Transformatoarele de curent produc o ieșire proporțională cu curentul care circulă prin înfășurarea primară, ca rezultat al unui potențial constant pe circuitul primar. Transformatorul de curent (TC) este un tip de „transformator de instrument“, proiectat pentru a produce un curent alternativ în înfășurarea secundarului, care este proporțional cu curentul de măsurat din primar.
Principii de funcționare și filozofie comparativă
Transformatoarele de curent reduc curenții de înaltă tensiune la o valoare mult mai mică și oferă o modalitate convenabilă de monitorizare în siguranță a curentului real într-o linie de transmisie AC folosind un ampermetru standard. Principiul de funcționare al unui TC este puțin diferit de cel al unui transformator obișnuit de tensiune. Spre deosebire de transformatorul de tensiune sau de putere, TC constă dintr-o singură sau foarte puține spire în înfășurarea din primar, iar această înfășurare poate avea fie o singură spiră plană, o bobină de sârmă înfășurată în jurul miezului sau doar un conductor plasat printr-o gaură centrală.
Din această configurație, TC este adesea numit „transformator serie“, deoarece înfășurarea primară este în seria cu conductorul ce alimentează sarcina. În cazul înfășurării secundare, aceasta poate avea un număr mare de spire pe un miez laminat cu material magnetic cu pierderi reduse, având o arie transversală mare pentru a menține densitatea fluxului scăzută. Secundarul furnizează curent în condiții de scurtcircuit sau în sarcină rezistivă, până când tensiunea indusă în secundar este suficientă pentru a satura miezul sau a provoca defectare la tensiunea de străpungere.
Relația primar-secundar și tipuri de TC
Curentul din primar al unui TC nu depinde de curentul de sarcină din secundar, ci este controlat de o sarcină externă. Curentul din secundar este de obicei nominalizat la standardul de 1 amper sau 5 amperi pentru curenți mai mari în primar. Există trei tipuri de bază ale transformatoarelor de curent: bobinat, toroidal și bară.
- TC bobinat - Bobina primarului este conectată în serie cu conductorul măsurat. Amplitudinea curentului din secundar depinde de raportul de spire al transformatorului.
- TC toroidal - Nu conține o înfășurare primar; linia de curent trece printr-o fereastră a construcției. Unele modele au un „miez împărțit“ pentru instalații facilitate.
- TC de tip bară - Utilizează cablul de curent sau bara‑magistrală ca bobină primară, echivalentă cu o singură spiră, izolată de tensiunea mare a sistemului.
TC pot reduce sau „coborî“ nivelele de curent de la mii de amperi până la o ieșire standard de 5 A sau 1 A, permițând utilizarea unor instrumente mici și precise în apropierea tensiunilor înalte. Există o varietate de aplicații de măsurare, precum wattmetre, contoare pentru factor de putere, contoarele watt-oră, relee de protecție sau bobinele de întrerupere a circuitelor magnetice (MCB).
Raportul de spire, curentul primar și siguranța operațională
În general, TC și ampermetrele sunt utilizate împreună astfel încât TC să asigure un curent maxim în secundar corespunzător unei deplasări a scalei ampermetrului. Majoritatea TC au valoare secundară standard de 5 amperi, cu curenți din primar/secundar exprimați ca raportul aproximativ 100/5, ceea ce înseamnă că curentul în primar este de 20 de ori mai mare decât cel din secundar. De exemplu, pentru 500 A în primar, secundarul furnizează 5 A.
Schimbările în raportul de spire pot fi realizate prin trecerea conductorului principal prin fereastra TC (un număr de traversări), ceea ce permite adaptarea la sarcini diferite. Astfel, un TC cu raport 300/5A poate fi convertit în 150/5A sau chiar 100/5A prin trecerea conductorului primar prin fereastra interioră de două sau trei ori. Acest lucru este util pentru linii de curent primar cu niveluri diferite.
Exemplu practic de raport de spire
Un TC de tip bară, cu 1 spiră pe primar și 160 de spire pe secundar, este utilizat pentru o gamă standard de ampermetre cu rezistență internă de 0,2 Ω. Calculați tensiunea și curentul maxim din secundar. Curentul din secundar este derivat din raportul de spire și din rezistența internă a ampermetrului; căderea de tensiune pe secundar este mică, dar dacă ampermetrul este scos, secundarul devine deschis și transformatorul lucrează ca un transformator stepping‑up, generând tensiune mare în secundar.
Astfel, tensiunea indusă în secundar poate atinge valori semnificative dacă sarcina este îndepărtată, necesitând măsuri de siguranță. În exemplul menționat, tensiunea poate ajunge la niveluri înalte dacă secundarul este deschis, deoarece fluxul de magnetizare poate satura miezul.
Transformatoare de curent portabile și aplicații practice
Există numeroase tipuri speciale de TC, inclusiv aparatele clește, care măsoară curentul prin închiderea în jurul conductorului fără a deconecta circuitul. Cleștele oferă citiri rapide pe un afișaj digital. Alte TC cu miez și capăt detașabil permit instalarea fără a deconecta conductorul de sarcină, fiind disponibile pentru măsurarea curenților de la 100 la 5000 de amperi, cu ferestre pătrate de dimensiuni variate.
Summary: TC este un transformator de instrument folosit pentru a converti curentul din primar într-un curent din secundar printr-un mediu magnetic. Înălțimea curentului secundar este redusă, facilitând detectarea supracurentului, a curentului sub valoare și a vârfului. Primarul este întotdeauna în serie cu conductorul principal, iar curentul secundar este de obicei 1 A sau 5 A, în funcție de proiectare. Configurația poate implica o singură spiră în primar sau câteva spire înfășurate, în funcție de raportul de curent dorit.
Provocări și recomandări de utilizare
TC necesită ca secundarul să nu fie niciodată lăsat deschis atunci când curentul din primar circulă, deoarece energia magnetică poate genera tensiuni înalte în secundar, în potențial de pericol pentru izolație și siguranță. Dacă sarcina sau ampermetrul trebuie demontat, este recomandat să se introducă un scurtcircuit în bornele secundarului pentru a preveni acumularea tensiunii periculoase.
Portabilitatea și varietatea de configurații fac TC potrivite pentru monitorizarea în instalațiile de înaltă tensiune, precum și pentru protecția circuitelor electrice, testare și calibrare a echipamentelor de măsurare. calibrarea este în general specifică pentru tipul de ampermetru conectat la secundar, datorită raportului de curent și a raportului de spire.
Working Principle of Current Transformer (CT) | Explained | TheElectricalGuy
tags: #regimul #de #functionare #in #sarcina #electrica
Postări populare:
- Ghid detaliat despre scutecelor Huggies pentru fetițe: DryNites și alte variante
- Gustare sănătoasă cu broccoli și iaurt pentru bebeluși
- De ce scot bebeii sunete în timpul somnului și cum să răspundem corect
- Data nașterii în proiectarea sarcinii
- Plantelor medicinale în timpul sarcinii: riscuri și recomandări