Strāvas transformatori (CT)
Strāvas transformatori (CT) ir specializēti elektriski instrumenti, ko izmanto maiņstrāvas (AC) mērīšanai un uzraudzībai vai paaugstināta strāvas līmeņa noteikšanai energosistēmās. Šie instrumenti veic būtisku funkciju, lai nodrošinātu aizsardzību un nodrošinātu precīzus mērīšanas lietojumus. Efektīvi samazinot augstās strāvas vērtības līdz standartizētam līmenim, CT nodrošina drošu mērījumu veikšanu un ļauj pareizi darboties sistēmā savienotajām ierīcēm.
Primārais tinums sastāv no viena liela šķērsgriezuma laukuma pagrieziena, kas savienots virknē ar augstas strāvas vadu. Sekundārais tinums sastāv no daudziem apgriezieniem ar mazu šķērsgriezuma laukumu. Sekundārā spole ir savienota ar parasto ampērmetru strāvas mērījumiem.
Strāvas transformatora darbības princips
Lai efektīvi darbotos, strāvas transformatori izmanto elektromagnētiskās indukcijas principu. Šīs ierīces sastāv no diviem būtiskiem elementiem: primārā un sekundārā tinuma. Primārais tinums ir virknē savienots ar lielas strāvas ķēdi, radot magnētisko lauku, kas ir proporcionāls plūstošajai strāvai.
Turpretim sekundārais tinums ir saistīts ar ierīcēm, ko izmanto mērīšanai vai aizsardzības nodrošināšanai. Tas ir apzināti izstrādāts ar atšķirīgu apgriezienu skaitu salīdzinājumā ar primāro tinumu, nosakot transformācijas attiecību. Līdz ar to sekundārais tinums ģenerē strāvu, kas precīzi atspoguļo primārās strāvas proporcionalitāti.
Strāvas transformatori būtībā ir pakāpju transformatori, kas palielina spriegumu un samazina strāvu sekundārajā tinumā.
Transformatoriem sekundārās un primārās strāvas attiecība ir vienāda ar pagriezienu attiecību primārajā un sekundārajā tinumā, ko nosaka:
Strāvas transformatora gadījumā pagriezienu attiecība ir diezgan augsta, un tāpēc attiecība starp sekundāro un primāro strāvu ir ievērojami augsta.
CT attiecības parasti ir 500:2, 200:1. CT attiecība 500:2 nozīmē pārveidošanu no primārās strāvas 500A uz sekundāro strāvu 2A.
Strāvas transformatoru veidi
Strāvas transformatoriem ir dažādas variācijas atkarībā no konstrukcijas veida un izolācijas. Tos iedala divās plašās kategorijās: iekštelpu un āra.
Iekštelpu strāvas transformators
Iekštelpu strāvas transformatori tiek izmantoti iekštelpās, un tos var iedalīt trīs galvenajos veidos, pamatojoties uz konstrukciju:
1: stieņa tips CT
Šie strāvas transformatori izmanto metāla stieņus kā primāro tinumu, un tāpēc tos sauc par stieņu tipa strāvas transformatoriem.
2: slots/logs/gredzena tips CT
Šie strāvas transformatori ir dobas formas, un primārais vadītājs ir novietots ārpus šīs atveres:
3: Split Core Type CT
Tas ir īpaša veida strāvas transformators, ko var sadalīt divās daļās. Šāda veida izkārtojums var nodrošināt vieglu piekļuvi struktūras un tinumu atvēršanai.
3: brūces tipa CT
Šo strāvas transformatoru primārie tinumi ir aptīti ap centrālo serdi. Apgriezienu skaits ir jebkurš skaitlis, kas ir lielāks par vienu.
Iekštelpu strāvas transformatorus var iedalīt arī pēc izolācijas; tajos ietilpst lentes izolācijas strāvas transformatori un sveķu izolācijas strāvas transformatori.
Āra strāvas transformators
Āra strāvas transformatori tiek uzstādīti ārpus telpām, un tos var sadalīt pēc to darbības principa. Tā kā tie atrodas ārpus telpām, to darbībai ir nepieciešama gan izolācija, gan dzesēšana. Pārsvarā transformatoru eļļu izmanto kā izolācijas līdzekli. Ar eļļu pildīti strāvas transformatori tiek klasificēti šādi:
1: dzīvās tvertnes tipa CT
Strāvas tvertne nozīmē, ka CT tvertne tiek uzturēta ar sistēmas spriegumu. Smaguma punkts atrodas augstumā.
2: Dead Tank Type CT
Beigta tvertne nozīmē, ka CT tvertne tiek uzturēta zemējuma potenciālā. Smaguma punkts ir zemāks nekā dzīvās tvertnes CT.
Mērīšanas strāvas transformators
Šos strāvas transformatorus izmanto tikai mērīšanas un indikācijas nolūkiem. Mērīšanas tipa strāvas transformatori ir paredzēti mērīšanas funkciju precizitātei nominālās strāvas robežās. Tiklīdz strāva pārsniedz nominālās robežas, mērīšanas CT tiek piesātināti, lai ierobežotu tajā esošo strāvu. Tomēr mērīšanas CT ir zemākas slodzes vērtības, salīdzinot ar aizsardzības strāvas transformatoriem. Mērīšanas klasi CT galvenokārt attēlo trīs parametri.
Šie parametri ietver precizitāti, mērīšanas klasi un strāvas transformatora slodzi. Zem CT ir 0,3% kļūdas robežas, mērīšanas klase ir apzīmēta ar “B” un slodze ir 0,9 Ω.
Aizsardzības strāvas transformators
Šie strāvas transformatori tiek izmantoti tikai aizsardzības funkcijām. Šie CT darbojas plašā nominālo un bojājuma strāvu diapazonā. Tāpēc aizsardzības CT uzrāda lineāru reakciju līdz pat 20 reizēm par nominālo strāvas līmeni. Aizsardzības strāvas transformatorus apzīmē ar to “C” vērtībām, kas norāda kļūdu attiecību un spaiļu sprieguma vērtības.
C klases CT kļūdu robeža ir zem 3%, standarta slodze 2Ω, sekundārais spriegums 200 V.
Pašreizējo transformatoru pagriezienu attiecība
Lielākas strāvas transformatoru attiecības ir konvertējamas mazākās, mainot primārās spoles cilpu skaitu. Apsveriet normālu 300/5A CT konstrukciju, kurā viena primārā spole šķērso logu, kas pazīstama kā viena piegājiena CT. To pašu var no jauna konfigurēt, divas vai trīs reizes izlaižot primāro spoli pa logu, kas pazīstams kā divu vai trīs kārtu CT.
Ar divām primārās spoles piegājieniem 300/5A var pārveidot par līdzvērtīgu 150/5A CT. Līdzīgi ar trīs primārās spoles piegājieniem 300/5A var pārveidot par līdzvērtīgu 100/5A CT.
Piemērs: Aprēķiniet sekundāro strāvu un spriegumu
Apsveriet stieņa CT ar pieciem primārajiem pagriezieniem un 300 sekundārajiem pagriezieniem, kas jāizmanto kopā ar ampērmetru ar iekšējo pretestību 0,5 omi. Ampermetram ir jānodrošina pilna mēroga novirze, kad primārā strāva sasniedz 1000 A.
Sekundāro strāvu dod:
Sprieguma aprēķināšana saskaņā ar Ohma likumu:
Secinājums
Strāvas transformatori ir instrumentu transformatori, ko izmanto liela lieluma strāvu mērīšanai, kuras nevar izmērīt ar standarta ampērmetriem. Strāvas transformatori nodrošina gan mērīšanas, gan aizsardzības funkcijas elektrotīklos.