Трансформаторы силовые и измерительные: Классификация трансформаторов

СЗТТ :: Силовые трансформаторы

Силовые и измерительные трансформаторы и их назначения

В зависимости от назначения различают силовые трансформаторы, измерительные трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Силовые трансформаторы преобразуют переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения для питания электроэнергией потребителей. В зависимости от назначения они могут быть повышающими или понижающими. В распределительных сетях применяют, как правило, трехфазные двухобмоточные понижающие трансформаторы, преобразующие напряжение 6 и 10 кВ в напряжение 0,4 кВ.

Измерительные трансформаторы напряжения – это промежуточные трансформаторы, через которые включаются измерительные приборы при высоких напряжениях.Благодаря этому измерительные приборы оказываются изолированными от сети, что делает возможным применение стандартных приборов (с переградуированием их шкалы) и тем самым расширяет пределы измеряемых напряжений.

Трансформаторы напряжения используются как для измерения напряжения, мощности, энергии, так и для питания цепей автоматики, сигнализаций и релейной защиты линий электропередачи от замыкания на землю.

Трансформатор тока представляет собой вспомогательный аппарат, в котором вторичный ток практически пропорционален первичному току и предназначенный для включения измерительных приборов и реле в электрические цепи переменного тока.

Трансформаторы тока служат для преобразования тока любого значения и напряжения в ток, удобный для измерения стандартными приборами (5 А), питания токовых обмоток реле, отключающих устройств, а также для изолирования приборов и обслуживающего их персонала от высокого напряжения.

В масляных трансформаторах основной изолирующей и охлаждающей средой является трансформаторное масло.

Масляный трансформатор состоит из магнитопровода, обмоток, бака, крышки с вводами.Магнитопровод собирают из изолированных друг от друга (для уменьшения потерь на вихревые токи) листов холоднокатаной электротехнической стали. Обмотки изготовляют из медного или алюминиевого провода. Для регулирования напряжения обмотка ВН имеет ответвления, соединяющиеся с переключателем. В трансформаторах предусмотрено два вида переключении ответвлений: под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой) и без нагрузки, после отключения трансформатора от сети — ПБВ (переключение без возбуждения). Наиболее распространен второй способ регулирования напряжения как наиболее простой.

Кроме указанных трансформаторов с масляным охлаждением (ТМ) выпускаютсятрансформаторы в герметичном исполнении (ТМГ), в которых масло не сообщается с воздухом и, следовательно, исключается его ускоренное окисление и увлажнение. Масляные трансформаторы в герметичном исполнении полностью заполнены трансформаторным маслом и не имеют расширителя, а температурные изменения его объема при нагревании и охлаждении компенсируются изменением объема гофров стенок бака. Эти трансформаторы заполняются маслом под вакуумом, вследствие чего повышается электрическая прочность их изоляции.

Сухой трансформатор, так же как и масляный, состоит из магнитопровода, обмоток ВН и НН, заключенных в защитный кожух. Основной изолирующей и охлаждающей средой является атмосферный воздух. Однако воздух является менее совершенной изолирующей и охлаждающей средой, чем трансформаторное масло. Поэтому в сухих трансформаторах все изоляционные промежутки и вентиляционные каналы делают большими, чем в масляных.

Сухие трансформаторы изготовляют с обмотками со стеклоизоляцией класса нагревостойкости В (ТСЗ), а также с изоляцией на кремнийорганических лаках класса Н (ТСЗК). Для уменьшения гигроскопичности обмотки пропитывают специальными лаками. Применение в качестве изоляции обмоток стекловолокна или асбеста позволяет значительно повысить рабочую температуру обмоток и получить практически пожаробезопасную установку. Это свойство сухих трансформаторов дает возможность применять их для установки внутри сухих помещений в тех случаях, когда обеспечение пожарной безопасностиустановкиявляется решающим фактором. Иногда сухие трансформаторы заменяют более дорогими и сложными в изготовлении совтоловыми.

Сухие трансформаторы имеют несколько большие габаритные размеры и массу (ТСЗ) и меньшую перегрузочную способность, чем масляные, и используются для работы в закрытых помещениях с относительной влажностью не более 80%. К преимуществам сухих трансформаторов относят их пожаробезопасность (отсутствие масла), сравнительную простоту конструкции и относительно малые затраты на эксплуатацию.

Трансформаторы: классификация

ТРАНСФОРМАТОРЫ   

Классификация силовых трансформаторов

Рис. 1. — Краткая классификация трансформаторов по назначению

     О появлении и развитии трансформаторов, как электротехнических устройств, можно прочитать в статье Яна Шнейберга «Трансформация трансформатора».

Здесь же мы остановимся на классификации трансформаторов с практическими целями.

     Классификация трансформаторов может быть произведена по нескольким различным признакам: по габаритам, назначению и т.д. С точки зрения снабженца наиболее востребована классификация трансформаторов по назначению. В настоящее время по назначению обычно выделяют трансформаторы силовые, измерительные и специального назначения.

Измерительные трансформаторы включают в себя:

— трансформаторы тока;

— трансформаторы напряжения.

Подробнее об измерительныных трансформаторах Вы можете прочитать в соответствующем разделе нашего сайта, перейдя по ссылкам ниже:

     Силовые трансформаторы могут быть выполнены либо однофазными, либо трехфазными на промышленную частоту 50Гц. Кроме того, каждый силовой трансформатор может быть либо масляным, где для охлаждения и изоляции используется специальное трансформаторное масло, либо сухим, не содержащими масло.

Более подробно с силовыми трансформаторами Вы можете ознакомиться по ссылкам ниже:

     Что касается специальных трансформаторов, то они могут быть выполнены с различным количеством обмоток, отводов, на различное количество фаз и на различные частоты (могут быть на 50Гц, на 400Гц и на любую другую частоту по заказу). Специальные трансформаторы, как правило, изготавливаются на заказ в течение 45-60 рабочих дней. На складе они практически не бывают, т.к. изготавливаются для конкретных агрегатов и имеют большую специфику применения.

К специальным трансформаторам относятся в том числе и преобразовательные трансформаторы ТРСЗП.

Для грамотного заказа специальных необходимо заполнение опросного листа.

Посмотреть цены на трансформаторы в прайс-листе>>>

Измерительные трансформаторы

В ячейках распределительного устройства (РУ), через которые подключаются к сборным шинам линия, генератор, силовой трансформатор, устанавливают трансформаторы тока (обозначение на схемах ТА), а на каждой секции сборных шин и на выводах генераторов — трансформаторы напряжения (TV). При соответствующем подборе коэффициентов трансформации этих измерительных устройств ток в любой цепи можно измерить обычным амперметром, рассчитанным на 5 А, а напряжение — вольтметром, рассчитанным на 100 В.

Рис. 1. Принципиальная схема (а) и устройство (б) трансформатора тока, предназначенного для внутренней установки:
1.2 — соответственно первичная и вторичная обмотки; 3, 5 — кольцевые сердечники; 4 — фарфоровый изолятор; W — ваттметр; Л — амперметр; КА — реле

В электроустановках трансформаторы тока (ТТ) предназначены для питания токовых катушек измерительных приборов и реле, а трансформаторы напряжения (ТН) — катушек напряжения измерительных приборов и аппаратов защиты, измерения и контроля за напряжением. При этом измерительные приборы надежно изолированы от высокого напряжения, гак как в трансформаторах нет электрической связи между обмотками высокого и низкого напряжения. Вторичные обмотки ТТ и ТН заземляют, чтобы предотвратить появление высокого напряжения на измерительных приборах в случае аварийного пробоя изоляции между обмотками высокого и низ- кош напряжения измерительного трансформатора.

Первичная обмотка /трансформатора тока (рис. 1), представляющая собой стержень, шину или катушку, проходит внутри фарфорового изолятора 4, на который надеты кольцевые сердечники 3, 5 (один или два). Сердечники изготовляют из спиральной стальной ленты, свернутой в виде кольца. На каждый сердечник намотана вторичная обмотка 2 из медного изолированного провода. Трансформаторы тока имеют однофазное исполнении. В РУ применяют ТТ классов точности 0,5; 1;3.

Рис. 2. Стержневой трансформатор типа ТПОЛ-10:
1 — зажимы; 2— приливы для крепления трансформатора; 3, 5 — магнитопроволы; 4 — основание; 6— блок

I — первичная обмотка; 2 — магнитопроводы; 3— монолитный блок; 4 — фланец; 5 — зажимы

Конструктивное исполнение ТТ весьма разнообразно. Различают одно- и многовитковые ТТ. Среди одновитковых наибольшее распространение получили стержневые, шинные и встроенные ТТ.
Стержневые ТТ изготавляют на напряжение до 35 кВ и номинальный первичный ток от 400 до 1 500 А. В качестве примера на рис. 2  показан трансформатор типа ТПОЛ-10 (П — проходной, О — одновитковый, Л — с литой изоляцией) на номинальное напряжение 10 кВ. Первичная обмотка 7 выполнена в виде прямолинейного стержня с зажимами на концах. На стержень поверх изоляции надеты два кольцевых магнитопровода 2 с вторичными обмотками. Магнитопроводы вместе с первичной и вторичной обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют монолитный блок 3 в виде проходного изолятора. Блок снабжен фланцем 4 из силумина с отверстиями под болты для крепления трансформатора. Зажимы 5 вторичных обмоток расположены на боковом приливе блока.

Рис. 3. Шинный трансформатор типа ТШЛ-20:

Шинные ТТ класса точности 0,5 изготовляют на напряжение до 20 кВ и номинальный первичный ток до 18 000 А. При таком большом токе целесообразно использовать в качестве первичной обмотки проводник (шину, пакет шин) соответствующей электроустановки. При этом устраняются зажимы первичной обмотки с контактными соединениями. В качестве примера на рис.  3 показан трансформатор тока типа ТШЛ-20 (LL1 — шинный) на напряжение 20 кВ. Магнитопроводы J и 5 с вторичными обмотками залиты эпоксидным компаундом и образуют изоляционный блок 6. Блок соединен с основанием 4 и приливами 2для крепления трансформатора. Проходное отверстие (окно) трансформатора рассчитано на установку шин. Зажимы 7 вторичных обмоток расположены над блоком 6.

Рис. 4. Многовитковые трансформаторы тока типов ТПЛ-10 (а), ТФНД (б) и ТФНД (в):
Л\, Л2 — соответственно ввод и вывод шины со стороны высшего напряжения; И1, И2  — выводы обмотки со стороны низшего напряжения

Многовитковые ТТ изготовляют для всей шкалы номинальных напряжений на первичный номинальный ток силой 100… 1600 А.
Для напряжений 6… 10 кВ выпускают ТТ с эпоксидной изоляцией. На рис.4, а показан ТТ типа ТПЛ-10 на напряжение 10 кВ.

Для напряжений 35…220 кВ изготовляют ТТ наружной установки с масляной изоляцией типов ТФН, ТФНД (Ф — с фарфоровым кожухом, Н — для наружной установки, Д — с обмоткой для релейной защиты) (рис. 4, б, в).
Схемы включения трансформаторов тока приведены на рис. 5.

Защита кабельных линий от однофазных замыканий на землю часто осуществляется с помощью трансформатора тока нулевой последовательности (типа ТНП или ТНП-Ш), имеющим кольцеобразную или прямоугольную форму. Трансформатор (рис. 6) надевается на защищаемый кабель. К обмотке трансформатора подключается защитное реле КА.
Трансформатор напряжения (рис. 7) конструктивно во многом похож на силовой трансформатор небольшой мощности для той же ступени напряжения. Номинальное напряжение вторичных обмоток ТН составляет 100 В. Для установки в РУ используются ТН классов точности 0,5; 1 и 3.

Рис. 5. Схемы включения трансформатора тока для измерения тока в одной (а), двух (б) и трех (в) фазах

Рис. 7. Трансформатор напряжения

Рис. 6. Кабельный трансформатор тока нулевой последовательности

Трансформаторы напряжения выпускаются на все стандартные напряжения от 0,5 до 500 кВ. Для напряжений до 3 кВ ТН выполняются сухими, для 6 кВ и выше — масляными. Трансформаторы на напряжение 35 кВ и выше изготовляют для наружной установки. Схемы включения ТН приведены на рис. 8.

Рис. 8. Схемы включения трансформаторов напряжения:
а — трехфазного трехстержневого; б — двух однофазных; в — трех однофазных; г— трехфазного пятистержневого

Напряжения проводов относительно земли используют для релейной защиты, а также для сигнализации об однофазных замыканиях в сетях, где повреждения этого вида не требуют автоматического отключения и могут быть длительными (сети с изолированной нейтралью).
В схемах, приведенных на рис. 8, при отсутствии замыкания на землю вольтметры показывают фазное напряжение, а при замыкании на землю одной из фаз показание вольтметра этой фазы близко к нулю. Показания двух других вольтметров близки к значениям линейных напряжений.

Трансформатор на рис. 8, г содержит две вторичные обмотки, одна из которых служит для измерений фазных и линейных напряжений. Вторая обмотка соединена в разомкнутый треугольник, на концах которого напряжение равно нулю при нормальном состоянии сети, так как сумма трех фазных ЭДС, индуктируемых в дополнительных обмотках, равна нулю.
При однофазном замыкании в сети на зажимах разомкнутого треугольника появляется напряжение, соответствующее тройному напряжению нулевой последовательности.

Реле, подключенное к обмотке, подает сигнал о неисправности сети. Число витков на фазу дополнительной обмотки выбирают таким образом, чтобы при замыкании в сети напряжение на ее зажимах составляло около 100 В.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И
НАПРЯЖЕНИЯ

В
ячейках распределительного устройства, через которые под­ключаются к сборным
шинам линия, генератор, силовой транс­форматор, устанавливаются трансформаторы
тока (ТТ), а на каждой секции сборных шин и на выводах генераторов — транс­форматоры
напряжения (ТН). Подбирая коэффициенты тран­сформации этих
измерительных трансформаторов, силу тока в любой цепи можно измерить обычным
амперметром, рассчи­танным на силу тока в 5 А,
и любое напряжение — вольтметром, рассчитанным на напряжение в 100 В.

В
электроустановках ТТ предназначены для питания токовых катушек измерительных
приборов и реле, а ТН — для катушек напряжения измерительных приборов и
аппаратов защиты, изме­рения и контроля за напряжением.

При
этом измерительные приборы надежно изолированы от высокого напряжения, так как
в трансформаторах нет элек­трической связи между обмотками высокого и низкого
напряжения. Вторичные обмотки ТТ и ТН заземляют, чтобы пред­отвратить появление
высокого напряжения на измерительных приборах в случае аварийного пробоя
изоляции между обмот­ками высокого и низкого напряжения измерительного транс­форматора.

Трансформаторы тока

Первичная
обмотка трансформатора тока (рис. 1) (стержень, шины или катушки) 1 проходит
внутри фарфорового изолятора 2, на который надеты кольцевые сердеч­ники 3, 5
(один или два). Сердечники изготовляют из спиральной стальной ленты,
свернутой в виде кольца. На каждом сердечнике намотана вторичная обмотка 4 из
медного изолированного про­вода. ТТ изготовляются в однофазном исполнении. В РУ
приме­няются ТТ классов точности 0,5; 1; 3.

Рис. 1. Принципиальная схема (а) и устройство (б)
трансформатора тока, предназначенного для внутренней установки: I,
II – соответственно первичная и вторичная обмотка; W
– ваттметр; U – обмотка напряжения
ваттметра; А – амперметр; P
– реле.

Конструктивное
исполнение ТТ весьма разнообразно.

Различают
одно- и многовитковые трансформаторы тока. Применение получили одновитковые
трансформаторы следую­щих характерных конструкций: стержневые, шинные и встро­енные.

Стержневые
трансформаторы тока изготовляют для напряже­нии до 35 кВ и номинальных
первичных токов силой от 400 до 1500 А. В качестве примера на рис. 2 показан
трансформатор типа ТПОЛ-10 (П — проходной, О — одновитковый, Л — с ли­той
изоляцией) для номинального напряжения 10 кВ. Первичная обмотка 1 выполнена
в виде прямолинейного стержня с зажима­ми на концах. На стержень поверх
изоляции надеты два коль­цевых магнитопровода 2 с вторичными обмотками.
Магнитопроводы вместе с первичной и вторичной обмотками залиты эпоксидным
компаундом и образуют монолитный блок 3 в виде проходного изолятора.
Блок сна­бжен фланцем 4 из силумина с от­верстиями под болты для крепле­ния
трансформатора. Зажимы 5 вторичных обмоток расположе­ны на боковом
приливе изоляци­онного блока.

Рис. 2. Стержневой трансформатор типа ТПОЛ-10.

Шинные
трансформаторы то­ка изготовляют для напряжений до 20 кВ и номинальных первич­ных
токов силой до 18000 А клас­сом точности 0,5. При таких бо­льших токах
целесообразно упро­стить конструкцию трансформа­тора, используя в качестве пер­вичной
обмотки проводник (ши­на, пакет шин) соответствующего присоединения. При этом
устраняются зажимы первичной об­мотки с соответствующими контактными
соединениями. В каче­стве примера на рис. 3 показан трансформатор тока типа
ТШЛ-20 (Ш — шинный, Л — с литой изоляцией)
для напряжения 20 кВ. Магнитопроводы 2 и 5 с вторичными обмотками
залиты эпоксидным компаундом и образуют изоляционный блок 3. Блок
соединен с основанием 1 и с приливами
6 для крепления тран­сформатора. Проходное отверстие (окно) трансформатора
тока рассчитано на установку шин. Зажимы 4 вторичных обмоток расположены
над блоком 3.

Рис. 3. Шинный трансформатор типа ТШЛ-20.

Многовитковые ТТ изготавливают
для всей шкалы номинальных напряжений и для первичных номинальных токов силой
1000 — 1600 А.

Для напряжений 6…10 кВ
изготавливают катушечные и пет­левые ТТ
с эпоксидной изоляцией. На рис. 4, а показан ТТ типа ТПЛ-10 (П —
петлевой, Л — с литой изоляцией) для напря­жения 10 кВ.

Для напряжения 35…220 кВ
изготавливают ТТ наружной уста­новки с масляной изоляцией типов ТФН, ТФНД (Ф —
с фар­форовым кожухом, Н — для наружной установки, Д — с обмот­кой для релейной
защиты (рис. 4, б, в).

Нагрузкой для ТТ служат
сопротивления токовых обмоток измерительных приборов, реле автоматики и
проводов вторич­ных цепей, включаемые последовательно. Суммарное значение этих
сопротивлений не должно превышать номинального, ука­занного в каталоге на ТТ. В
противном случае погрешность измерений превысит допустимую.

Рис. 4. Трансформатор тока типа ТПЛ-10 и ТПЛУ-10 (а), ТФНД-110М (б) и ТФННД220М (в): Л₁, Л₂ – соответственно ввод и вывод шины со стороны
высокого напряжения; И₁, И₂ – вывод со стороны низкого
напряжения.

В
эксплуатации нельзя допускать работу ТТ с разомкнутой вторичной обмоткой, так
как его магнитная система рассчитана на малую индукцию. Намагничивающая сила
первичной обмотки ТТ почти полностью уравновешивается размагничивающим дей­ствием
его вторичной обмотки. Если вторичная обмотка ра­зомкнута, то индукция в
магнитопроводе резко возрастает, что приводит к перегреву сердечника и
недопустимому повышению напряжения на зажимах разомкнутой вторичной обмотки,
что создает опасность для обслуживающего персонала и изоляции обмотки.

На
рис. 5 показаны схемы включения ТТ.

Рис. 5. Схема включения трансформатора тока для
измерения силы тока в одной (а), двух
(б) и трех (в) фазах.

Защита
кабельных линий от однофазных замыканий на землю часто осуществляется
трансформатором тока нулевой последова­тельности (ТНП, ТНП-Ш), имеющим
кольцеобразную или пря­моугольную форму. Трансформатор надевается на защищаемый
кабель. К обмотке трансформатора подключается защитное реле (рис. 6).

Рис. 6. Кабельный трансформатор тока.

Трансформаторы напряжения

Трансформатор
напряжения конструктивно и по принципу устройства во многом похож на силовой
трансформатор неболь­шой мощности для той же ступени напряжения (рис. 7).

Рис. 7. Трансформатор напряжения.

Номи­нальное
напряжение вторичных обмоток ТН со­ставляет 100 В. Для уста­новки в РУ
используются ТН классов точности 0,5; 1 и 3.

ТН
выпускаются на все стандартные напряже­ния от 0,5 до 500 кВ. На напряжения до 3
кВ ТН выполняются сухими, для 6 кВ и выше — масляны­ми. ТН напряжением 35 кВ и
выше выполняются для наружных установок. Схемы включения ТН при­ведены на рис. 8.

Рис. 8. Включение трансформатора напряжения: а – трехфазного трехстержневого; б – комплекта из двух однофазных
трансформаторов; в – трех однофазных;
г – трехфазного пятистержневого.

Напряжения
проводов относительно земли и напряжения ну­левой последовательности используют
для релейной защиты, а также для сигнализации об однофазных замыканиях в сетях,
где повреждения этого вида не подлежат автоматическому отключе­нию и могут быть
длительными (сети с изолированной нейтра­лью).

В
схемах (см. рис. 8) при отсутствии замыкания на землю вольтметры показывают
фазное напряжение, а при замыкании на землю одной из фаз вольтметр этой фазы
покажет напряжение, близкое к нулю. Показания двух других вольтметров будут
близ­ки к значениям линейных напряжений.

Схема
г (см. рис. 8) содержит две вторичные обмотки, одна из которых служат
для измерений фазных и линейных напряжений. Вторая обмотка (а₁, x₁.)
соединена в разомкнутый треуголь­ник, на концах которого напряжение равно нулю
при нормаль­ном состоянии сети, так как сумма трех фазных ЭДС, индуктиру­емых в
дополнительных обмотках, равна нулю.

При
однофазном замыкании в сети у зажимов разомкнутого треугольника появляется
напряжение, соответствующее тройно­му напряжению нулевой последовательности.

Реле,
подключенное к обмотке, подает сигнал о неисправ­ности сети. Число витков на
фазу дополнительной обмотки выбирают таким образом, чтобы при замыкании в сети
напряже­ние на ее зажимах составляло около 100 В.

Трансформаторы от 220 кВ до 380 кВ

Трансформатор — это статическая электрическая машина, которая преобразовывает электроэнергию из одной цепи в другую без изменения частоты. Устройство может увеличивать или уменьшать напряжение в соответствии со сложившейся ситуацией. Трансформаторы применяться в качестве самостоятельных приборов, или в виде комплектующих элементов в составе другого электротехнического оборудования.

Работа трансформатора.

Основным принципом работы трансформатора является процесс взаимной индукции между двумя обмотками, связанными общим магнитным потоком. Существует первичная и вторичная обмотка. Когда первичная обмотка подключена к источнику переменного напряжения, вокруг нее (обмотки) образуется переменный магнитный поток. Тем временем, сердечник обеспечивает магнитный путь для потока, который должен достичь витков вторичной обмотки. Большая часть потока связана со вторичной обмоткой, которая называется «полезным потоком», или основным «потоком», а поток, который не связан с вторичной обмоткой, именуется «потоком утечки». Поскольку производимый поток чередуется (направление его непрерывно изменяется), ЭДС индуцируется во вторичной обмотке в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея. Если вторичная обмотка представлена в виде замкнутой цепи, то через нее протекает взаимно индуцированный ток, и, следовательно, электрическая энергия передается из одной цепи (первичной) в другую цепь (вторичную).

Состав. 

Как правило, трансформатор состоит из:

• 2 индуктивных обмоток;
• Многослойного стального сердечника;
• Изоляции;
• Системы охлаждения.

Трансформатор также может состоять из контейнера для обмотки и сердечника (называемого резервуаром), подходящих вводов для подключения наших терминалов, масляного консерватора для подачи масла в бак трансформатора для охлаждения и т. Д. Во всех типах трансформаторов сердечник изготавливается. путем сборки (укладки) многослойных листов из стали с минимальным воздушным зазором между ними (для достижения непрерывного магнитного пути). Используемая сталь имеет высокое содержание кремния и иногда подвергается термической обработке, чтобы обеспечить высокую проницаемость и низкие потери гистерезиса. Ламинированные листы стали используются для уменьшения потерь на вихревые токи. Листы нарезаются в форме E, I и L, чтобы избежать большого нежелательного сопротивления в соединениях, укладываются путем чередования сторон соединения. То есть, если соединения первой сборки листов находятся на передней поверхности, соединения следующей сборки сохраняются на задней поверхности. Обмотки могут быть расположены либо в виде отдельных катушек либо одна поверх другой.

Трансформаторы подразделяются на типы в зависимости от конструкции их обмоток, способу охлаждения.

Таким образом, на рынке электротехники представлены:

1. Автотрансформаторы. Устройство имеет только одну обмотку с 3 отводами, два из которых являются фиксированными, а третий — переменным. Помните, выходное напряжение уменьшается, если питание подключено к фиксированным клеммам. При подключении к переменной точке отвода, выходное напряжение будет превышать входное;
2. Импульсные трансформаторы. Стремятся минимизировать падение напряжения, время нарастания и искажение импульса. Обеспечивают понижение напряжения выходного импульса в течение одного импульса;
3. Разделительный трансформатор. Механизм обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями. Отличается повышенной электробезопасностью;

Пик—трансформаторы. Выполняет процесс преобразования синусоидального напряжения переменного тока в пикообразные импульсы.

Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы применяют в установках переменного тока для изоляции цепей измерительных приборов и реле от сети высокого напряжения, для расширения пределов измерения измерительных приборов. Непосредственное включение измерительных приборов в цепь высокого напряжения сделало бы опасным прикосновение к ним. Конструкция приборов в этом случае была бы сильно усложнена, так как изоляция токоведущих частей должна была бы быть рассчитана на высокое напряжение, а их сечение — на большие токи.

Измерительные трансформаторы делят па трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их применение дает возможность пользоваться для измерения самых различных напряжений и токов одними и теми же приборами со стандартными пределами измерения. Трансформаторы тока преобразуют измеряемый ток большой силы е ток малой силы, а трансформаторы напряжения — измеряемое высокое напряжение в низкое

Первичную обмотку трансформатора тока, имеющую малое число витков, включают последовательно в линию, в которой измеряют или контролируют ток Начало и конец этой обмотки обозначают буквой Л (линия) с цифрами соответственно 1 и 2, начало и конец вторичной обмотки — буквой И (измерение) с цифрами 1 и 2.

В цепь вторичной обмотки трансформатора тока включают прибор с малым сопротивлением. Таким прибором может быть амперметр, токовая катушка ваттметра, счетчика, какого-либо иного измерительного прибора или реле. Приборы во вторичную цепь включают так, чтобы положительное направление тока в приборе совпадало то направлению с положительным направлением тока в контролируемой цепи. Это очень важно для включения ваттметров и счетчиков при измерении мощности и энергии.

Первичные номинальные токи трансформаторов тока стандартизованы в пределах 5—15000 а. Для вторичных номинальных токов установлены стандартные значения 5 а и в специальных случаях 1 а.

В цепь вторичной обмотки трансформатора тока можно включить несколько приборов, соединив их последовательно, чтобы че рез них проходил один и тот же ток. Однако включать в цепь вторичной обмотки большое число измерительных приборов нежелательно, так как это увеличивает сопротивление нагрузки трансформаторов и снижает точность измерения. Сопротивление нагрузки, цключаемой в цепь вторичной обмотки трансформатора тока при номинальном токе 5 а, должно быть не более 0,2—2 ом.

Условия работы трансформатора тока близки к короткому замыканию вторичной обмотки силового трансформатора. Так как сопротивление нагрузки очень мало, напряжениена зажимах вторичной обмотки трансформатора тока также мало. Следовательно, малы э, д. с. вторичной обмотки и магнитный поток в магнитопроводе трансформатора, необходимый для индуктирования этой э. д. с. Поэтому намагничивающий ток относительно мал и намагничивающие силы первичной и вторичной обмоток практически взаимно уравновешены, т.е I1w1=I2w2

Зная коэффициент трансформации трансформатора тока т. е. отношение чисел витков вторичной и первичной обмоток, по показанию амперметра во вторичной цепи легко определить ток в первичной контролируемой цепи.

При увеличении сопротивления внешней нагрузки напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора тока также увеличивается. Это увеличит э. д. с. во вторичной обмотке и магнитный поток в магнитопроводе. Для создания большого магнитного потока требуется больший намагничивающий ток, что приводит к большим погрешностям при измерении, так как нарушается равновесие намагничивающих сил первичной и вторичной, обмоток

Соответствующая неточность в передаче значения измеряемого тока называется токовой погрешностью (fi) Допустимое значение токовой погрешности для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10 составляет соответственно 0,2; 0,5; 1; 3; 10% при номинальном первичном токе.

Кроме того, возникает неточность в показаниях ваттметра и счетчиков из-за угловой погрешности б,-, которая определяется у­глом между векторами намагничивающих сил I1W1 и — I2W2 в минутах). Если вектор —I2W2 опережает вектор I1W1 угловая погрешность считается положительной. Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5 и 1 угловая погрешность при номинальном токе не должна превышать соответственно 10; 40 и 80’. Для трансформаторов тока классов точности 3 и 10 угловая погрешность не нормирована. С увеличением намагничивающего тока увеличиваются как токовая, так и угловая погрешности

У точных трансформаторов тока намагничивающая сила первичной обмотки при номинальном токе должна быть не менее 500 а. Число витков первичной обмотки выбирают в зависимости от номинального первичного тока и требуемой точности Трансформаторы тока могут быть одновитковыми (первичная обмотка имеет один виток), шинными (первичной обмоткой служит шина распределительного устройства) и многовитковымм (первичная обмотка имеет два и более витков).

Трансформаторы тока изготовляют сухими с изоляцией из бакелизированной бумаги, с керамической изоляцией, с эпоксидной изоляцией. При весьма высоких напряжениях применяют масляные трансформаторы тока.

Разновидностью шинных трансформаторов тока являются измерительные клещи, которые служат для ориентировочных измерений токов от 20 до 1000 а при рабочем напряжении до 10 кв. Магнитопровод клещей, изготовленный из листовой электротехнической стали, состоит из двух половин, стягиваемых сильной пружиной. Клещи раскрывают для введения провода, в котором нужно измерить ток. Этот провод является первичной обмоткой трансформатора тока. Вторичная обмотка расположена на магнитопроводе и замкнута на амперметр, установленный на клещах. Рукоятки отделены от высокого напряжения фарфоровыми изоляторами и для безопасности обслуживания заземлены.

В случае пробоя изоляции между обмотками трансформатора тока его вторичная обмотка окажется под высоким напряжением; в случае пробоя обмотки высокого напряжения на корпус магнитопровод окажется под высоким напряжением. Для безопасности обслуживания трансформаторов тока их вторичные обмотки и магнитопроводы заземляют.

Особенностью трансформаторов тока является то, что при их работе нельзя размыкать вторичную цепь. При размыкании цепи вторичной обмотки ток в ней становится равным нулю, тогда как в первичной обмотке ток остается неизменным. Намагничивающая сила первичной обмотки трансформатора тока, не встречая противоположно направленной намагничивающей силы вторичной обмотки, создает в магнитопроводс очень большой магнитный поток, который индуктирует во вторичной обмотке очень большую э. д. с. (до нескольких киловольт). Такая э. д. с. опасна для жизни человека и может вызвать пробой изоляции вторичной обмотки. Кроме того, большой магнитный поток в магнитопроводе значительно увеличивает потери в стали, что вызывает нагрев магнитопровода, опасный для целости изоляции.

Трансформаторы напряжения по устройству подобны силовым трансформаторам небольшой мощности. Первичную обмотку трансформатора напряжения с большим числом витков включают в сеть, напряжение в которой измеряют или контролируют

Начало и конец первичной обмотки обозначают буквами А и X. Вторичная обмотка с меньшим числом витков замыкается на прибор с большим сопротивлением. Таким прибором может быть вольтметр, параллельная обмотка ваттметра, счетчика или какого-либо иного измерительного прибора или реле. Начало и конец вторичной обмотки обозначают буквами а и х. По отношению к измерительному прибору вторичное напряжение должно совпадать по фазе с первичным, что достигается соответствующим соединением вторичной обмотки с прибором. Это необходимо при измерении мощности и энергии Сопротивление вольтметров, параллельных обмоток ваттметров, счетчиков и других измерительных приборов и реле сравнительно велико (тысячи ом). Поэтому ток в цепи вторичной обмотки трансформатора напряжения весьма мал и режим работы его близок к режиму холостого хода силового трансформатора.

Так как при малых токах в обмотках трансформатора падения напряжения в сопротивлениях этих обмоток также малы, напряжения на зажимах первичной и вторичной обмоток практически равна э. д. с, а отношение этих напряжений равно коэффициенту трансформации

Для трансформаторов напряжения различных классов точности установлена следующая допустимая погрешность напряжения: класс 0,5— ±0,5%; класс 1 — ±1%; класс 3— ±3%.

Кроме того, за счет падения напряжения в сопротивлениях обмоток трансформатора возникает неточность в передаче фазы напряжения, называемая угловой погрешностью. Падение напряжения в сопротивлениях обмоток трансформатора AU приводит к тому, что векторы напряжений первичной обмотки U1 и приведенного напряжения вторичной обмотки с обратным знаком не сов­падают. Угол между этими векторами определяет угловую погрешность, которая измеряется в угловых минутах и влияет на показания ваттметров, счетчиков и фазометров. Угловая погрешность считается положительной, если вектор —U2 опережает вектор U1.

Для трансформаторов напряжения классов точности 0,5 и 1 допускается угловая погрешность соответственно ±20 и ±40. Для трансформаторов напряжения класса точности 3 угловая погрешность не нормирована.

В цепи вторичной обмотки трансформатора напряжения могут быть включены помимо вольтметра параллельные обмотки ваттметра, счетчика и т. д. Все эти приборы соединяют параллельно, чтобы на них воздействовало одно и то же напряжение.

Включение большого числа приборов в цепь вторичной обмотки трансформатора напряжения увеличивает токи в обмотках и погрешность при измерении. Поэтому общая полная мощность присоединенных ко вторичной обмотке приборов не должна превышать измерительную мощность трансформатора напряжения, на щитке которого указана наибольшая допустимая мощность нагрузки в вольт-амперах.

Для напряжений до 6 кв трансформаторы напряжения изготовляют сухими, т. е. с естественным воздушным охлаждением. Для напряжений выше 6 кв применяют масляные трансформаторы напряжения. Трансформаторы напряжения могут быть трехфазными. Зажимы таких трансформаторов обозначают так же, как и зажимы обычных силовых трансформаторов. Для безопасности обслуживания и большей надежности работы аппаратуры магнитопровод трансформатора напряжения и один зажим вторичной обмотки заземляют.

Защита и управление: Продукты Решения: GE Grid Solutions

Типы, различия, преимущества и недостатки

Мы знаем, что напряжения и токи в энергосистеме очень велики.Таким образом, прямое измерение напряжения и величины с большой величиной невозможно. Таким образом, нам нужны измерительные приборы с большим диапазоном измерений, или есть другой метод, например использование свойства преобразования в пределах переменного тока, а также напряжения. Трансформатор используется для преобразования тока или напряжения вниз, когда соотношение оборотов известно после этого определения уменьшили величину, используя обычный диапазон прибора. Уникальная величина определяется простым умножением результата на коэффициент конверсии.Таким образом, такой вид трансформатора с точным передаточным числом известен как измерительный трансформатор. В этой статье обсуждается обзор измерительного трансформатора и его работы.

Что такое измерительный трансформатор?

Определение: Трансформатор, который используется для измерения электрических величин, таких как ток, напряжение, мощность, частота и коэффициент мощности, известен как измерительный трансформатор. Эти трансформаторы в основном используются с реле для защиты энергосистемы.

измерительный трансформатор

Назначение измерительного трансформатора — понизить напряжение и ток в системе переменного тока, поскольку уровень напряжения и тока в энергосистеме чрезвычайно высок.Поэтому проектирование измерительных приборов с высоким напряжением и током сложно и дорого. Как правило, эти приборы в основном предназначены для 5 А и 110 В.

Измерение электрических величин высокого уровня может быть выполнено с помощью устройства, а именно измерительного трансформатора. Эти трансформаторы играют важную роль в существующих энергосистемах.

Типы измерительных трансформаторов

Измерительные трансформаторы подразделяются на два типа, такие как

• Трансформатор тока
• Трансформатор потенциала

Трансформатор тока

Этот тип трансформатора может использоваться в энергосистемах для понижения напряжения с с высокого уровня на низкий с помощью амперметра на 5А.Этот трансформатор включает в себя две обмотки, первичную и вторичную. Ток во вторичной обмотке пропорционален току в первичной обмотке, поскольку он генерирует ток во вторичной обмотке. Принципиальная схема типичного трансформатора тока показана на следующем рисунке.

Трансформатор тока

В этом трансформаторе первичная обмотка состоит из нескольких витков и последовательно соединена с силовой цепью. Так он называется последовательным трансформатором. Точно так же вторичная обмотка включает в себя несколько витков, и она напрямую подключена к амперметру, потому что амперметр имеет небольшое сопротивление.

Таким образом, вторичная обмотка этого трансформатора работает практически в состоянии короткого замыкания. Эта обмотка включает в себя два вывода, один из которых соединен с землей, чтобы избежать сильного тока. Таким образом, вероятность пробоя изоляции будет снижена, чтобы защитить оператора от чрезмерного напряжения.

Вторичная обмотка этого трансформатора в приведенной выше схеме закорачивается перед отключением амперметра с помощью переключателя, чтобы избежать высокого напряжения на обмотке.

Трансформатор потенциала

Этот тип трансформатора может использоваться в энергосистемах для понижения напряжения с высокого уровня до более низкого уровня с помощью небольшого номинального вольтметра, который находится в диапазоне от 110 до 120 вольт. Типовая принципиальная схема трансформатора напряжения показана ниже.

Этот трансформатор включает в себя две обмотки, как у обычного трансформатора, например, первичную и вторичную. Первичная обмотка трансформатора включает несколько витков и включена параллельно цепи.Так он называется параллельным трансформатором.

трансформатор потенциала

Подобно первичной обмотке, вторичная обмотка имеет меньшее количество витков и подключается непосредственно к вольтметру, поскольку имеет большое сопротивление. Поэтому вторичная обмотка работает примерно в разомкнутом состоянии. Один вывод этой обмотки соединен с землей, чтобы поддерживать напряжение относительно земли, чтобы защитить оператора от огромного напряжения.

Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения

Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения обсуждается ниже.

Преимущества и недостатки измерительного трансформатора

Преимущества измерительных трансформаторов:

• Эти трансформаторы используют амперметр и вольтметр для измерения высоких токов и напряжений.
• При использовании этих трансформаторов несколько защитных устройств могут работать как реле, иначе могут загораться сигнальные лампы.
• Трансформаторы на базе измерительных трансформаторов дешевле.
• Поврежденные детали можно легко заменить.
• Эти трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку измерительных приборов и силовых цепей высокого напряжения. Так что требования к электрической изоляции могут быть снижены в защитных цепях и измерительных приборах.
• С помощью этого трансформатора можно подключать к электросети различные измерительные приборы.
• Низкое энергопотребление в защитных и измерительных цепях из-за низкого уровня напряжения и тока.

Единственным недостатком измерительных трансформаторов является то, что они могут использоваться просто для цепей переменного тока, но не для цепей постоянного тока. энергосистемы. Эти типы измерительных трансформаторов в основном используются для изменения формы тока на уменьшенный вторичный ток с помощью реле, счетчиков, устройств управления и других инструментов.

Испытание измерительного трансформатора необходимо при измерении, перепутывании соединений и возникновении неисправности защиты, в противном случае может резко снизиться высокая степень точности. Одновременно с этим в трансформаторе тока произойдут электрические изменения.

По этим причинам необходимо проверять и настраивать трансформаторы тока вместе с подключенными к ним устройствами через обычные интервалы времени. Для этих трансформаторов используются некоторые электрические испытания, чтобы гарантировать точность и оптимальную эксплуатационную надежность, например, соотношение, полярность, возбуждение, изоляцию, обмотку и испытание на нагрузку.

Часто задаваемые вопросы

1). Что такое CT & PT в измерительном трансформаторе?

Трансформатор тока (CT) и трансформатор напряжения (PT) являются измерительными приборами, используемыми в системах переменного тока.

2). Какова функция измерительного трансформатора?

Эти трансформаторы используются для измерения и защиты оборудования

3). Что такое кВА в трансформаторах?

КВА означает киловольт-ампер, и это единица полной мощности, 1 кВА = 1000 ВА

4).Почему используется трансформатор тока?

Этот тип трансформатора используется для увеличения или уменьшения переменного тока

5). В чем преимущество измерительного трансформатора?

Этот трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между цепями, такими как высоковольтные силовые и измерительные устройства, чтобы уменьшить необходимость в электрической изоляции.

Итак, это все об обзоре измерительного трансформатора. Это высокоточные электрические устройства, в основном используемые для изоляции, преобразования уровней тока или напряжения.Первичная обмотка трансформатора может быть подключена к цепи высокого напряжения или высокого тока, а реле или счетчик — к вторичной цепи. Эти трансформаторы также используются в качестве изолирующего трансформатора за счет использования вторичных величин в фазовой манипуляции, не оказывая влияния на другие устройства. Вот вам вопрос, каково основное назначение приборного трансформатора?

Измерительные трансформаторы

ЗАДАЧИ

• объяснить работу измерительного трансформатора напряжения.

• объяснить работу измерительного трансформатора тока.

• схема соединений трансформатора напряжения и трансформатора тока.
в однофазной цепи.

• указать, как следующие величины определяются для однофазной цепи
содержащие измерительные трансформаторы: первичный ток, первичное напряжение, первичное
мощность, полная мощность и коэффициент мощности.

• описать подключение измерительных трансформаторов в трехфазной трехпроводной
схема.

• описать подключение измерительных трансформаторов к трехфазной, четырехпроводной
система.

Измерительные трансформаторы используются для измерения и контроля переменного тока.
токовые цепи. Прямое измерение высокого напряжения или сильных токов включает:
большие и дорогие приборы, реле и другие схемные компоненты
много дизайнов. Однако использование измерительных трансформаторов позволяет
использовать относительно небольшие и недорогие приборы и устройства управления
стандартизованные конструкции.Измерительные трансформаторы также защищают оператора,
измерительные приборы и контрольное оборудование от опасностей высоких
Напряжение. Использование измерительных трансформаторов повышает безопасность,
точность и удобство.

Есть два различных класса инструментальных трансформаторов: инструментальные трансформаторы.
трансформатор напряжения и измерительный трансформатор тока. (Слово «инструмент»
обычно опускается для краткости.)

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Трансформатор напряжения работает по тому же принципу, что и силовая или распределительная
трансформатор.Основное отличие состоит в том, что мощность трансформатора напряжения
мала по сравнению с силовыми трансформаторами. Потенциальные трансформаторы имеют
номиналы от 100 до 500 вольт-ампер (ВА). Сторона низкого напряжения обычно
намотка на 115 вольт или 120 вольт. Нагрузка на стороне низкого напряжения обычно
состоит из потенциальных катушек различных инструментов, но может также включать
потенциальные катушки реле и другого управляющего оборудования. В целом
нагрузка относительно небольшая и нет необходимости в трансформаторах напряжения
емкостью от 100 до 500 вольт-ампер.

Первичная обмотка высокого напряжения трансформатора напряжения имеет то же
номинальное напряжение первичной цепи. Когда необходимо измерить
напряжение однофазной линии на 4600 вольт, первичная обмотка потенциала
трансформатор будет рассчитан на 4600 вольт, а низковольтная вторичная
быть рассчитанным на 115 вольт. Соотношение первичной и вторичной обмоток
это:

4600/115 или 40/1

Вольтметр, подключенный к вторичной обмотке трансформатора напряжения.
указывает значение 115 вольт.Для определения фактического напряжения на высоковольтной
цепи, показание прибора 115 вольт необходимо умножить на 40. (115
x 40 = 4600 вольт). В большинстве случаев вольтметр откалиброван для индикации
фактическое значение напряжения на первичной стороне. В результате оператор
не требуется применять множитель к показаниям прибора, а
возможность ошибок снижена.

илл 22-1 показывает соединения для трансформатора напряжения с
первичный вход 4600 вольт и выход 115 вольт для вольтметра.Этот потенциал
трансформатор имеет вычитающую полярность. (Все измерительные трансформаторы напряжения
теперь производятся, имеют вычитающую полярность.) Один из вторичных выводов
трансформатор, показанный на рисунке 22-1, заземлен, чтобы исключить опасность высокого напряжения.

Трансформаторы потенциала имеют высокоточное соотношение между значениями первичного и вторичного напряжения; как правило, ошибка составляет менее 0,5 процента. Власть
трансформаторы не предназначены для высокоточного преобразования напряжения.

ил. 22-1 Подключение трансформатора напряжения

ТРАНСФОРМАТОР ТОКА

Трансформаторы тока используются так, чтобы амперметры и катушки тока
другие приборы и реле не нужно подключать напрямую к сильноточным
линий. Другими словами, эти приборы и реле изолированы от высоких
токи. Трансформаторы тока также понижают ток до известного коэффициента.
Использование трансформаторов тока означает, что относительно небольшие и точные
могут использоваться приборы, реле и устройства управления стандартизованной конструкции.
в схемах.

Трансформатор тока имеет отдельные первичную и вторичную обмотки. В
первичная обмотка, которая может состоять из нескольких витков толстого провода, намотанного на
многослойный железный сердечник последовательно соединен с одним из линейных проводов.
Вторичная обмотка состоит из большего количества витков меньшего
размер проволоки. Первичная и вторичная обмотки намотаны на один сердечник.

Определен номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока.
по максимальному значению тока нагрузки.Вторичная обмотка рассчитана на
на 5 ампер независимо от номинального тока первичных обмоток.

Например, предположим, что номинальный ток первичной обмотки
трансформатор тока 100 ампер. Первичная обмотка имеет три витка, а вторичная обмотка — 60 витков. Вторичная обмотка имеет стандартную
текущий рейтинг 5 ампер; следовательно, соотношение между первичным и вторичным токами составляет 100/5 или 20 к 1. Первичный ток в 20 раз больше.
чем вторичный ток.Поскольку вторичная обмотка имеет 60 витков, а первичная обмотка — 3 витка, вторичная обмотка имеет в 20 раз больше витков.
витки как первичная обмотка. Тогда для трансформатора тока отношение
первичного и вторичного токов обратно пропорционально отношению
первичные и вторичные витки.

В fgr22-2 трансформатор тока используется для понижения тока в
Однофазная цепь на 4600 вольт. Трансформатор тока рассчитан на 100
до 5 ампер, а коэффициент понижения тока составляет 20 к 1.Другими словами,
в первичной обмотке 20 ампер на каждый ампер вторичной
обмотка. Если амперметр на вторичной обмотке показывает 4 ампера, фактический
ток в первичной обмотке в 20 раз превышает это значение или 80 ампер.

Трансформатор тока на рисунке 22-2 имеет маркировку полярности в том смысле, что
два высоковольтных первичных вывода имеют маркировку h2 и h3, а вторичные выводы
помечены как X1 и X2. Когда h2 мгновенно положительно, X1 положительно
в тот же момент.Некоторые производители трансформаторов тока маркируют только
h2 и X1 или используйте метки полярности. При подключении трансформаторов тока
в схемах вывод h2 подключается к проводу линии, питающемуся от источника,
в то время как провод h3 подключен к линейному проводу, питающему нагрузку.

ил. 22-2 А трансформатор тока, используемый с амперметром

Вторичные провода подключаются непосредственно к амперметру. Обратите внимание, что один
проводов вторичной обмотки заземлено в качестве меры предосторожности для устранения высокого напряжения
опасности.

Внимание! Вторичная цепь трансформатора никогда не должна открываться при
в первичной обмотке есть ток. Если вторичная цепь разомкнута
когда есть ток в первичной обмотке, то весь первичный ток
ток возбуждения, который вызывает высокое напряжение во вторичной обмотке.
Это напряжение может быть достаточно высоким, чтобы подвергнуть опасности человеческую жизнь.

Лица, работающие с трансформаторами тока, должны проверить, что вторичная обмотка
цепь обмотки замкнута.Иногда может потребоваться отключить
вторичная цепь прибора при наличии тока в первичной обмотке.
Например, в измерительной цепи может потребоваться переустановка проводки или другой ремонт.
быть нужным. Для защиты рабочего подключается небольшой короткозамыкающий выключатель.
в цепь на вторичных выводах трансформатора тока.
Этот переключатель замкнут, когда цепь прибора должна быть отключена на
ремонт или переналадка.

Трансформаторы тока имеют очень точное соотношение между первичной и вторичной обмотками.
текущие значения: погрешность большинства современных трансформаторов тока меньше
0.5 процентов.

Когда первичная обмотка имеет большой номинальный ток, она может состоять из
прямой проводник, проходящий через центр полого металлического сердечника. В
вторичная обмотка намотана на сердечник. Эта сборка называется стержневой.
трансформатор тока. Название происходит от конструкции первичного
который на самом деле представляет собой прямую медную шину. Все стандартные трансформаторы тока
с номиналом 1000 ампер и более являются трансформаторами стержневого типа. Некоторые текущие
трансформаторы с более низкими номиналами также могут быть стержневыми.больной 22-3
показан трансформатор тока стержневого типа.

ill 22-4 показывает токоизмерительные клещи, использующие концепцию оконного типа.
трансформатор тока. Открыв зажим, а затем закрыв его вокруг
токопроводящий провод, ток в проводе измеряется на
метр.

ил. Трансформатор тока 22-3 бар.

ил. 22-4 Зажимные амперметры / мультиметры.

ИНСТРУМЕНТНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ В ОДНОФАЗНОЙ ЦЕПИ

ил.22-5 Однофазные измерительные соединения

ill 22-5 показывает нагрузку прибора, подключенную через прибор.
трансформаторы на однофазную высоковольтную линию. Инструменты включают
вольтметр (22-6), амперметр и ваттметр. Трансформатор потенциала
рассчитано на напряжение от 4600 до 115 вольт; трансформатор тока рассчитан на 50 …
5 ампер. Катушки потенциала вольтметра и ваттметра соединены
параллельно низковольтному выходу трансформатора напряжения.Следовательно,
напряжение на потенциальных катушках каждого из этих инструментов является
такой же. Катушки тока амперметра и ваттметра соединены в
последовательно через вторичный выход трансформатора тока. Как результат,
ток в токовых катушках обоих инструментов одинаков. Обратите внимание, что
вторичная обмотка каждого измерительного трансформатора заземлена для обеспечения защиты
от опасностей высокого напряжения, как это предусмотрено в статье 250 Национального электротехнического
Код.

Вольтметр на рисунке 22-5 показывает 112,5 вольт, амперметр показывает 4 ампера, а ваттметр показывает 450 ватт. Чтобы найти первичное напряжение, первичный ток,
первичная мощность, полная мощность в первичной цепи и коэффициент мощности,
используются следующие процедуры:

Первичное напряжение

Множитель вольтметра = 4600/115 = 40

Первичное вольт = 112,5 x 40

= 4500 вольт

Первичный ток

Множитель амперметра = 50 / S = 10

Первичный ампер = 4 x 10

= 40 ампер

ил.22-6 Измерители, устанавливаемые на панели, используют трансформаторы для контроля больших значений

Первичная мощность

Множитель ваттметра = множитель вольтметра x множитель амперметра

Множитель ваттметра = 40 x 10

= 400

Основная мощность = 450 x 400

= 180000 ватт или 180 киловатт

Полная мощность

Полная мощность первичной цепи, полученная путем умножения первичной
значения напряжения и тока.

Полная мощность (вольт-амперы) = вольт x ампер

вольт-ампер = 4500 x 40

= 180000 Вт = 180000/1000 = 180 кВт

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности = мощность в киловаттах / полная мощность в киловольт-амперах

= 180/180

= 1,00 или 100 процентов

ПРИБОРНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НА ТРЕХФАЗНЫХ СИСТЕМАХ

Трехфазная, трехпроводная система

В трехфазной трехпроводной системе два одинаковых трансформатора напряжения
необходимы два трансформатора тока одинакового номинала.Это
это обычная практика в трехфазном измерении для соединения вторичного
схемы. То есть соединения выполняются так, что один провод или устройство проводит
комбинированные токи двух трансформаторов в разных фазах.

Низковольтные подключения приборов для трехфазной трехпроводной системы.
проиллюстрированы на 22-7. Обратите внимание, что два трансформатора напряжения подключены
в разомкнутом треугольнике к трехфазной линии на 4600 Вольт. В результате получается три
значения вторичного напряжения 115 вольт каждое.Два трансформатора тока
соединены так, чтобы первичная обмотка одного трансформатора была последовательно с линией
А и первичная обмотка второго трансформатора включены последовательно с линией
С.

ил. 22-7 Измерительные соединения для трехфазной, трехпроводной системы

Обратите внимание, что во вторичной цепи низкого напряжения используются три амперметра.
Эта система подключения подходит для трехфазной трехпроводной системы, и все три амперметра дают точные показания.Другие инструменты, которые можно
используемые в этой схеме включают трехфазный ваттметр, трехфазный ватт-час
измеритель мощности и трехфазный измеритель коэффициента мощности. Когда трехфазные инструменты
подключены во вторичных цепях, эти приборы должны быть подключены
правильно, чтобы сохранялись правильные фазовые соотношения. Если это
меры предосторожности не соблюдаются, показания прибора будут неверными. В
проверка соединений для этой трехфазной трехпроводной системы учета,
Обратите внимание, что соединенные между собой вторичные обмотки потенциала и тока заземлены.
для обеспечения защиты от опасностей высокого напряжения.

Трехфазная, четырехпроводная система

ил. 22-8 Измерительные соединения для трехфазной, четырехпроводной системы

ill 22-8 иллюстрирует вторичные измерительные соединения для 2400/4152 вольт,
трехфазная, четырехпроводная система. Подключены три трансформатора напряжения.
в звезду, чтобы обеспечить трехфазный выход трех вторичных напряжений 120 вольт
к нейтральному. Три трансформатора тока от 50 до 5 ампер используются в трех
линейные проводники.Во вторичной вторичной обмотке используются три амперметра.
схема. И взаимосвязанный потенциал, и текущие вторичные обмотки
заземлен для защиты от возможных опасностей, связанных с высоким напряжением.

РЕЗЮМЕ

Измерительные трансформаторы

специально разработаны для преобразования напряжения и тока в очень точных соотношениях. Потенциальные трансформаторы используются для преобразования
высокое напряжение до значений 115 или 120 вольт для использования со стандартными приборами.
Трансформаторы тока (ТТ) используются для преобразования больших значений переменного тока.
до уровня 5 ампер, чтобы его можно было использовать со стандартными инструментами.ОКРУГ КОЛУМБИЯ
текущие уровни обычно снижаются до приемлемого уровня за счет использования
шунты. Шунт имеет номинальный ток первичной нагрузки, и тогда измеритель
подключен через шунт. Счетчик рассчитан на работу при 50 милливольтах.

ВИКТОРИНА

1. Какие бывают два типа измерительных трансформаторов?

а.

г.

2. Почему вторичная цепь трансформатора тока должна быть замкнута, когда
есть ток в первичной цепи? __________

3.Трансформатор рассчитан на 4600/115 вольт. Вольтметр, подключенный через
вторичная обмотка показывает 112 вольт. Какое первичное напряжение?

4. Трансформатор тока рассчитан на 150/5 ампер. Амперметр во вторичной обмотке
схема читает 3,5 ампера. Что такое первичный ток? _______

5. Трансформатор напряжения 2300/115 В и трансформатор тока 100/5 А.
подключены к однофазной сети. Вольтметр, амперметр и ваттметр
включены во вторичные обмотки измерительных трансформаторов.Вольтметр
показывает 110 вольт, амперметр показывает 4 ампера, а ваттметр показывает 352
Вт. Нарисуйте соединения для этой схемы. Марк ведет H X и так далее.
Показать все значения напряжения, тока и мощности.

6. Замкните цепь, используя измерительные трансформаторы для измерения напряжения и силы тока. Включите термическую маркировку.

ОТ ИСТОЧНИКА ДО ЗАГРУЗКИ

7. Какое первичное напряжение данной однофазной цепи?
5?

8.Какой первичный ток в амперах приведен в однофазной цепи
в вопросе 5?

9. Какая первичная мощность в ваттах дана в однофазной цепи?
в вопросе 5?

10. Каков коэффициент мощности рассматриваемой однофазной цепи?
5?

Выберите правильный ответ для каждого из следующих утверждений.

11. Вторичная обмотка трансформатора напряжения обычно наматывается на

а. 10 вольт. c. 230 вольт.

г. 115 вольт. d. 500 вольт.

12. Вторичные обмотки трансформатора потенциала заземлены на

а. стабилизировать показания счетчика.

г. застраховать показания с точностью до 0,5 процента.

г. доделать систему с праймериз.

г. исключить опасности высокого напряжения.

13. Трансформатор, используемый для уменьшения значений тока до размера, при котором малые счетчики
может их зарегистрировать — это

а. автотрансформатор. c. трансформатор напряжения.

г. распределительный трансформатор. d. трансформатор тока.

14. Первичная обмотка большого трансформатора тока может состоять из

а. много витков тонкой проволоки.

г. несколько витков тонкой проволоки.

г. много витков тяжелой проволоки.

г. прямоточный проводник.

15. Стандартный номинальный ток вторичной обмотки трансформатора тока.
это

а. 5 ампер. c. 15 ампер.

г. 50 ампер. d.15 ампер.

16. Вторичная цепь трансформатора тока никогда не должна открываться.
когда ток присутствует в первичной обмотке, потому что

а. счетчик перегорит.

г. счетчик не работает.

г. может возникнуть опасное высокое напряжение.

г. первичные значения могут быть прочитаны на счетчике.

Трансформаторы тока и трансформаторы напряжения

Как трансформаторы тока, так и трансформаторы напряжения считаются измерительными трансформаторами.Эти трансформаторы отвечают за измерение точности и безопасности энергосистем. Оба они также используют магнитную схему в первичной и вторичной обмотках для работы. Но между этими двумя инструментальными трансформаторами есть явные различия. В сегодняшнем посте мы подробнее рассмотрим CT и PT.

Трансформаторы тока

Трансформаторы тока, также известные как CT, используются для измерения переменного тока. Эти измерительные трансформаторы выполняют так называемое «понижение» высокого тока до безопасного уровня, которым можно управлять должным образом.Это означает, что они масштабируют большие значения напряжения до небольших, более стандартизированных, которые можно легко измерить. Как и любое другое электрическое оборудование, каждый трансформатор тока имеет определенный номинал. Этот рейтинг используется для определения типа ТТ, который следует использовать в данной установке. Во время тестирования трансформатора тока используются инструменты для проверки трансформатора, чтобы определить, правильно ли работает ваш ТТ и что мощность остается в пределах правильных параметров. Поскольку трансформаторы тока играют важную роль в точном выставлении счетов потребителям, оборудование для тестирования трансформаторов необходимо для обеспечения точности расчета доходов коммунальных предприятий.

Трансформаторы напряжения

Трансформаторы потенциала, или трансформаторы напряжения, также измеряют параметры источника питания. Но в то время как трансформаторы тока измеряют ток, трансформаторы тока измеряют напряжение. Это важно, поскольку такие страны, как Америка, используют в домах разное напряжение для различных целей (например, 120 вольт, используемое бытовой техникой). Трансформаторы потенциала будут измерять и понижать значения высокого напряжения до более низких. Хотя СТ действительно служат важной цели, есть некоторые коммунальные службы, которые не используют трансформаторы напряжения.Однако некоторые эксперты говорят, что отказ от использования ПТ может представлять опасность для тех, кто обслуживает эти счетчики во время тестирования трансформатора или других задач.

В конечном итоге, как тестирование трансформатора тока, так и тестирование трансформатора тока могут гарантировать, что измерительные трансформаторы работают должным образом, и что ток и напряжение остаются в пределах своих норм. Наши продукты могут обеспечить мобильность и точность, необходимые для получения точных показаний и предоставления точных счетов клиентам. Чтобы узнать больше о том, почему вы должны отдавать приоритет точному тестированию трансформаторных приборов, свяжитесь с нами сегодня.

Приборы для измерения трансформаторов тока

На главную »Справочная информация» Примечания по применению »Измерения трансформаторов тока

Трансформатор тока (CT) используется для измерения переменного тока в однофазных или трехфазных сетевых цепях. ТТ обычно имеет вторичную обмотку переменного тока 1 А или 5 А, которая подключается к измерителю тока, мощности или энергии. Это позволяет размещать счетчик вдали от сетевой проводки. Доступны трансформаторы тока различных размеров и стилей со стандартными соотношениями от 50: 5 до 4000: 5.Модели с разъемным сердечником легко модернизируются вокруг существующей проводки. Модели с твердым сердечником предлагают более низкую стоимость.

Некоторые системы мониторинга поставляются с трансформаторами тока с выходом напряжения. Полная шкала на этих устройствах не стандартизирована, но обычно находится в пределах 0,3–2 В переменного тока. Несмотря на отсутствие стандартизации, использование трансформатора тока с выходом напряжения дает несколько преимуществ. Это устраняет необходимость в толстых проводах или высоком номинальном значении ВА. Выходное напряжение также позволяет увеличить расстояние между ТТ и измерителем.Еще одно соображение — разомкнутый вторичный контур ТТ на 1 А или 5 А может создавать опасное высокое напряжение. Модели с выходным напряжением ограничены безопасным уровнем.

Трансформаторы тока имеют размер (номинал в ВА), коэффициент передачи и точность. Рейтинг ВА определяет максимальное вторичное сопротивление (провод + клемма + сопротивление измерителя), которое может работать с заявленной точностью. Измерительные трансформаторы тока указаны для коэффициента мощности 0,9 при 60 Гц. Релейные ТТ указаны на 0,5 пФ.

В преобразователях тока

также используется трансформатор с одножильным или раздельным сердечником для измерения переменного тока.Однако у них есть схема для преобразования выходного сигнала в сигнал постоянного тока низкого уровня, будь то вольт или мА. Модели с выходным напряжением постоянного тока или током 1 мА могут иметь автономное питание. Для моделей с выходом 4–20 мА постоянного тока обычно требуется внешний источник питания.

См. Информацию о трансформаторах тока или преобразователях переменного тока.

Примечания по применению трансформатора тока

и таблица длин проводов (pdf) Номинальные характеристики трансформатора тока
для двигателей различных размеров (pdf)

Измерительные и измерительные трансформаторы — для чего они используются?

измерительный преобразователь

Трансформатор тока

Трансформатор тока представляет собой измерительный трансформатор соответствующей конструкции, в котором при нормальной работе вторичный ток почти пропорционален первичному току, а его фаза отличается от фазы первичного тока на угол, равный близка к нулю при правильном подключении клемм.Трансформаторы тока используются для измерения токов с высокими значениями, которые невозможно измерить прямым включением счетчиков из-за превышения их диапазонов измерения. Еще одним преимуществом измерительных трансформаторов является гальваническая развязка измерительных приборов от измерительной цепи, находящейся под высоким напряжением.

Конструкция трансформатора тока

Рис. 1. Трансформатор тока с двумя типами обмоток: первичной и вторичной

Обмотки намотаны на типичный ферромагнитный сердечник (обычно тороидальный), намотанный из одной пластины трансформатора.Первичный ток «Ip» протекает через первичную обмотку, которая трансформируется с первичной стороны на вторичную сторону трансформатора. Во вторичной обмотке протекает вторичный ток «Is», который питает электронные схемы измерительных приборов, счетчиков или реле. Обмотки трансформатора тщательно изолированы друг от друга, что предотвращает разрыв высокого напряжения с первичной стороны на вторичную цепь. Сумма всех токов в магнитной цепи равна нулю, потому что вторичная цепь трансформатора тока закорочена из-за низкого импеданса, и в ней протекает ток, который почти полностью компенсирует первичный поток.

IpNp ≈ IsNs

Из приведенной выше зависимости можно рассчитать значение первичного тока «Ip» на основе измерения вторичного тока «Is» и количества первичных обмоток «Np» и вторичные «Ns».

Ip ≈ Is (Ns / Np)

Соотношение количества витков называется отношением витков трансформатора или нескорректированным коэффициентом витков. Коэффициент трансформации трансформатора имеет значение, аналогичное фактической передаче тока, равное отношению действующего значения токов, фактически протекающих через трансформатор.

Ki = Ip / Is

Фактическая передача «Ki» является переменной, потому что соотношение значений тока зависит от нагрузки трансформатора и значения первичного тока. Поэтому при работе трансформатора используется номинальная передача «Kn», равная отношению номинальных токов.

Kn = Ipn / Isn

Номинальные значения первичного и вторичного токов — это значения тех токов, к которым относится работа трансформатора.На практике после измерения величины вторичного тока величина первичного тока рассчитывается по следующей формуле:

Ip = KnIs

Измерительные трансформаторы используются для силовых измерительных приборов и больше. точнее, чем трансформаторы защиты, которые используются для питания реле защиты. Реле защиты менее точны, но они удовлетворяют требованиям в области общей погрешности в гораздо более широком диапазоне токов, которые превышают номинальные значения даже в несколько десятков раз.Благодаря этому они обеспечивают правильную работу защит в условиях перегрузок и перебоев в электросети. Однако измерительные трансформаторы более точны, но только в узком диапазоне токов и даже при токах, немного превышающих номинальные, они показывают большое отрицательное значение погрешности измерения, что эффективно защищает присоединенные к ним измерительные приборы от повреждений во время перегрузки или короткого замыкания. в электросети. Следовательно, измерительные и защитные трансформаторы не могут использоваться взаимозаменяемо, даже если они имеют одинаковую номинальную передачу и одинаковые значения предельной погрешности.

Трансформатор напряжения

Трансформаторы напряжения используются для преобразования высокого напряжения в нормализованное низкое, цепи питания измерительных приборов, счетчиков, счетчиков энергии и т. Д.

Конструкция трансформатора напряжения

Рис. 2. Трансформатор напряжения с двумя типами обмоток: первичной и вторичной.

Индуктивные трансформаторы напряжения обычно изготавливаются однофазными. В трехфазных системах такие трансформаторы объединяются в подходящую систему или используются трехфазные трансформаторы.В зависимости от количества вторичных обмоток индуктивные трансформаторы напряжения могут иметь одну вторичную обмотку или несколько вторичных обмоток. В зависимости от назначения трансформаторы напряжения делятся на: трансформаторы напряжения

• для измерений,
• для питания приборов,

трансформаторы напряжения

• для безопасности,

трансформаторы напряжения

• для измерений и защиты.

В однофазных трансформаторах напряжения в качестве защиты может использоваться обмотка остаточного напряжения, предназначенная для соединения комплекта из трех однофазных трансформаторов в открытый треугольник с целью создания нулевой составляющей напряжения в случае замыкания на землю, подавление феррорезонансных колебаний.Основные параметры трансформаторов напряжения следующие:

• номинальное первичное напряжение,
• номинальное вторичное напряжение,
• номинальная передача «Kn» ( Kn = V1n / V2n ),
• номинальный уровень изоляции,
• номинальный мощность,

класс точности

• , номинальный коэффициент напряжения
• , предел тепловой мощности
• , погрешность напряжения
• ( (KnVs — Vp / Vp) * 100 ), угловая погрешность
• .

В силовых средствах измерения используются измерительные трансформаторы напряжения, отличающиеся высокой точностью преобразований при первичных напряжениях, близких к номинальным.При выборе измерительных трансформаторов напряжения, помимо определения типа и типа трансформатора, необходимо определить и отрегулировать следующие аспекты:

• система подключения трансформатора,
• номинальное первичное напряжение,
• номинальное вторичное напряжение,
• номинальная мощность и класс точности.

Выбор номинальной мощности трансформатора и его класса точности имеет большое значение при выборе трансформаторов для измерительных систем.Номинальная мощность трансформатора в основном зависит от суммы номинальных мощностей устройств и устройств, подключенных ко вторичной обмотке. Чтобы трансформатор работал в пределах требуемого класса точности, вторичная нагрузка трансформатора не должна быть ниже 25% от номинальной нагрузки и не должна превышать номинальную нагрузку. Трансформаторы напряжения, используемые для питания систем защиты, должны характеризоваться соответствующей точностью преобразования напряжения в состояниях повреждения, где возникают искаженные формы сигналов.

Использование трансформаторов напряжения — Continental Control Systems, LLC

Обзор

Счетчики

WattNode ^® доступны в семи диапазонах напряжения до 600 В переменного тока между фазой и нейтралью, а также в моделях с широким диапазоном, которые работают от 100 до 600 В переменного тока. Для рабочего напряжения выше 600 В переменного тока используются трансформаторы напряжения или напряжения (ТН или ТН) для понижения напряжения до более низкого диапазона, который будет работать с измерителем WattNode. Трансформаторы используются в сетях среднего напряжения выше 600 В перем. Тока, но иногда также и для трехфазных трехпроводных схем, соединенных треугольником, 575–600 В перем.

WattNode ^® для счетчиков BACnet ^® , LonWorks и Modbus поддерживает соотношение PT и внутреннее масштабирование измерений. Для более старых моделей и импульсных моделей потребуется внешнее масштабирование данных системой сбора данных.

Если вы используете WattNode ^® для измерителя LonWorks ^® , мы предлагаем вариант PT, который добавляет свойство конфигурации UCPTptRatio , которое настраивает коэффициент внешнего PT, позволяя измерителю автоматически масштабировать напряжение, показания мощности и энергии.

Масштабирование

Добавление трансформаторов напряжения приводит к уменьшению измеряемого линейного напряжения на коэффициент PT (скажем, 35: 1 для этого примера). Таким образом, напряжение 4200 В переменного тока становится 120 В переменного тока. Поскольку измеритель видит 120 В перем. Тока, многие измерения, которые он сообщает, будут низкими в 35 раз, если их не увеличить в 35 раз.

В частности, следующие величины масштабируются с помощью счетчика или извне (если применимо к вашему счетчику):

• Напряжение
• Мощность — поскольку мощность рассчитывается по напряжению и току.Сюда входят все значения реальной, реактивной и полной мощности.
• Требование — это средняя мощность за интервал
• Энергия — Включает все значения реальной, реактивной и полной энергии. При использовании счетчика импульсов умножьте масштабный коэффициент кВтч на коэффициент PT.

PT не влияют на измерения тока, частоты и коэффициента мощности.

Оборудование

CCS поставляет измеритель WattNode на напряжение до 600 В переменного тока и трансформаторы тока, рассчитанные на использование в цепях до 600 В переменного тока.Компания CCS не поставляет трансформаторы напряжения, предохранители или трансформаторы тока, рассчитанные на использование в цепях среднего напряжения, поэтому вам придется искать других поставщиков для этих компонентов.

Трансформаторы тока

Компания

Continental Control Systems не продает трансформаторы тока, рассчитанные на напряжение свыше 600 В переменного тока, поэтому необходимо использовать трансформаторы тока, рассчитанные на работу со средним напряжением. Большинство трансформаторов тока среднего напряжения выдают 5 ампер при полном номинальном токе. Например, вторичная обмотка трансформатора тока с соотношением 500: 5 будет выдавать 5 ампер, когда 500 ампер проходят через оконное отверстие трансформатора тока (первичное).Выходной сигнал трансформатора тока с коэффициентом усиления 5 ампер можно измерить с помощью одного из наших трансформаторов тока, чтобы преобразовать выходной сигнал трансформатора тока с коэффициентом усиления 5 ампер в сигнал 0,333 В переменного тока. Типичные трансформаторы тока для этого приложения:

• ACTL-0750-005 — Accu-CT ^® с разъемным сердечником CT
• CTT-0300-005 — одножильный (тороид) CT

Мы называем эту технику совмещением. Счетчики LonWorks (–FT10) показаны на следующих рисунках, но эта комбинированная схема работает с любыми типами счетчиков.

При совмещении ТТ трудно определить, в каком направлении должны быть обращены дополнительные ТТ, поэтому просто угадайте и установите их все в одном направлении. Если показания мощности отрицательны или светодиоды состояния мигают красным, поменяйте местами трансформаторы тока, поменяйте местами черный и белый провода или используйте регистр CtDirections (модели Modbus) для эффективного реверсирования трансформатора тока.

Когда вы используете два ТТ вместе, как это (ТТ с коэффициентом усиления в сочетании с ТТ на выходе по напряжению), вы должны использовать первичный ток коэффициента ТТ в качестве номинального значения тока полной шкалы для измерителя WattNode.Например, если ТТ среднего напряжения имеет соотношение 500: 5, используйте 500 в качестве номинального тока полной шкалы ТТ.

Цепи трансформатора потенциала

В этом разделе описаны наиболее часто встречающиеся типы услуг и каналы системного телефона. В нем представлены рекомендуемые схемы подключения и информация об измерениях. В большинстве случаев трансформаторы тока используются в цепях среднего напряжения в диапазоне от 2400 до 35000 В переменного тока, поэтому здесь будут показаны примеры среднего напряжения. Те же схемы можно использовать для трансформаторов низкого или высокого напряжения.

Трехпроводное соединение Delta

Многие сети среднего напряжения представляют собой трехпроводную схему подключения по схеме «треугольник» без нейтрального проводника. В них используется одна из следующих схем заземления:

• Плавающий: Во многих случаях трансформаторы с обмоткой треугольником остаются незаземленными. Это дает возможность замыкания на землю на одной из фаз срабатывания выключателя и прерывания работы.

Рисунок 1: Сетевой трансформатор: дельта-треугольник, плавающий

• Заземление в углу: Один из углов, обычно фаза B, заземлен.

Рисунок 2: Сетевой трансформатор: треугольник-треугольник с угловым заземлением

• Центр заземления: В этой конфигурации одна обмотка имеет центральный отвод, а центральная точка привязана к земле.
• Другое: Возможны и другие возможности (хотя и редкие), включая резистивное заземление и индуктивное заземление.

Все вышеперечисленные конфигурации заземления (включая плавающее) можно контролировать, как показано на Рисунок 3 ниже.Это может быть двух- или трехэлементный ПП. Третий элемент PT является избыточным (ненужным) для этой конфигурации и показан на рисунке серым цветом. В результате заземления выхода фазы B ПТ измеритель WattNode будет регистрировать только напряжение, ток, мощность и энергию для двух фаз: фазы A и фазы C.

Теорема

Блонделя объясняет, что результаты суммы ( PowerSum и EnergySum ) являются точными для этой конфигурации. Однако заявленные мощность, реактивная мощность и коэффициент мощности для двух отдельных фаз могут оказаться несбалансированными, даже если фактическая нагрузка сбалансирована, поэтому в этой конфигурации значимы только суммы мощности и энергии.

Для моделей WattNode, которые не поддерживают схемы треугольника с межфазным напряжением 120 В перем. Тока, вы должны соединить провод измерительного прибора между фазой и нейтралью. Поэтому мы рекомендуем использовать фазу В качестве эталона и связывая его с землей и нейтралью. Это приведет к нулевым показаниям для фазы B на измерителе.

Примечание , первичные трансформаторы трансформатора напряжения контролируют линейное напряжение среднего напряжения , линейное напряжение , поэтому выберите коэффициент трансформации на основе линейных напряжений.

Рисунок 3: Мониторинг цепи треугольника

Четырехпроводное соединение со звездочкой

Это соединение звездой среднего напряжения с нейтральным проводом.Сетевой трансформатор может представлять собой трансформатор типа «звезда-треугольник» (показан ниже) или трансформатор «звезда-звезда».

Рисунок 4: Сетевой трансформатор: треугольник-звезда

Четырехпроводное соединение «звезда» контролируется с помощью трехэлементной конфигурации PT, показанной на Рис. 5 ниже. Измеритель будет предоставлять показания напряжения, тока, мощности и энергии по фазам, масштабированные для соответствия измерениям среднего напряжения. (здесь остановлено jb)

В этой конфигурации первичные и вторичные обмотки СТ соединены проводом по схеме «звезда».Если одна из сторон трансформатора тока соединена треугольником, это вызовет сдвиг фазы напряжения на 30 ° и неправильные показания.

Примечание , первичные трансформаторы трансформатора тока контролируют напряжения между фазами и нейтралью среднего напряжения , а не линейные напряжения. Поэтому будьте осторожны, чтобы выбрать правильное соотношение PT. Например, если цепь среднего напряжения составляет 4160 / 2400Y (2400 В перем. Тока между фазой и нейтралью), вам потребуется соотношение PT 20: 1 для понижения напряжения до 120 В перем.

Рисунок 5: Контроль четырехпроводной схемы звезды с нейтралью

Трехпроводное соединение со звездой (без нейтрали)

Это то же самое, что и для четырехпроводной схемы «звезда», за исключением того, что нейтральный провод не выводится на нагрузку.V _A на землю, V _B на землю и V _C на землю почти равны. Если используется нейтраль, потенциал земли такой же, как у нейтрали.

Рисунок 6: Сетевой трансформатор: треугольник-звезда без нейтрали

Трехпроводное соединение «звезда» можно контролировать с помощью двух различных конфигураций СТ.

• Двухэлементный PT: См. Рисунок 3: Мониторинг дельта-цепи .
• Трехэлементный датчик температуры (выход «звезда»): Это предпочтительная конфигурация датчика температуры, поскольку счетчик обеспечивает показания напряжения, тока, мощности и энергии по каждой фазе для всех трех фаз.

В этой конфигурации первичные и вторичные компоненты PT подключены по схеме «звезда». Если бы одна сторона трансформатора тока была подключена по схеме треугольника, это привело бы к сдвигу фазы напряжения на 30 ° и неправильным показаниям.

Рисунок 7: Мониторинг трехпроводной схемы звезды без нейтрали

Примечание , первичные обмотки трансформаторов тока контролируют напряжения между фазой и землей среднего напряжения, , а не — линейные напряжения.Поэтому убедитесь, что выбрали правильное соотношение PT. Например, если цепь среднего напряжения представляет собой треугольник с 4160 В переменного тока между фазами, то напряжение между фазой и землей будет 2400 В переменного тока, и вам потребуется соотношение PT 20: 1 для понижения до 120 В переменного тока.

Не используйте схему в , рис. 7 , если сеть среднего напряжения не исходит от распределительного трансформатора со звездообразной вторичной обмоткой, поскольку первичные напряжения РТ могут быть неопределенными или несовместимыми.

Настройка PT Ratio

Трансформаторы потенциала преобразуют среднее (или высокое) напряжение в сети в более низкое напряжение, совместимое с измерителями WattNode.PT описываются понижающим коэффициентом, как показано в следующей таблице общих коэффициентов.

Значения PT Ratio — это просто первичное напряжение, деленное на вторичное напряжение.Например, 4200/120 = 35. В редких случаях также можно использовать обратный трансформатор тока для повышения более низкого напряжения, например, с 12 В переменного тока до 120 В переменного тока, чтобы измеритель WattNode мог контролировать потребление энергии 12 или 24 В переменного тока. Это приведет к таким отношениям PT, как 0,1 (от 12 до 120 В переменного тока) или 0,2 (от 24 до 120 В переменного тока). В Соединенных Штатах и ​​Канаде большинство трансформаторов тока имеют вторичное напряжение 120 В переменного тока, поэтому мы предположили, что для этого дополнения. Если ваш СТ имеет другое вторичное напряжение, вам необходимо убедиться, что номинальное напряжение измерителя WattNode соответствует вторичному напряжению.В следующей таблице показаны некоторые возможные вторичные напряжения СТ и соответствующие модели WattNode, которые вы могли бы использовать.

Модель

Примечание: Поскольку CCS не предлагает модели с источником питания, который может работать от линейного напряжения 120 В переменного тока или 69 В переменного тока между фазой и нейтралью, может потребоваться привязать выходное напряжение одного ПТ к нейтраль и земля, как показано на рис. 3 .

WattNode для LonWorks — опция PT

Если у вас есть или вы заказываете WattNode для LonWorks с опцией PT, вы можете указать коэффициент PT, чтобы измеритель автоматически масштабировал значения напряжения, мощности и энергии.

После того, как вы определили правильное соотношение PT, запрограммируйте его в UCPTptRatio с помощью LonMaker ^® , подключаемого модуля WattNode LNS ^® или другого инструмента LonWorks. UCPTptRatio ограничено диапазоном 0.От 05 до 300. Если вы попытаетесь настроить значение меньше 0,05 или больше 300, измеритель вернется к коэффициенту PT, равному 1,0 (фактически без PT).

Если вы знаете коэффициент PT на момент заказа измерителя, вы можете указать это соотношение как часть опции, чтобы коэффициент был предварительно запрограммирован на заводе. Например, для PT с соотношением сторон 4200: 120 вы должны заказать следующее:

WNC-3Y-208-FT10 Опция PT = 35

Значение после «PT =» должно быть отношением в виде единственного числа.Не указывайте первичное напряжение или два числа, разделенных двоеточием.

Если вы не знаете коэффициент PT при заказе измерителя, добавьте к модели « Opt PT ». Измеритель будет поставляться с коэффициентом PT, равным 1,0, и его необходимо будет настроить на месте.

WattNode Modbus

Для измерителя WattNode Modbus нет опции PT . Однако вы все равно можете подключить счетчик к трансформаторам напряжения. Вам просто нужно будет масштабировать значения напряжения, мощности и энергии после того, как вы прочитаете их со счетчика.Ток и коэффициент мощности не нужно масштабировать на коэффициент PT. Например:

Ватт, импульс в узле

Для измерителя импульсов WattNode отсутствует опция PT .Однако вы все равно можете подключить счетчик к трансформаторам напряжения. Вам просто нужно будет отрегулировать масштабные коэффициенты по коэффициенту PT. Например:

Банкноты

Energy Rollover

WattNode для моделей LonWorks и WattNode Modbus имеет внутреннюю точку восстановления энергии 100 ГВтч (100000000 кВтч). Когда энергия достигает точки опрокидывания, она сбрасывается до нуля (как показания счетчика пробега до нуля). Обычно для достижения этой точки опрокидывания требуются годы, но с Option PT опрокидывание может происходить гораздо чаще.

Например, в крайнем случае, при максимальном коэффициенте PT 300, трансформаторы тока на 5000 ампер и очень высокой продолжительной нагрузке 75% от максимальной, энергия может достичь 100 ГВт-ч всего за 30 дней.

Более реалистичным примером может служить коэффициент PT 60 (7200 В перем. Тока) и трансформаторы тока на 2000 ампер, что приводит к переключению примерно раз в год.

PT Бремя

Счетчик WattNode будет питаться от вторичных трансформаторов СТ, поэтому вам нужно будет выбрать ПТ с достаточно высокой нагрузочной способностью.Модели WattNode потребляют от 2 до 4 ВА при коэффициенте мощности (PF) от 0,6 до 0,8, поэтому для них требуется трансформатор напряжения, рассчитанный на такую ​​нагрузку.

Существуют стандартные буквенные коды IEEE / ANSI C57.13 для ПК, рассчитанных на работу с различными нагрузками. Нестандартные ПТ уточняйте у производителя.

• Вт: 12,5 ВА при 0,10 PF. Счетчики WattNode потребляют намного меньше 12,5 ВА, но коэффициент мощности измерителя намного выше 0,10, поэтому точность ПТ может быть снижена.
• X: 25 ВА при 0,70 PF. Это может легко обеспечить измеритель WattNode.
• M: 35 ВА при 0,20 PF. Счетчики WattNode потребляют намного меньше 35 ВА, но коэффициент мощности измерителя выше 0,20, поэтому точность ПТ может быть снижена.
• Y: 75 ВА при 0,85 PF. Это может легко обеспечить измеритель WattNode.