Трансформа́тор стру́му (англ. current transformer) — вимірювальний трансформатор, в якому вторинна напруга за нормальних умов застосування, практично пропорційна первинній напрузі і у разі відповідного з'єднання, відрізняється від неї за фазою на кут, що приблизно дорівнює нулю.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODBMelE1TDBOMWNuSmxiblJmZEhKaGJuTm1iM0p0WlhKZlZGQlBUREV3TG1wd1p5OHlNREJ3ZUMxRGRYSnlaVzUwWDNSeVlXNXpabTl5YldWeVgxUlFUMHd4TUM1cWNHYz0uanBn.jpg)
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHdMekF6TDFOR05sOWpkWEp5Wlc1MFgzUnlZVzV6Wm05eWJXVnlYMVJIUmswdE1URXdYMUoxYzNOcFlTNXFjR2N2TWpBd2NIZ3RVMFkyWDJOMWNuSmxiblJmZEhKaGJuTm1iM0p0WlhKZlZFZEdUUzB4TVRCZlVuVnpjMmxoTG1wd1p3PT0uanBn.jpg)
Трансформатор струму призначений задля перетворення струму до значення, зручного для вимірювання. Первинну обмотку трансформатора струму вмикають послідовно у коло зі змінним струмом, що вимірюється. А до вторинної під'єднують вимірювальні, або захисні прилади. Струм, що протікає вторинною обмоткою трансформатора струму, пропорційний до струму, який протікає його первинною обмоткою.
Трансформатори струму широко застосовують для вимірювання електричного струму й у пристроях релейного захисту електроенергетичних систем, через що на них накладаються високі вимоги за точністю. Трансформатори струму уможливлюють безпеку вимірювань, ізолюючи вимірювальні кола від первинного кола з високою напругою, яка часто становить сотні кіловольт.
Зазвичай, трансформатор струму виготовляють з двома та більше групами вторинних обмоток: одна використовується для під'єднання пристроїв захисту, інша, більш точна — для під'єднання засобів обліку і вимірювання (наприклад, електричних лічильників).
Особливості конструкції
Вторинні обмотки трансформатора струму (не менше однієї на кожен магнітопровід) обов'язково навантажуються. Опір навантаження суворо регламентовано вимогами до точності коефіцієнта трансформації. Незначне відхилення опору вторинної обмотки від номіналу (зазначеного на табличці) за модулем повного Z або cos ф (зазвичай cos=0,8 індуктив.) призводить до зміни похибки перетворення і, можливо погіршення вимірювальних якостей трансформатора. Значне збільшення опору навантаження створює високу напругу у вторинній обмотці, яка достатня для пробою ізоляції трансформатора, що призводить до виходу з ладу трансформатора, а також створює загрозу життю робітників, які його обслуговують. Крім того, через зростання втрат в осерді, магнітопровід трансформатора починає перегріватися, що так само може призвести до пошкодження (або, як мінімум, до зносу) ізоляції та подальшого її пробою.
Повністю розімкнена вторинна обмотка трансформатора струму не створює компенсуючий магнітний потік в осерді, що призводить до перегрівання магнітопроводу і його вигорянню. До того-ж, магнітний потік, створений первинною обмоткою, має дуже високе значення і втрати в магнітопроводі занадто його нагрівають .
Коефіцієнт трансформації вимірювальних трансформаторів струму є їх основною характеристикою. Номінальний (ідеальний) коефіцієнт вказується на шильдику трансформатора у вигляді відношення номінального струму первинної (первинних) обмоток до номінального струму вторинної (вторинних) обмоток, наприклад, 100/5 А чи 10-15-50-100/5 А (для первинних обмоток з декількома секціями витків). Але, реальний коефіцієнт трансформації, дещо відрізняється від номінального. Ця відмінність характеризується величиною похибки перетворення, що складається з двох складових — синфазної і квадратурної. Перша характеризує відхилення за величиною, друга відхилення за фазою вторинного струму реального, від номінального. Ці величини регламентовані державними стандартами і служать основою для надання трансформаторам струму класів точності під час проектування та виготовлення. Оскільки у магнітних системах мають місце втрати пов'язані з намагнічуванням і нагріванням магнітопроводу, вторинний струм виявляється менше номінального (тобто похибка негативна) в усіх трансформаторів струму. Через це, для поліпшення характеристик і внесення позитивного зсуву у похибку перетворення застосовують виткову корекцію. А це означає, що коефіцієнт трансформації у таких уточнених трансформаторах, не відповідає звичній формулі співвідношень витків первинної та вторинної обмоток.
Схеми під'єднання вимірювальних трансформаторів струму
У трифазних мережах з напругою 6-10 кВ встановлюють трансформатори як у всіх трьох фазах, так і тільки у двох (A і C). У мережах з напругою 35 кВ і вище трансформатори струму в обов'язковому порядку встановлюються у всіх трьох фазах.
У разі встановлення у три фази вторинні обмотки трансформаторів струму з'єднуються в «зірку» (рис.1), у разі двох фаз — «неповну зірку» (рис.2). Для диференційних захистів трансформаторів з електромеханічними реле, трансформатори під'єднують за схемою «трикутника»
Класифікація трансформаторів струму
Трансформатори струму класифікують за різними ознаками:
- За призначенням трансформатори струму можна розділити на вимірювальні, захисні, проміжні (для ввімкнення вимірювальних приладів у струмові кола релейного захисту, для вирівнювання струмів у схемах диференціальних захистів тощо) і лабораторні (високої точності, а також з багатьма коефіцієнтами трансформації).
- За умовами встановлення, розрізняють трансформатори струму:
- для зовнішнього встановлення (у відкритих розподільних пристроях);
- для закритого встановлення;
- вбудовані в електричні апарати та машини: вимикачі, трансформатори, генератори тощо;
- накладні — надіваються зверху на прохідний ізолятор (наприклад, на високовольтний ввід силового трансформатора);
- переносні (для контрольних вимірів і лабораторних випробувань).
- За конструкцією первинної обмотки трансформатори струму поділяють на:
- багатовиткові (котушкові, з петльовою обмоткою і з вісімкоподібною обмоткою);
- одновиткові (стрижневі);
- шинні.
- За способом встановлення трансформатори струму для закритого і зовнішнього встановлення поділяють на:
- прохідні;
- опорні.
- За виконанням ізоляції трансформатори струму можна розділити на групи:
- із сухою ізоляцією (порцеляна, Бакеліт, лита епоксидна ізоляція тощо);
- з паперово-масляною ізоляцією і з конденсаторною паперово-масляною ізоляцією;
- газонаповнені (елегаз);
- з заливкою компаундом.
- За кількістю ступенів трансформації, є трансформатори струму:
- одноступінчасті;
- двоступінчасті (каскадні).
- За робочою напругою розрізняють трансформатори:
- на номінальну напругу понад 1000 В;
- на номінальну напругу до 1000 В.
Зауваження
Результуючий магнітний потік у магнітопроводі трансформатора струму дорівнює різниці магнітних потоків, що створюються первинною та вторинною обмотками. У нормальних умовах роботи трансформатора, він невеликий. Однак у разі розмикання ланцюга вторинної обмотки в осерді буде існувати лише магнітний потік первинної обмотки, який значно перевищує різницю магнітних потоків. Втрати в осерді різко зростуть, трансформатор перегріється і вийде з ладу («пожежа заліза»). Крім того, на кінцях обірваного вторинного ланцюга з'явиться велика напруга ЕРС, небезпечна для роботи оператора. Тому трансформатор струму не можна вмикати у лінію без приєднаного до нього навантаження. У разі потреби від'єднання вимірювального приладу від вторинної обмотки трансформатора струму, її обов'язково потрібно закоротити.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 2976-94
- ДСТУ IEC 60044-1:2008
- «Current transformer» [ 16 серпня 2014 у Wayback Machine.] в IEV ref 321-02-01
Джерела
- ДСТУ 2976-94 Трансформатори струму та напруги. Терміни та визначення.
- ДСТУ IEC 60044-1:2008 Трансформатори вимірювальні. Частина 1. Трансформатори струму (IEC 60044-1:2003, IDT)
- Правила улаштування електроустановок. Четверте видання, перероблене й доповнене — Х.: Вид-во «Форт», 2011.— 736 с.
- Клименко Б. В. Електричні апарати. Електромеханічна апаратура комутації, керування та захисту. Загальний курс: навчальний посібник. [ 12 грудня 2013 у Wayback Machine.] — Х.: «Точка», 2012. — 340 с.
- Шабад М. А. Трансформатори струму в схемах релейного захисту. Навчальне видання. — 1998.
- Афанасьєв В. В. та ін. Трансформатори струму. — Л. : Енергоатоміздат, 1989.
Посилання
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Трансформатор струму |
- електрика: Трансформатори струму[недоступне посилання з липня 2019]
- Принцип пристрою трансформаторів струму [ 26 січня 2012 у Wayback Machine.]
- Вимірювальні трансформатори змінного струму [ 23 грудня 2013 у Wayback Machine.]
- Вимірювальні трансформатори струму і напруги [ 28 січня 2013 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Transforma tor stru mu angl current transformer vimiryuvalnij transformator v yakomu vtorinna napruga za normalnih umov zastosuvannya praktichno proporcijna pervinnij napruzi i u razi vidpovidnogo z yednannya vidriznyayetsya vid neyi za fazoyu na kut sho priblizno dorivnyuye nulyu Vimiryuvalnij transformator strumu TPOL 10 Elegazovi transformatori strumu TGFM 110 Transformator strumu priznachenij zadlya peretvorennya strumu do znachennya zruchnogo dlya vimiryuvannya Pervinnu obmotku transformatora strumu vmikayut poslidovno u kolo zi zminnim strumom sho vimiryuyetsya A do vtorinnoyi pid yednuyut vimiryuvalni abo zahisni priladi Strum sho protikaye vtorinnoyu obmotkoyu transformatora strumu proporcijnij do strumu yakij protikaye jogo pervinnoyu obmotkoyu Transformatori strumu shiroko zastosovuyut dlya vimiryuvannya elektrichnogo strumu j u pristroyah relejnogo zahistu elektroenergetichnih sistem cherez sho na nih nakladayutsya visoki vimogi za tochnistyu Transformatori strumu umozhlivlyuyut bezpeku vimiryuvan izolyuyuchi vimiryuvalni kola vid pervinnogo kola z visokoyu naprugoyu yaka chasto stanovit sotni kilovolt Zazvichaj transformator strumu vigotovlyayut z dvoma ta bilshe grupami vtorinnih obmotok odna vikoristovuyetsya dlya pid yednannya pristroyiv zahistu insha bilsh tochna dlya pid yednannya zasobiv obliku i vimiryuvannya napriklad elektrichnih lichilnikiv Osoblivosti konstrukciyiVtorinni obmotki transformatora strumu ne menshe odniyeyi na kozhen magnitoprovid obov yazkovo navantazhuyutsya Opir navantazhennya suvoro reglamentovano vimogami do tochnosti koeficiyenta transformaciyi Neznachne vidhilennya oporu vtorinnoyi obmotki vid nominalu zaznachenogo na tablichci za modulem povnogo Z abo cos f zazvichaj cos 0 8 induktiv prizvodit do zmini pohibki peretvorennya i mozhlivo pogirshennya vimiryuvalnih yakostej transformatora Znachne zbilshennya oporu navantazhennya stvoryuye visoku naprugu u vtorinnij obmotci yaka dostatnya dlya proboyu izolyaciyi transformatora sho prizvodit do vihodu z ladu transformatora a takozh stvoryuye zagrozu zhittyu robitnikiv yaki jogo obslugovuyut Krim togo cherez zrostannya vtrat v oserdi magnitoprovid transformatora pochinaye peregrivatisya sho tak samo mozhe prizvesti do poshkodzhennya abo yak minimum do znosu izolyaciyi ta podalshogo yiyi proboyu Povnistyu rozimknena vtorinna obmotka transformatora strumu ne stvoryuye kompensuyuchij magnitnij potik v oserdi sho prizvodit do peregrivannya magnitoprovodu i jogo vigoryannyu Do togo zh magnitnij potik stvorenij pervinnoyu obmotkoyu maye duzhe visoke znachennya i vtrati v magnitoprovodi zanadto jogo nagrivayut Koeficiyent transformaciyi vimiryuvalnih transformatoriv strumu ye yih osnovnoyu harakteristikoyu Nominalnij idealnij koeficiyent vkazuyetsya na shildiku transformatora u viglyadi vidnoshennya nominalnogo strumu pervinnoyi pervinnih obmotok do nominalnogo strumu vtorinnoyi vtorinnih obmotok napriklad 100 5 A chi 10 15 50 100 5 A dlya pervinnih obmotok z dekilkoma sekciyami vitkiv Ale realnij koeficiyent transformaciyi desho vidriznyayetsya vid nominalnogo Cya vidminnist harakterizuyetsya velichinoyu pohibki peretvorennya sho skladayetsya z dvoh skladovih sinfaznoyi i kvadraturnoyi Persha harakterizuye vidhilennya za velichinoyu druga vidhilennya za fazoyu vtorinnogo strumu realnogo vid nominalnogo Ci velichini reglamentovani derzhavnimi standartami i sluzhat osnovoyu dlya nadannya transformatoram strumu klasiv tochnosti pid chas proektuvannya ta vigotovlennya Oskilki u magnitnih sistemah mayut misce vtrati pov yazani z namagnichuvannyam i nagrivannyam magnitoprovodu vtorinnij strum viyavlyayetsya menshe nominalnogo tobto pohibka negativna v usih transformatoriv strumu Cherez ce dlya polipshennya harakteristik i vnesennya pozitivnogo zsuvu u pohibku peretvorennya zastosovuyut vitkovu korekciyu A ce oznachaye sho koeficiyent transformaciyi u takih utochnenih transformatorah ne vidpovidaye zvichnij formuli spivvidnoshen vitkiv pervinnoyi ta vtorinnoyi obmotok Shemi pid yednannya vimiryuvalnih transformatoriv strumuDva transformatora strumu v komirci KRU 10kV U trifaznih merezhah z naprugoyu 6 10 kV vstanovlyuyut transformatori yak u vsih troh fazah tak i tilki u dvoh A i C U merezhah z naprugoyu 35 kV i vishe transformatori strumu v obov yazkovomu poryadku vstanovlyuyutsya u vsih troh fazah U razi vstanovlennya u tri fazi vtorinni obmotki transformatoriv strumu z yednuyutsya v zirku ris 1 u razi dvoh faz nepovnu zirku ris 2 Dlya diferencijnih zahistiv transformatoriv z elektromehanichnimi rele transformatori pid yednuyut za shemoyu trikutnika Klasifikaciya transformatoriv strumuTransformatori strumu klasifikuyut za riznimi oznakami Za priznachennyam transformatori strumu mozhna rozdiliti na vimiryuvalni zahisni promizhni dlya vvimknennya vimiryuvalnih priladiv u strumovi kola relejnogo zahistu dlya virivnyuvannya strumiv u shemah diferencialnih zahistiv tosho i laboratorni visokoyi tochnosti a takozh z bagatma koeficiyentami transformaciyi Za umovami vstanovlennya rozriznyayut transformatori strumu dlya zovnishnogo vstanovlennya u vidkritih rozpodilnih pristroyah dlya zakritogo vstanovlennya vbudovani v elektrichni aparati ta mashini vimikachi transformatori generatori tosho nakladni nadivayutsya zverhu na prohidnij izolyator napriklad na visokovoltnij vvid silovogo transformatora perenosni dlya kontrolnih vimiriv i laboratornih viprobuvan Za konstrukciyeyu pervinnoyi obmotki transformatori strumu podilyayut na bagatovitkovi kotushkovi z petlovoyu obmotkoyu i z visimkopodibnoyu obmotkoyu odnovitkovi strizhnevi shinni Za sposobom vstanovlennya transformatori strumu dlya zakritogo i zovnishnogo vstanovlennya podilyayut na prohidni oporni Za vikonannyam izolyaciyi transformatori strumu mozhna rozdiliti na grupi iz suhoyu izolyaciyeyu porcelyana Bakelit lita epoksidna izolyaciya tosho z paperovo maslyanoyu izolyaciyeyu i z kondensatornoyu paperovo maslyanoyu izolyaciyeyu gazonapovneni elegaz z zalivkoyu kompaundom Za kilkistyu stupeniv transformaciyi ye transformatori strumu odnostupinchasti dvostupinchasti kaskadni Za robochoyu naprugoyu rozriznyayut transformatori na nominalnu naprugu ponad 1000 V na nominalnu naprugu do 1000 V ZauvazhennyaRezultuyuchij magnitnij potik u magnitoprovodi transformatora strumu dorivnyuye riznici magnitnih potokiv sho stvoryuyutsya pervinnoyu ta vtorinnoyu obmotkami U normalnih umovah roboti transformatora vin nevelikij Odnak u razi rozmikannya lancyuga vtorinnoyi obmotki v oserdi bude isnuvati lishe magnitnij potik pervinnoyi obmotki yakij znachno perevishuye riznicyu magnitnih potokiv Vtrati v oserdi rizko zrostut transformator peregriyetsya i vijde z ladu pozhezha zaliza Krim togo na kincyah obirvanogo vtorinnogo lancyuga z yavitsya velika napruga ERS nebezpechna dlya roboti operatora Tomu transformator strumu ne mozhna vmikati u liniyu bez priyednanogo do nogo navantazhennya U razi potrebi vid yednannya vimiryuvalnogo priladu vid vtorinnoyi obmotki transformatora strumu yiyi obov yazkovo potribno zakorotiti Div takozhElektrotehnika Transformator naprugi Elektrichnij strum Zminnij strum Elektrichna naprugaPrimitkiDSTU 2976 94 DSTU IEC 60044 1 2008 Current transformer 16 serpnya 2014 u Wayback Machine v IEV ref 321 02 01DzherelaDSTU 2976 94 Transformatori strumu ta naprugi Termini ta viznachennya DSTU IEC 60044 1 2008 Transformatori vimiryuvalni Chastina 1 Transformatori strumu IEC 60044 1 2003 IDT Pravila ulashtuvannya elektroustanovok Chetverte vidannya pereroblene j dopovnene H Vid vo Fort 2011 736 s Klimenko B V Elektrichni aparati Elektromehanichna aparatura komutaciyi keruvannya ta zahistu Zagalnij kurs navchalnij posibnik 12 grudnya 2013 u Wayback Machine H Tochka 2012 340 s ISBN 978 617 669 015 3 Shabad M A Transformatori strumu v shemah relejnogo zahistu Navchalne vidannya 1998 Afanasyev V V ta in Transformatori strumu L Energoatomizdat 1989 PosilannyaVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Transformator strumu elektrika Transformatori strumu nedostupne posilannya z lipnya 2019 Princip pristroyu transformatoriv strumu 26 sichnya 2012 u Wayback Machine Vimiryuvalni transformatori zminnogo strumu 23 grudnya 2013 u Wayback Machine Vimiryuvalni transformatori strumu i naprugi 28 sichnya 2013 u Wayback Machine