukcija.

Sumažinti elektromagnetiniai trukdžiai (EMI) netoliese esantiems komponentams.

Labai mažas mechaninis dūzgimas, todėl veikia tyliau.

Strypo tipo

Strypinis srovės transformatorius yra specifinės konstrukcijos transformatorius, kuriame pirminė apvija yra neatsiejama paties įrenginio dalis. Šio tipo transformatorių sudaro strypas, paprastai pagamintas iš vario arba aliuminio, kuris eina per šerdies centrą. Šis strypas veikia kaipvieno apsisukimo pirminis laidininkasVisas mazgas yra tvirtame, izoliuotame korpuse, todėl jis yra patvarus ir savarankiškas įrenginys.

Strypinio tipo CT konstrukcija orientuota į patikimumą ir saugumą, ypač elektros energijos paskirstymo sistemose. Pagrindiniai jo elementai:

Pirminis laidininkas:Įrenginyje yra visiškai izoliuotas strypas, kuris atlieka pirminės apvijos funkciją. Ši izoliacija, dažnai dervos liejimo būdu pagamintas arba bakelizuotas popierinis vamzdelis, apsaugo nuo aukštos įtampos.
Antrinė apvija:Antrinė apvija su daugybe vielos vijų yra apvyniota aplink laminuotą plieninę šerdį. Ši konstrukcija sumažina magnetinius nuostolius ir užtikrina tikslų srovės transformavimą.
Branduolys:Šerdis nukreipia magnetinį lauką nuo pirminės juostos iki antrinės apvijos, taip įgalindama indukcijos procesą.

Įdiegimo pranašumas:Pagrindinis strypo tipo žemos įtampos srovės transformatoriaus privalumas yra paprastas montavimas. Jis skirtas tiesioginiam montavimui ant šynų, o tai supaprastina sąranką ir sumažina galimas laidų klaidas. Kai kuriuose modeliuose netgi yrapadalintos šerdies arba užspaudžiamos konfigūracijosTai leidžia technikams montuoti CT aplink esamą šyną neatjungiant maitinimo, todėl tai idealiai tinka modernizavimo projektams.

Dėl kompaktiško ir patvaraus dizaino jie puikiai tinka ankštoms ir sudėtingoms aplinkoms, esančioms skirstomuosiuose įrenginiuose ir elektros paskirstymo skyduose.

Svarbus saugos įspėjimas: Niekada neatjunkite antrinės grandinės

Pagrindinė taisyklė reglamentuoja saugų bet kurio srovės transformatoriaus elgesį. Technikai ir inžinieriai niekada negali leisti, kad antrinė apvija būtų nutraukta, kai srovė teka pirminiu laidininku. Antriniai gnybtai visada turi būti prijungti prie apkrovos (jos naštos) arba trumpai sujungti. Šios taisyklės nesilaikymas sukuria itin pavojingą situaciją.

Auksinė KT taisyklė:Prieš įjungdami pirminį apviją, visada įsitikinkite, kad antrinė grandinė yra uždaryta. Jei reikia atjungti skaitiklį arba relę nuo aktyvios grandinės, pirmiausia sujunkite trumpai CT antrinius gnybtus.

Supratus šio įspėjimo fizikinius dėsnius, paaiškėja pavojaus rimtumas. Įprasto veikimo metu antrinė srovė sukuria priešmagnetinį lauką, kuris priešinasi pirminės srovės magnetiniam laukui. Šis priešiškumas palaiko žemą, saugų magnetinį srautą šerdyje.

Kai operatorius atjungia antrinį apviją nuo jos apkrovos, grandinė nutrūksta. Antrinė apvija dabar bando nukreipti srovę į tai, kas iš esmės yrabegalinė varža, arba varža. Dėl šio veiksmo priešingas magnetinis laukas susilpnėja. Pirminės srovės magnetinis srautas nebeatšaukiamas ir greitai kaupiasi šerdyje, sukeldamas stiprų šerdies prisotinimą.

Šis procesas antrinėje apvijoje sukelia pavojingai aukštą įtampą. Šis reiškinys vyksta skirtingais etapais kiekvieno kintamosios srovės ciklo metu:

Nesukeliama pirminė srovė sukuria didžiulį magnetinį srautą šerdyje, dėl kurio ji įsotinama.
Kadangi kintamosios srovės pirminė srovė du kartus per ciklą praeina per nulį, magnetinis srautas turi greitai pasikeisti nuo soties viena kryptimi iki soties priešinga kryptimi.
Šis neįtikėtinai greitas magnetinio srauto pokytis sukelia itin aukštą įtampos šuolį antrinėje apvijoje.

Ši indukuota įtampa nėra pastovi aukšta įtampa; tai staigių viršūnių arba keterų serija. Šie įtampos šuoliai gali lengvai pasiektikeli tūkstančiai voltųToks didelis potencialas kelia daug rimtų pavojų.

Didelis smūgio pavojus:Tiesioginis kontaktas su antriniais gnybtais gali sukelti mirtiną elektros smūgį.
Izoliacijos suskirstymas:Aukšta įtampa gali pažeisti srovės transformatoriaus izoliaciją ir sukelti nuolatinį gedimą.
Instrumento pažeidimas:Bet kokia prijungta stebėjimo įranga, neskirta tokiai aukštai įtampai, bus akimirksniu sugadinta.
Lankas ir ugnis:Įtampa gali sukelti lanką tarp antrinių gnybtų, o tai gali sukelti didelį gaisro ir sprogimo pavojų.

Siekiant išvengti šių pavojų, darbuotojai, dirbdami su žemos įtampos srovės transformatoriais, privalo laikytis griežtų saugos procedūrų.

Saugaus tvarkymo procedūros:

Įsitikinkite, kad grandinė uždaryta:Prieš įjungdami pirminę grandinę, visada patikrinkite, ar srovės transformatoriaus antrinė apvija yra prijungta prie jos apkrovos (skaitiklių, relių) arba yra saugiai trumpai sujungta.

Naudokite trumpinimo blokus:Daugelyje instaliacijų yra gnybtų blokai su įmontuotais trumpinimo jungikliais. Šie įtaisai suteikia saugų ir patikimą būdą trumpai sujungti antrinę apviją prieš atliekant prijungtų prietaisų techninę priežiūrą.

Trumpai prieš atjungiant:Jei reikia atjungti prietaisą nuo įtampos tiekiančios grandinės, trumpintuvu sujunkite CT antrinius gnybtus.priešatjungdami instrumentą.

Trumpojo jungimo pašalinimas po pakartotinio prijungimo:Nuimkite tik trumpinimo jungtįpoprietaisas yra visiškai prijungtas prie antrinės grandinės.

Šių protokolų laikymasis nėra neprivalomas. Tai būtina norint apsaugoti personalą, išvengti įrangos sugadinimo ir užtikrinti bendrą elektros sistemos saugą.

Paraiškos ir atrankos kriterijai

Žemos įtampos srovės transformatoriai yra esminiai šiuolaikinių elektros sistemų komponentai. Jų pritaikymas apima nuo paprasto stebėjimo iki kritinės sistemos apsaugos. Tinkamo srovės transformatoriaus pasirinkimas konkrečiai užduočiai yra labai svarbus siekiant užtikrinti tikslumą, saugą ir patikimumą.

Dažnos taikymo sritys komercinėje ir pramoninėje aplinkoje

Inžinieriai plačiai naudoja CT komercinėje ir pramoninėje aplinkoje energijos stebėjimui ir valdymui. Komerciniuose pastatuose energijos stebėjimo sistemos naudoja CT, kad saugiai matuotų dideles kintamąsias sroves. Didelė srovė teka per pirminį laidininką, sukurdama magnetinį lauką. Šis laukas indukuoja daug mažesnę, proporcingą srovę antrinėje apvijoje, kurią skaitiklis gali lengvai nuskaityti. Šis procesas leidžia įrenginių valdytojams tiksliai stebėti energijos suvartojimą tokiose srityse kaipkomercinis kWh grynasis matavimas esant 120 V arba 240 V įtampai.

Kodėl svarbu pasirinkti tinkamą kompiuterinę tomografiją

Tinkamo CT pasirinkimas tiesiogiai veikia tiek finansinį tikslumą, tiek eksploatavimo saugą. Netinkamo dydžio arba vardinis CT sukelia didelių problemų.

⚠️Tikslumas turi įtakos sąskaitų išrašymui:KT turi optimalų veikimo diapazoną. Naudojant jį tieslabai mažos arba didelės apkrovos padidina matavimo paklaidąAntikslumo paklaida vos 0,5 %sukels sąskaitų skaičiavimų netikslumus tokiu pačiu dydžiu. Be to, CT sukelti fazės kampo poslinkiai gali iškreipti galios rodmenis, ypač esant mažam galios koeficientui, ir dėl to atsiras dar daugiau sąskaitų netikslumų.

Netinkamas pasirinkimas taip pat kenkia saugumui. Gedimo metuKT gali pasiekti sodrumą, iškraipydamas išėjimo signaląDėl to apsauginės relės gali sugesti dviem pavojingais būdais:

Nesugebėjimas veikti:Relė gali neatpažinti tikro gedimo, todėl problema gali paaštrėti ir sugadinti įrangą.
Klaidingas išjungimas:Relė gali neteisingai interpretuoti signalą ir sukelti nereikalingą elektros energijos tiekimo nutraukimą.

Tipiniai įvertinimai ir standartai

Kiekvienas žemos įtampos srovės transformatorius turi konkrečius įvertinimus, kurie apibrėžia jo veikimą. Svarbiausi įvertinimai apima vijų santykį, tikslumo klasę ir apkrovą. Apkrova yra bendra apkrova (varža), prijungta prie antrinės apvijos, įskaitant skaitiklius, reles ir patį laidą. CT turi galėti maitinti šią apkrovą neprarandant tikslumo.

Standartiniai matavimo ir apsaugos (relinio perdavimo) taikymų įvertinimai skiriasi, kaip parodyta toliau.

KT tipas	Tipinė specifikacija	Našties vienetas	Apkrovos apskaičiavimas omais (5A antrinė srovė)
Matavimo CT	0,2 B 0,5	Omai	0,5 omo
Relinė KT	10 C 400	Voltai	4,0 omai

Matavimo srovės transformatoriaus apkrova įvertinama omais, o relinio srovės transformatoriaus apkrova apibrėžiama įtampa, kurią jis gali tiekti esant 20 kartų didesnei srovei už jo vardinę. Tai užtikrina, kad relinio srovės transformatorius gali tiksliai veikti gedimo sąlygomis.

Žemos įtampos srovės transformatorius yra gyvybiškai svarbus elektros energijos sistemos valdymo prietaisas. Jis saugiai matuoja dideles kintamąsias sroves, sumažindamas jas iki proporcingos, mažesnės vertės. Prietaiso veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos ir apvijų apsukų santykio principais.

Svarbiausios išvados:

Svarbiausia saugos taisyklė – niekada neatidaryti antrinės grandinės, kai pirminė grandinė yra įjungta, nes tai sukuria pavojingą aukštą įtampą.

Tinkamas pasirinkimas, pagrįstas pritaikymu, tikslumu ir įvertinimais, yra būtinas bendram sistemos saugumui ir veikimui.

DUK

Ar CT galima naudoti nuolatinės srovės grandinėje?

Ne, asrovės transformatoriusnegali veikti nuolatinės srovės (DC) grandinėje. KT reikalingas kintamosios srovės (AC) sukuriamas kintantis magnetinis laukas, kad indukuotų srovę savo antrinėje apvijoje. Nuolatinės srovės grandinė sukuria nuolatinį magnetinį lauką, kuris apsaugo nuo indukcijos.

Kas nutinka, jei naudojamas neteisingas CT santykis?

Neteisingo CT santykio naudojimas sukelia didelių matavimo paklaidų ir gali sukelti saugos problemų.

Netikslus atsiskaitymas:Energijos suvartojimo rodmenys bus neteisingi.
Apsaugos gedimas:Apsauginės relės gedimo metu gali neveikti tinkamai, todėl gali būti pažeista įranga.

Kuo skiriasi matavimo ir relinis CT?

Matavimo srovės transformatorius (CT) užtikrina didelį tikslumą esant įprastoms srovės apkrovoms atsiskaitymo tikslais. Relinis CT yra skirtas išlikti tikslus esant didelės srovės gedimams. Tai užtikrina, kad apsauginiai įtaisai gautų patikimą signalą, kuris išjungia grandinę ir apsaugo nuo plataus pažeidimo.

Kodėl dėl saugumo antrinė grandinė sujungta trumpai?

Antrinės grandinės trumpinimas užtikrina saugų ir visapusišką kelią indukuotai srovei. Atvira antrinė grandinė neturi kur tekėti srovei. Dėl šios būklės srovės transformatorius sukuria itin aukštą, pavojingą įtampą, kuri gali sukelti mirtinus elektros smūgius irsunaikinti transformatorių.

Įrašo laikas: 2025 m. lapkričio 5 d.

Kas yra žemos įtampos srovės transformatorius ir kaip jis veikia?