струјни трансформатори (ЦТ)
Струјни трансформатори (ЦТ) су специјализовани електрични инструменти који се користе за мерење и праћење наизменичне струје (АЦ) или детекцију повишених нивоа струје у електроенергетским системима. Ови инструменти обављају суштинску функцију у обезбеђивању заштите и омогућавању прецизних мерних апликација. Ефикасним смањењем високих струјних вредности на стандардизовани ниво, ЦТ обезбеђују безбедно извођење мерења и омогућавају правилан рад међусобно повезаних уређаја у систему.
Примарни намотај се састоји од једног завоја великог попречног пресека повезаног у серију са проводником велике струје. Секундарни намотај се састоји од много навоја малог попречног пресека. Секундарни калем је повезан са нормалним амперметром за мерење струје.
Принцип рада струјног трансформатора
Струјни трансформатори користе принцип електромагнетне индукције да би ефикасно функционисали. Ови уређаји се састоје од два витална елемента: примарног и секундарног намотаја. Примарни намотај је међусобно повезан серијски са струјним колом, стварајући магнетно поље пропорционално струји која тече.
Насупрот томе, секундарни намотај је повезан са уређајима који се користе за мерење или обезбеђивање заштите. Намерно је дизајниран са различитим бројем завоја у поређењу са примарним намотајем, успостављајући однос трансформације. Сходно томе, секундарни намотај генерише струју која тачно одражава пропорционалност примарне струје.
Струјни трансформатори су у основи појачани трансформатори који повећавају напон и смањују струју у секундарном намотају.
За трансформаторе, однос секундарне и примарне струје једнак је односу навоја у примарном и секундарном намотају, као што је дато:
У случају струјног трансформатора, однос обртаја је прилично висок и стога је однос између секундарне и примарне струје значајно висок.
ЦТ односи су генерално у редоследу од 500:2, 200:1. ЦТ однос 500:2 подразумева конверзију из примарне струје од 500А у секундарну струју од 2А.
Врсте струјних трансформатора
Струјни трансформатори имају различите варијације у зависности од врсте конструкције и изолације. Они су класификовани у две широке категорије: унутрашњи и спољашњи типови.
Унутрашњи струјни трансформатор
Унутрашњи струјни трансформатори се користе у затвореном простору, а по конструкцији се могу поделити у три главна типа:
1: Тип шипке ЦТ
Ови струјни трансформатори користе металне шипке као примарни намотај и стога се називају струјни трансформатори типа шипке.
2: Тип прореза/прозора/прстена ЦТ
Ови струјни трансформатори су шупљег облика, а примарни проводник је постављен изнутра у овај отвор:
3: Сплит Цоре Типе ЦТ
То је посебан тип струјног трансформатора који се може поделити на два дела. Овакав распоред може да обезбеди лак приступ за отварање структуре и намотаја.
3: Врста ране ЦТ
Примарни намотаји ових струјних трансформатора су намотани око централног језгра. Број окрета треба да буде било који број већи од један.
Унутрашњи струјни трансформатори се такође могу поделити на основу изолације; ту спадају струјни трансформатори изоловани траком и струјни трансформатори изоловани ливеном смолом.
Спољни струјни трансформатор
Спољни струјни трансформатори се постављају на отвореном и могу се поделити на основу принципа рада. Пошто су на отвореном, за рад им је потребна и изолација и хлађење. Углавном се трансформаторско уље користи као изолациони медијум. Трансформатори струје пуњени уљем се даље класификују на следећи начин:
1: Тип резервоара под напоном ЦТ
Резервоар под напоном значи да се резервоар ЦТ-а одржава на напону система. Тачка гравитације се налази на висини.
2: Тип мртвог резервоара ЦТ
Мртви резервоар значи да се резервоар ЦТ-а одржава на потенцијалу земље. Тачка гравитације је нижа него код ЦТ резервоара уживо.
Мерни струјни трансформатор
Ови струјни трансформатори се користе само у сврхе мерења и индикације. Струјни трансформатори мерног типа су пројектовани за тачност мерних функција у оквиру називне струје. Чим струја пређе номиналне границе, мерни ЦТ се засићују да би ограничили још струју у њу. Међутим, мерни ЦТ имају ниже вредности оптерећења у поређењу са заштитним струјним трансформаторима. Класа мерења ЦТ је углавном представљена са три параметра.
Ови параметри укључују тачност, класу мерења и оптерећење струјног трансформатора. Испод ЦТ има 0,3% границе грешке, класа мерења означена са „Б“ и оптерећење од 0,9 Ω.
Заштитни струјни трансформатор
Ови струјни трансформатори се користе само за заштитне функције. Ови ЦТ функционишу у широком опсегу како називних тако и струја квара. Заштитни ЦТ стога показују линеарни одзив до 20 пута од њиховог номиналног нивоа струје. Заштитни струјни трансформатори су означени њиховим „Ц“ вредностима што указује на однос грешке и вредности напона на терминалу.
За ЦТ класе Ц, граница грешке је испод 3%, стандардно оптерећење од 2Ω, секундарни напон од 200В.
Однос окретања струјних трансформатора
Већи односи струјног трансформатора се претварају у мање модификовањем броја петљи у примарном калему. Узмите у обзир нормалну конструкцију 300/5А ЦТ, где се један примарни калем окреће кроз прозор познат као ЦТ са једним пролазом. Исто се може поново конфигурисати проласком примарног намотаја два или три пута преко прозора познатог као ЦТ са два или три пролаза.
Са два пролаза примарног намотаја, 300/5А се може претворити у његов еквивалент 150/5А ЦТ. Слично са три пролаза примарног намотаја, 300/5А се може конвертовати у његов еквивалент 100/5А ЦТ.
Пример: Израчунајте секундарну струју и напон
Размислите о Бар ЦТ са пет примарних навоја и 300 секундарних навоја који ће се користити у комбинацији са амперметром унутрашњег отпора 0,5 ома. Амперметар треба да обезбеди пуну скалу отклона када примарна струја достигне 1000А.
Секундарна струја је дата са:
Израчунавање напона по Омовом закону:
Закључак
Струјни трансформатори су инструментални трансформатори који се користе за мерење струја великих величина које се не могу мерити стандардним амперметрима. Струјни трансформатори обезбеђују и мерне и заштитне функције у електричним мрежама.