En circuitos de potencia de 380 voltios con altas corrientes, según el PUE, se utiliza un convertidor de un diseño especial, llamado transformador de corriente. Con su ayuda, es posible reducir el valor del indicador actual por el número de veces especificado por las características técnicas. Para comprender el principio de funcionamiento de dichos convertidores, deberá familiarizarse con su diseño.
Caracteristicas de diseño
Los transformadores de corriente eléctrica contienen los siguientes elementos estructurales:
- núcleo cerrado (núcleo magnético);
- devanado de energía primaria;
- bobina secundaria (bajada).
El devanado primario está conectado en serie con el circuito controlado, de modo que toda la corriente de fase fluye a través de él. La bobina secundaria se carga en un dispositivo conectado a la red: un relé de protección o un dispositivo de medición. Debido a la diferencia en el número de vueltas en cada una de las bobinas, el componente actual en el devanado secundario se reduce a un valor determinado por el coeficiente de transformación.
Dado que la resistencia de los circuitos de carga es insignificante, se cree que estos dispositivos funcionan en un modo muy cercano al cortocircuito.
Por lo general, tienen varios grupos de bobinados secundarios, cada uno de los cuales se utiliza para sus propios fines. Se pueden conectar a:
- dispositivos de protección (relés de tensión, por ejemplo);
- equipos de medición y diagnóstico;
- equipo de control
La resistencia de los devanados de salida está estrictamente normalizada, ya que incluso una ligera desviación del valor especificado en la TU conduce a un aumento en el error de medición o al deterioro de las características de respuesta.
Una diferencia significativa entre los TC y sus transformadores de voltaje relacionados son las funciones realizadas por estos dispositivos y el principio de funcionamiento. Los transformadores de corriente proporcionan principalmente protección para la carga conectada y la precisión especificada de las mediciones. El segundo tipo se caracteriza por un modo de operación puramente de conversión, que es relevante solo para la operación en circuitos de potencia.
Clasificación actual del transformador
Comprender para qué está destinado el CT ayudará a familiarizarse con la clasificación generalmente aceptada de estos dispositivos. Los ejemplos conocidos de dispositivos de conversión difieren en las siguientes características principales:
- Propósito: la función realizada por cada dispositivo específico.
- Método de instalación en el lugar de operación.
- Características de diseño, incluido el número total de vueltas en el devanado primario.
- Tensión de funcionamiento y tipo de aislamiento de conductores.
- El número de etapas de transformación.
Según el propósito, las muestras de CT conocidas se dividen en dispositivos de laboratorio, protectores, de medición y los denominados dispositivos "intermedios".
La última categoría está diseñada para conectar instrumentos de medición o para igualar valores de corriente en sistemas de protección diferencial.
Según el método de instalación, se distinguen los siguientes tipos:
- solo para instalación en exteriores (en armarios de distribución);
- para circuitos de instalación interior (en aparamenta interior);
- convertidores integrados en unidades eléctricas y dispositivos de conmutación, que incluyen generadores y transformadores de potencia;
- Dispositivos superiores montados en la parte superior de la estructura (en casquillos).
Las muestras portátiles se utilizan para investigación de laboratorio, así como para inspecciones y mediciones.
Según el diseño del devanado primario, los dispositivos actuales se dividen en modelos de múltiples vueltas, una sola vuelta y autobuses.De acuerdo con el voltaje de funcionamiento de los circuitos en los que se instalan estos dispositivos, se dividen en transformadores instalados en redes de hasta 1000 voltios y más.
Por el tipo de materiales aislantes utilizados en ellos, estos productos se dividen en los siguientes tipos:
- con aislamiento "seco" a base de porcelana o epoxi;
- con protección de aceite de papel o condensador;
- Con relleno compuesto.
Por el número de etapas de transformación disponibles, todos los dispositivos conocidos instalados en el circuito de alimentación son de una etapa y de dos etapas (su otro nombre es "cascada").
Diagramas de cableado
Varios esquemas para conectar transformadores de corriente difieren principalmente en el orden de conmutación de los devanados primario y secundario. El primero de ellos se caracteriza por la inclusión secuencial más simple (el llamado "enlace") en la brecha del bus de fase controlada. Otra cosa es el circuito secundario, que consta de varios devanados, que se pueden disparar de acuerdo con los siguientes esquemas:
- “Una estrella completa, utilizada para controlar los parámetros actuales en cada fase si es necesario.
- "Estrella de tipo incompleto", utilizada cuando no hay necesidad de controlar todos los circuitos de medición lineal.
- Esquema de fijación de corrientes de la "secuencia cero", que incluye un relé de control.
En los alimentadores salientes de 6-10 kV, para ahorrar, a menudo no solo se instalan tres, sino que solo se instalan dos transformadores de medición (sin una fase).
En este caso, los devanados secundarios se activan de acuerdo con el esquema de estrella incompleto. Un circuito común llamado "verificación de corriente de secuencia cero" se forma conectando devanados secundarios a una estrella completa. Al mismo tiempo, el relé de control utilizado en él está incluido en la rotura de cable común ("cero"). Con excepciones de este tipo, la corriente que pasa a través del devanado está compuesta por los tres vectores de fase. Si las cargas están equilibradas, en el caso de cortocircuitos monofásicos o bifásicos, se asigna un componente derivado del desequilibrio en el relé.
Parámetros y características principales de los transformadores de corriente.
Los parámetros técnicos de cualquier transformador de corriente se describen mediante los siguientes indicadores principales:
- clase de dispositivo;
- Tensión nominal;
- corrientes en las bobinas primaria y secundaria;
- relación de transformación de corriente alterna (como una relación);
- error de medición permitido al conectar un medidor de electricidad;
- permeabilidad y sección transversal del circuito magnético (núcleo);
- magnitud del camino magnético.
La clasificación de voltaje en kilovoltios generalmente se da en el pasaporte aplicado a cada dispositivo específico. Su valor operativo varía de 0,66 a 1150 kV. Para obtener información más completa sobre este y otros indicadores, debe consultar la literatura de referencia sobre la conexión de transformadores a medidores eléctricos.
El valor de la corriente nominal en la bobina primaria también se aprende de la documentación técnica adjunta. Dependiendo del modelo específico del convertidor, este parámetro puede variar de 1.0 a 40 mil amperios. Los valores del índice de corriente en la bobina secundaria generalmente se seleccionan 1.0 o 5.0 amperios (dependiendo de los parámetros del circuito primario).
A veces, según el pedido, el fabricante fabrica dispositivos con corrientes secundarias de 2.0 o 2.5 amperios.
La relación de transformación (multiplicidad) es un indicador de la proporción o relación de las corrientes de las bobinas primaria y secundaria. La relación máxima se entiende como la relación entre la corriente primaria máxima y su valor nominal, siempre que el error total en una carga secundaria fija no supere el 10%. La multiplicidad máxima nominal significa el mismo indicador con una carga óptima.Este parámetro caracteriza la posibilidad del funcionamiento normal de los dispositivos de protección en condiciones de emergencia.
Error actual
Según GOST 7746-89, existen tres tipos de errores para los TC: actuales, angulares y completos. Son indicadores cuantitativos de las desviaciones de los valores de corriente secundaria, multiplicados por el coeficiente nominal, del indicador primario.
El estándar prescribe calcular dichos errores solo en el modo de operación del sistema de estado estable (con parámetros constantes) y solo si la forma de la corriente primaria no difiere de la sinusoidal.
El error actual mencionado en la descripción de multiplicidades caracteriza la diferencia relativa entre los valores efectivos de las corrientes, expresada como un porcentaje. Su equivalente angular se define como el error entre los vectores de dos componentes de corriente: el primario para el circuito primario y el primer armónico para el secundario. En base a estos dos valores, el error total se calcula al sumarlos de acuerdo con la fórmula dada en las instrucciones.
El objetivo principal de medir los transformadores de corriente es conectar los medidores de energía utilizados para dar servicio a las líneas eléctricas trifásicas.
