En circuits de potència de 380 volts amb corrents elevats, segons PUE, s'utilitza un dispositiu convertidor de disseny especial anomenat transformador de corrent. Amb la seva ajuda, és possible reduir el valor de l’indicador actual pel nombre de vegades especificat per les característiques tècniques. Per entendre el principi de funcionament d’aquests convertidors, haureu de familiaritzar-vos amb el seu disseny.
Funcions de disseny
Els transformadors de corrent elèctric contenen els elements estructurals següents:
- nucli tancat (nucli magnètic);
- bobinatge de potència primària;
- bobina secundària (baixant).
El bobinat primari es connecta en sèrie amb el circuit controlat, de manera que tot el corrent de fase flueix a través seu. La bobina secundària es carrega en un dispositiu connectat a la xarxa: un relé de protecció o un dispositiu de mesura. A causa de la diferència en el nombre de voltes a cadascuna de les bobines, el component actual del bobinat secundari es redueix a un valor determinat pel coeficient de transformació.
Atès que la resistència dels circuits de càrrega és insignificant, es creu que aquests dispositius funcionen en un mode molt proper al curtcircuit.
Solen tenir diversos grups d’enrotllaments secundaris, cadascun dels quals s’utilitza per a propòsits propis. Es poden connectar a:
- dispositius de protecció (relés de tensió, per exemple);
- equips de mesura i diagnòstic;
- equips de control.
La resistència dels bobinats de sortida està estrictament normalitzada, ja que fins i tot una lleugera desviació del valor especificat en la TU comporta un augment de l’error de mesura o un deteriorament de les característiques de resposta.
Una diferència significativa entre els TC i els seus transformadors de tensió relacionats són les funcions que realitzen aquests dispositius i el principi de funcionament. Els transformadors de corrent proporcionen principalment protecció per a la càrrega connectada i la precisió especificada de les mesures. El segon tipus es caracteritza per un mode de funcionament purament convertidor, que només és rellevant per a l'operació en circuits de potència.
Classificació actual del transformador
Comprendre a què es destina el CT ajudarà a familiaritzar-se amb la classificació generalment acceptada d’aquests dispositius. Els exemples coneguts de dispositius de conversió difereixen de les següents característiques principals:
- Finalitat: la funció que realitza cada dispositiu específic.
- Mètode d’instal·lació al lloc d’operació.
- Funcions de disseny, incloent el nombre total de voltes en la bobinada primària.
- Tensió de funcionament i tipus d’aïllament dels conductors.
- El nombre d’etapes de transformació.
Segons el propòsit, les mostres de TT conegudes es divideixen en dispositius de laboratori, de protecció, de mesura i dels anomenats "intermedis".
L’última categoria està destinada o a connectar instruments de mesura o a igualar els valors actuals en sistemes de protecció diferencial.
Segons el mètode d'instal·lació, es distingeixen els tipus següents:
- només per instal·lació a l'aire lliure (en armaris de canvi);
- per a circuits d’instal·lació interiors (en interruptors interiors);
- convertidors integrats en unitats elèctriques i dispositius de commutació, que inclouen generadors i transformadors de potència;
- dispositius de sobre muntats a la part superior de l'estructura (sobre cargols).
Les mostres portàtils s'utilitzen per a la investigació de laboratori, així com per a inspeccions i mesures.
D’acord amb el disseny de la bobinada primària, els dispositius actuals es divideixen en models de diversos girs, de sola volta i busos.D’acord amb la tensió de funcionament dels circuits en què s’instal·len aquests dispositius, es divideixen en transformadors instal·lats en xarxes de fins a més de 1000 volts.
Pel tipus de materials aïllants que s’utilitzen, aquests productes es divideixen en els següents tipus:
- amb aïllament "sec" a base de porcellana o epoxi;
- amb protecció de paper-oli o condensador;
- amb farcit compost.
Pel nombre d’etapes de transformació disponibles, tots els dispositius coneguts instal·lats al circuit d’alimentació són d’una sola etapa i de dues etapes (el seu altre nom és “cascada”).
Diagrames de cablejat
Diversos esquemes de connexió de transformadors de corrent difereixen principalment en l'ordre de commutació de les bobinades primària i secundària. El primer d’ells es caracteritza per la inclusió seqüencial més simple (l’anomenat “tie-in”) en el buit del bus de fase controlat. Una altra cosa és el circuit secundari, format per diversos enrotllaments, que es poden disparar segons els esquemes següents:
- "Una estrella completa, que serveix per controlar els paràmetres actuals en cada fase, si cal.
- "Estel de tipus incomplet", utilitzat quan no cal controlar tots els circuits de mesurament lineals.
- Esquema de fixació de corrents de la "seqüència zero", que inclou un relé de control.
Als alimentadors sortints de 6-10 kV, per estalviar, sovint no només hi ha tres transformadors de mesura (sense una fase).
En aquest cas, les bobinades secundàries s’activen segons l’esquema d’estrelles incomplet. Un circuit comú anomenat "comprovació de corrent de seqüència zero" es forma connectant els enrotllaments secundaris a una estrella completa. Al mateix temps, el relé de control que s'utilitza s'inclou en el trencament comú del filferro ("zero"). Exceptuant aquest tipus, el corrent que passa pel bobinat està format per tots tres vectors de fase. Si les càrregues són equilibrades, en el cas de curtcircuits monofàsics o bifàsics, s’assigna un component derivat del desequilibri al relé.
Principals paràmetres i característiques dels transformadors de corrent
Els paràmetres tècnics de qualsevol transformador de corrent es descriuen amb els següents indicadors principals:
- classe de dispositiu;
- Tensió nominal;
- corrents a les bobines primària i secundària;
- relació de transformació de corrent altern (com a proporció);
- error de mesura admissible en connectar un mesurador d’electricitat;
- permeabilitat i secció transversal del circuit magnètic (nucli);
- magnitud del camí magnètic.
La tensió nominal en quilovolts es sol indicar en el passaport aplicat a cada dispositiu específic. El seu valor operatiu varia de 0,66 a 1150 kV. Per obtenir informació més completa sobre aquest i altres indicadors, heu de consultar la bibliografia de referència sobre la connexió dels transformadors als comptadors elèctrics.
El valor del corrent nominal a la bobina primària també s’aprèn a partir de la documentació tècnica adjunta. Segons el model específic del convertidor, aquest paràmetre pot oscil·lar entre 1,0 i 40 mil amperis. Els valors de l’índex de corrent de la bobina secundària se solen seleccionar amperis 1.0 o 5.0 (segons els paràmetres del circuit primari).
De vegades, sota la comanda, el fabricant fabrica dispositius amb corrents secundaris de 2,0 o 2,5 Amperis.
La relació de transformació (multiplicitat) és un indicador de la proporció o relació dels corrents de les bobines primària i secundària. S'entén per relació límit la relació entre el corrent primari màxim i el seu valor nominal, sempre que l'error total d'una càrrega secundària fixa no superi el 10%. La multiplicitat nominal final significa el mateix indicador a la càrrega òptima.Aquest paràmetre caracteritza la possibilitat del funcionament normal dels dispositius de protecció en condicions d’emergència.
Error actual
Segons GOST 7746-89, hi ha tres tipus d'errors en els TC, actuals, angulars i complets. Són indicadors quantitatius de les desviacions dels valors de corrent secundari, multiplicats pel coeficient nominal, a partir de l’indicador primari.
La norma prescriu calcular aquests errors només en el mode de funcionament del sistema en estat estacionari (amb paràmetres constants) i només si la forma del corrent primari no difereix de la sinusoïdal.
L’error actual esmentat a la descripció de multiplicitats caracteritza la diferència relativa entre els valors efectius dels corrents, expressada en percentatge. El seu equivalent angular es defineix com l'error entre els vectors de dos components de corrent: el primari per al circuit primari i el primer harmònic per al secundari. A partir d’aquests dos valors, l’error total es calcula sumant-los d’acord amb la fórmula indicada a les instruccions.
L’objectiu principal de mesurar els transformadors de corrent és connectar els comptadors d’energia utilitzats per donar servei a les línies elèctriques trifàsiques.
