Трансформатор тока 250/5, Алматы

Трансформаторы тока Российского производства г. Самара

Прибор, который мы сейчас называем трансформатор тока, был придуман сравнительно недавно – в конце XIX века. Свой вклад в изобретение трансформаторов тока и напряжения внесли такие ученые-физики, как М. Фарадей, Дж. Генри, Г. Румкорф и многие другие. Первый же трансформатор напряжения с разомкнутым сердечником изобрел российский физик Павел Николаевич Яблочков в 1876 году.

Что же такое трансформатор тока (или напряжения)?
[Рисунок][1]
В переводе с латинского языка «transformo» означает «преобразовывать», поэтому трансформатор – это специальное устройство, которое предназначено для трансформации переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения благодаря электромагнитной индукции. При этом постоянными величинами остаются частота тока и его мощность. Это прибор, в котором все части находятся в неподвижном состоянии и организованы в сложную электромагнитную систему.

Любой силовой трансформатор тока или напряжения состоит из первичной обмотки, вторичной обмотки (их может быть несколько) и ферромагнитного сердечника, который выполняет функции магнитного провода. Обмотки силового трансформатора тока представляют собой проволочную систему. При этом первичная обмотка обычно состоит из небольшого числа витков (электрических проводников), которые имеют сечение больших размеров и подключаются к переменному току последовательно. Витков вторичной обмотки силового трансформатора напряжения намного больше и они имеют небольшое сечение. Обмотки трансформатора напряжения вместе с сердечником образуют электрическую цепь и создают магнитное поле, которое обеспечивают электродвижущую силу внутри трансформатора тока.

Обычно обмотки трансформатора напряжения находятся вокруг сердечника. Такие трансформаторы напряжения называются стержневыми. Они в большинстве случаев изготавливаются в вертикальном положении. Другой тип трансформаторов – броневые трансформаторы тока, обмотки которого заключены внутри сердечника. Особенностью данной конструкции является то, что она позволяет создавать трансформаторы тока не только вертикального, но и горизонтального положения.

Еще один важный элемент трансформатора тока или напряжения – это система охлаждения. Во время работы силового трансформаторы тока могут вырабатывать достаточно большое количество тепла, поэтому для их правильной и бесперебойной работы прибор нужно постоянно охлаждать. Охладить трансформатор напряжения можно либо при помощи специального масла, либо при помощи воздуха. Трансформаторы тока первого типа называют масляными. Их достаточно часто используют в промышленности и на производстве, но в домашних условиях их применение может быть небезопасным, т. к. масло горючее и может стать причиной пожара при повреждении бака. Поэтому в быту чаще всего используются так называемые сухие трансформаторы, в которых охлаждение трансформатора тока происходит при помощи воздуха.

Сфера применения трансформаторов тока и напряжения весьма обширна. Трансформатор – очень важный элемент электрических и энергетических систем, который в буквальном смысле слова спасает бытовое и промышленное оборудование от перепадов напряжения, позволяет экономить значительные суммы на транспортировке электрической энергии. Это очень полезное устройство, которое достаточно часто используется, как в быту (в составе бытовой техники, компьютеров и т. д. ), так и на производстве.

Электрическую энергию выгодно передавать при малой силе тока и высоком напряжении, поэтому по линиям электропередач (ЛЭП) передают именно такие токи. Но электрические сети жилых домов, торговых и офисных центров рассчитаны на напряжение в 220-230 В. Для преобразования высоковольтной электроэнергии с ЛЭП используется система трансформаторов напряжения. Сначала на главных понижающих трансформаторных подстанциях напряжение понижается до 6-35 кВ, затем электрический ток такого напряжения передается на местные и цеховые трансформаторные подстанции, где при помощи трансформаторов тока напряжение понижается до 230-690 В, и затем распределяется между потребителями электрической энергии.

Так как сфера применения силовых трансформаторов тока и напряжения достаточно широка, существует множество разновидностей трансформаторов, которые предназначены для использования в самых разных условиях. Выше уже упоминалось о масляных и сухих трансформаторах, которые отличаются устройством системы охлаждения. Обе разновидности трансформаторов напряжения относятся к наиболее распространенной группе трансформаторов – силовым трансформаторам напряжения, которые могут быть однофазными и трехфазными. Такие трансформаторы чаще всего используют в бытовых и промышленных электрических сетях, в радио- и телеустройствах, в составе бытовой электронной техники и других приборах.

В зависимости от количества обмоток трансформаторы напряжения делятся на двухобмоточные (автотрансформаторы) и трехобмоточные. Последние чаще всего используются на промышленном производстве в целях экономии средств на установку дополнительных силовых трансформаторов напряжения.

Кроме того, различают специальные виды силовых трансформаторов тока, которые предназначены для использования в строго определенной сфере. Импульсные трансформаторы тока преобразуют импульсные сигналы различной длительности. Разделительные трансформаторы напряжения используются в устройствах, где нужно обезопасить человека от ударов электрическим током высокого напряжения при соприкосновении с корпусом прибора и его нетоковедущими элементам при нарушении изоляции. Разработаны также специальные сварочные и печные трансформаторы тока, выпрямительные и пик-трансформаторы.

Особой разновидностью силовых трансформаторов тока являются измерительные трансформаторы напряжения, главная функция которых – передача необходимой для измерений информации различным измерительным приборам, в том числе электрическим счетчикам. Кроме того, измерительные трансформаторы напряжения позволяют обеспечить необходимую для точных вычислений электрическую среду. Сила тока, обеспечивающая точность измерений электросчетчика, равна 5 А. Но в настоящее время, когда в квартирах с большим числом комнат может работать несколько электрических приборов, суммарная токовая нагрузка квартиры и дома может достигать 50-100 А. Электрические счетчики не предназначены для потребления электрического тока такой силы, поэтому для их оптимальной работы используются измерительный силовой трансформатор тока с различным коэффициентом преобразования: 50/5, 75/5, 200/5.

Выбор трансформаторов тока: В соответствии с п.1.5.17 ПУЭ трансформатор тока выбран правильно, если при максимальной нагрузке ток во вторичной обмотке трансформаторов тока будет составлять не менее 40% номинального тока счетчика, а при минимальной рабочей нагрузке — не менее 5%.
Рассмотрим на примере:
Ток в первичной цепи при максимальной нагрузке
I мах= Р / 3 U cos ц = 150 / 1,73х0,38х0,85 = 270 А
Рмах = 150,0 кВт в соответствии с ТУ.
Ток во вторичной цепи при максимальной нагрузке составляет:
I 2 = I1 / Коэф. трансорм. =270/60 = 4,5 А
40% I н. сч. = 5 х 40% = 2,0 А I 2 > 40% I н. сч. ; 4,5 А > 2,0 A
Минимальная нагрузка составляет Рмин. = 15,0 кВт (аварийное и дежурное освещение, холодильники промышленные). Ток в первичной цепи при минимальной нагрузке
Iмин = Р / 3 U cos ц = 15,0 / 1,730,380,95 = 27 А
Ток во вторичной цепи при минимальной нагрузке составляет:
I 2 = I1/Kт =27/60 = 0,415 А
5% I н. сч. = 5 х 5% = 0,25 А
I 2 > 5% I н. сч. ; 0,415 А > 0,25 A
Трансформаторы тока выбраны правильно.