Proudový transformátor je elektrický nebo elektromagnetický nástroj, který je určen ke změně proudu z velkých hodnot na menší (to znamená na pohodlnější pro jeho provoz).
Pro efektivní využití ochranných systémů elektrického vedení je nutná jeho celková kontrola. Mimochodem, toto řízení se neprovádí pomocí jednoduchého transformátoru, ale díky proudovému transformátoru, který je schopen sledovat a regulovat velikost proudu primárního a sekundárního vinutí.
Konstrukce a zařízení proudového transformátoru
Pokud tedy mluvíme o konstrukci proudového transformátoru, měli bychom začít s jeho vzhledem.
Nejprve si věnujme pozornost ke sběrnici, jádru a dielektrickému pouzdru, respektive jeho přítomnosti. Někomu to bude připadat divné, ale v konstrukci transformátoru se bez toho neobejdete. Současně se toto pouzdro může lišit ve tvaru: může být prezentováno ve válcové formě, v obdélníkovém a čtvercovém tvaru.
Uprostřed pouzdra je malá mezera, která slouží k uzavření vodičů, které fungují jako primární vinutí.
Protože jsme se dotkli vinutí, nemůžeme nezmínit vnitřní strukturu transformátoru a dva typy vinutí (viz obrázek).
Obvod proudového transformátoru
Obvod proudového transformátoru se skládá z následujících důležitých prvků:
- Několik magnetických drátů;
- Primární vinutí;
- Sekundární vinutí;
- Klemov;
- závěry;
- ocelové jádro;
- Relé;
Vinutí proudového transformátoru jsou umístěna na celkovém jádru (což hraje roli při výskytu jevu elektromagnetické indukce).
Pokud mluvíme o jádru, pak je vyrobeno pomocí elektrického materiálu a hraje roli magnetického drátu.
Svorky, které mají určité označení, zase zajišťují proces vstupu a výstupu proudu z primárního a sekundárního vinutí.
Ale relé proudového transformátoru připojené ke kabelu zajišťuje správnou funkci zařízení a snižuje proud na požadovanou hodnotu.
Připojení proudového transformátoru
Připojení proudového transformátoru k obvodu lze provést několika způsoby:
Schéma 1
Tento systém se tedy skládá ze tří proudových transformátorů najednou, které jsou zobecněné a upevněné v jedné hvězdě. Je obvyklé používat tento obvod jako ochranu proti zkratu (ať už se jedná o vícefázový nebo jednofázový zkrat). V případě, že proud protékající obvodem je nižší než nastavená úroveň relé (ka 1-ka 3), pak bude provozní režim považován za normální a zkratová ochrana nebude fungovat.
Za zmínku stojí, že proud tekoucí v obvodu z ka 0-relé je obvykle vnímán jako geometrický součet proudu (součet všech 3 jeho fází).(ka 1-ka 3)).
Chcete-li vypnout transformátor v tomto obvodu a obvodu, musíte jednoduše uzemnit proud.
Schéma 2
Druhý obvod pro připojení proudového transformátoru k obvodu má podobné vlastnosti jako první. Existují však významné rozdíly, které nelze ignorovat. Jedná se tedy o strukturu, která obsahuje několik proudových transformátorů, zpravidla se používá k ochraně obvodu před mezifázovým zkratem (důležitá poznámka – elektrický obvod má neutrální zem).
Tento systém začne fungovat v případě průchodu proudu relé (opět ka 1-ka 3) a přítomnosti ne nejvýkonnějších prvků (spotřebič a zdroj).
Schéma 3
Je čas mluvit o schématu číslo tři, které nemá vážné rozdíly od předchozích. Jedná se o druh spojení ve formě trojúhelníku, kde normální režim činnosti se provádí pronikáním proudu do relé.
Tato struktura se zpravidla používá v elektrických instalacích pro vedení relé (reléové prostředky diferenciální, které se vyznačují svou selektivitou a rychlostí působení).
Schéma 4
A konečně poslední – čtvrtý typ schématu.
Tato struktura je považována za docela praktickou a univerzální. To je způsobeno skutečností, že proces připojení proudového transformátoru v této podobě umožňuje nejen chránit elektrický obvod před jednofázovými / mezifázovými poruchami, ale také může zvýšit proud v potřebných relé.
K vypnutí dochází také uzemněním.
Základní schéma zapojení měřicího transformátoru proudu
Plynule jsme se přiblížili k hlavnímu obvodu pro připojení měřicího transformátoru proudu.
Na obrázcích 1 a 2 má transformátor označení „TA“ s indexy a je uveden v obvodech s dvoufázovým a třífázovým vinutím. Stojí za to objasnit, že transformátory mající tvar plné hvězdy a neúplné jsou součástí izolované, a co je nejdůležitější, neutrální sítě.
Kromě toho dodáváme, že struktura připojení tohoto „TA“ se používá pro ochranu proti zkratům a také pro regulaci rovnováhy mezi fázemi.
Princip činnosti proudového transformátoru
Princip činnosti proudového transformátoru je založen na principech elektromagnetické indukce, která pracuje v elektrickém / magnetickém poli. Podrobnější informace jsou uvedeny na obrázku:
Převádí počáteční hodnotu vektorového proudu tekoucího v elektrickém obvodu na sekundární hodnotu (je důležité vzít v úvahu faktor proporcionální rovnosti mezi modulem a úhlem přenosu proudu).
Primárním vinutím zařízení, které má určitý počet závitů (W1), prochází skrz něj proud (I1). Proud zase překonává určitý odpor (Z1).
Vedle této cívky probíhá proces vzniku magnetického toku (F1) regulovaného pomocí kolmo uspořádaných magnetických vodičů (důležitá poznámka – právě toto uspořádání dokáže zajistit minimální ztráty při přeměně elektřiny).
Po překročení kolmých závitů (W2) vinutí, (Ф1) – magnetický tok tvoří sílu elektrického pohybu (E2). Tato síla indukuje proud (I2) ve vinutí (sekundárním). Ale I2, který je připojen k výstupní zátěži (Zn), překonává odpor Z2 a přispívá k vytváření menšího napětí na koncích elektrického obvodu.
Hodnota K 1 – transformační poměr – je určena výrazem: I1 / I2 (poměr prvního vektoru ke druhému). Hodnota tohoto poměru je vypočtena ve výchozích konstrukcích návrhu zařízení.
Rozdíl mezi skutečným výkonem modelu a vypočteným výsledkem je vysvětlen důležitým aspektem metrologie, kterým je typ třídy přesnosti zařízení.
Důležité – v praxi není proud v sekundárním vinutí konstantní, to určuje hodnotu K1. Například jeho poměr 10000/50 znamená následující: při průchodu elektrického proudu oblastí primárního vinutí se jeden kiloampér oblasti sekundárního vinutí rovná padesáti kiloampérům.
Transformační poměr má tedy přímý vliv na dobu používání proudového transformátoru. Nezapomeňme na magnetický tok (F2), který pomáhá snižovat hodnotu I2 v magnetickém vodiči sekundárního vinutí.
Při provozu proudového transformátoru by se nemělo zapomínat na výskyt nežádoucích problémů, z nichž jedním je destruktivní schopnost průrazu izolace (kvůli vysokému potenciálu).
Protože magnetický drát proudového transformátoru má ve své konstrukci kovovou součást, má vynikající vodivé vlastnosti, které mu pomáhají spojit primární a sekundární vinutí dohromady.
Přestože jsou vinutí izolována, stále existuje riziko poškození a zranění obsluhy transformátoru tímto elektrickým spotřebičem.
Pro minimalizaci rizik je nutné použít uzemnění libovolného výstupu zařízení (zabránění zkratu z důvodu vysokého potenciálu). Kromě toho je třeba říci o možném přerušení sekundárního vinutí obvodu v důsledku přepětí zařízení.
Když už mluvíme o principech činnosti proudového transformátoru, řekněme, že jeho hlavním účelem by mělo být řešení provozních problémů elektrických systémů, protože náš průmysl připravuje širokou škálu elektroinstalací, které nemají vždy 100% užitný faktor.
A transformátor je schopen tuto účinnost zvýšit díky zlepšení obvodů a konstrukcí.
Ideální rovnice proudového transformátoru
Ideální proudový transformátor je elektromagnetické zařízení, které je schopné zabránit ztrátě energie při zvyšování napětí a při ztrátě vinutí.
Takže rovnice pro takový transformátor bude vypadat takto:
- U2 / U1 – poměr napětí na konci sekundárního vinutí k napětí primárního;
- N2/N1 je poměr počtu závitů sekundárního vinutí k počtu závitů primárního;
- I1/I2 – poměr proudu primárního okruhu k sekundárnímu;
- n je transformační koeficient.
Typy proudových transformátorů
V moderním světě existuje obrovské množství typů transformátorů, které lze klasifikovat podle několika kritérií najednou.
V místě instalace
Začněme typy transformátorů, které jsou klasifikovány podle místa instalace:
- Speciální (používané ve vozidlech a výrobních závodech);
- Vestavěné (instalované v designu jiných elektrických spotřebičů);
- Interní (používané v uzavřených komplexních podnicích);
- Venkovní (instalované venku);
- Přenosný (univerzální, lze instalovat jak venku, tak v uzavřených laboratořích).
Podle způsobu instalace
Pokračujme typy transformátorů, které jsou klasifikovány podle způsobu instalace:
- Podpůrné (jednostupňová a vícestupňová zařízení);
- Průchody (tvoří kovový stojan a jsou instalovány na výrobních stanicích).
Podle typu zatáček
Nastal obrat typů těch transformátorů, které jsou klasifikovány podle typu závitů:
- S jedním otočením (mají tvar tyče a používají se ve výrobních podnicích);
- S mnoha otáčkami (jsou ve formě smyčky a jsou instalovány ve vícefázových systémech a strukturách);
- Bez primárního vinutí (jsou ve formě pneumatik a používají se jako řízení fází elektrické sítě).
Do cíle
Končíme typy transformátorů, které jsou klasifikovány podle různých účelů:
- Laboratoř (schopná poskytovat vysokou přesnost hodnot);
- Měření (jsou to měřicí zařízení);
- Vícestupňové (mají složitou strukturu, proto jsou schopny uspořádat proces transformace elektrického proudu);
- Mezilehlé (schopné převádět hodnotu proudu primárního vinutí nebo sekundárního);
- Ochranný.
Výhody proudového transformátoru
Proudové transformátory mají obrovské množství výhod, o kterých by se mělo diskutovat. Zde jsou ty hlavní:
- Schopnost regulovat elektrický proud v obvodu;
- Jednoduchá izolace (záruka bezpečnosti během provozu);
- Přesnost akcí a snadné použití zařízení;
- Velké pokrytí a interval měření elektrického proudu;
- Ne největší rozměry (v závislosti na typu);
- Ne nejvýznamnější hmota (v závislosti na typu);
- Odpojení primárního okruhu;
- Odpojení sekundárního okruhu;
- Téměř úplná nezávislost na vnější teplotě;
- Schopnost odolat procesu přepětí;
- Schopnost rychle se zotavit po zkratu;
- Schopnost přenést i elektrický impuls.
Aplikace proudového transformátoru
Hlavním rysem transformátoru je jeho schopnost převádět proud z jedné veličiny na druhou. To může vysvětlit jeho široké použití v moderní společnosti.
Proudový transformátor se používá v elektrických sítích k přenosu elektřiny na velké vzdálenosti s minimálním rizikem zkratu nebo přepětí.
Toto zařízení se také používá ve zdrojích elektrické energie.
Kromě toho je „TT“ schopen zajistit určitý kontakt se zemí a díky uzemňovacímu efektu chránit ostatní před nadměrným proudem.
Pokud mluvíme o každodenním životě, pak se proudový transformátor používá v radioelektronice, ve svařovacích strojích a další elektrotechnice.
Kde koupit proudový transformátor?
Jak jste již pochopili z dříve přečteného materiálu, proudový transformátor je velmi populární zařízení. Jeho široké použití je způsobeno především kvalitativními vlastnostmi, které umožňují zařízení provádět různé elektrické „úkoly“.
Takže každý z nás může potřebovat proudový transformátor. V případě, že se vás to týká, doporučuji vám zakoupit toto elektromagnetické zařízení (nebo jeho analog) na Aliexpress (klikněte). Tam jako vždy dobrý a bohatý výběr a také příznivé ceny zboží.
