Як підключити трансформатор струму: інформація, маркування, інструкція

Зміст:

Загальні відомості про трансформатори струму
Маркіровка трансформаторів струму

Сьогодні ми поговоримо про те, як підключити трансформатор струму. Для цього розглянемо деякі особливості цих вимірювальних приладів. Точніше кажучи, ми повинні назвати їх допоміжними. Тому що вони використовуються спільно з лічильниками електричної енергії або захисними ланцюгами. Суть полягає в тому, що струм вторинної обмотки пропорційний струму корисним навантаженням – тобто електричними двигунами, нагрівальними приладами, освітленням – і набагато менше нього. Це дозволяє оцінити параметри потужної промислової мережі без ризику псування контрольного устаткування. Опосередкованою вигодою стає те, що обслуговуючий персонал, знімає показання, провідний контроль, не контактує з високими струмами безпосередньо. Це значно зменшує вимоги до кваліфікації і знімає деякі інші обмеження.

Загальні відомості про трансформатори струму

Трансформатори струму створюються строго згідно нормативної документації. Всі їх параметри регламентовані. Наприклад, такими стандартами:

ГОСТ 7746-2001.

ГОСТ 23624-2001.

Невеликий трансформатор

В основному справа стосується коефіцієнта трансформації. Це головний параметр, який показує відношення між струмами первинної і вторинної обмоток. Саме ця цифра дозволяє сполучати трансформатор струму з лічильником або захисним автоматом. Причому вимоги до останніх значно знижуються. Якщо, наприклад, мережа споживає 200 А, а коефіцієнт трансформації дорівнює 100, то достатньо наявності захисного автомата на 2 А. Ви бачите, що це дуже вигідно. Ну, а про безпеку персоналу ми вже сказали.

Так виходить, що у вторинній ланцюга мережеве напруга. Тобто з цієї точки зору вигоди не виходить. Власне, тому прилад і називається трансформатором струму. Тому що він не змінює напруги. На всяк випадок нагадуємо, що діюче значення фази напруги 380 В становить 220 В. З цієї точки зору робота з промисловою мережею нічим не відрізняється від домашньої. Специфіка у тому, що в першому випадку трансформаторів струму знадобиться цілих три. По одному на кожну фазу. А лічильник в цьому випадку вимірює напругу і струм, щоб визначити один з наступних параметрів: (Див. також: Трансформатор струму)

Повну потужність споживання, ВА.
Реактивну потужність вар.
Активну потужність Вт та ін.

Для цього часто потрібен нейтральний провід (навіть у трипровідних промислових мережах). Але до трансформатора струму це вже не відноситься. Він включається зовсім не так, як звичайний. Первинна обмотка має дуже малий опір, щоб не вносити збурень в ланцюг. Вона включається послідовно з корисним навантаженням. Наприклад, двигуном.

Якщо пам’ятаєте, то типовий трансформатор включається так, що навантаження знаходиться в колі вторинної обмотки. Це дозволяє розв’язати споживача і джерело постійного струму (гальванічна розв’язка), а також отримати потрібні параметри. В нашому випадку (!) жодних маніпуляцій з вхідними напругами і струмами не проводиться.

У ланцюг вторинної обмотки включається прилад вимірювання або контролю. При цьому потрібно пам’ятати, що лічильники, наприклад, мають дві котушки: струму і напруги. У ланцюг вторинної обмотки включається перша. Котушка напруги одним кінцем заводиться на фазу, а на другий подається нейтраль. Такий комплексний підхід дозволяє оцінити потужність. До речі, на нейтраль належить заводити і один з кінців струмового котушки. Як дізнатися свою послідовність дій більш докладно? Зазвичай схема дається на приладі контролю або вимірювання. Тобто сам трансформатор струму є виробом досить універсальними, а всі тонкощі потрібно шукати на корпусі (або шильдику стороннього обладнання.

Отже, ще раз: первинна обмотка вмикається послідовно з корисним навантаженням, а вторинна використовується для впровадження в мережу пристроїв контролю або вимірювання. Більш детальна схема включення залежить від типу деталей, пристроїв і зазвичай наводиться на їх корпусі, шильдику, в інструкції. У зв’язку з цим потрібно розуміти, як трансформатор струму позначається на електричних схемах. А треба сказати, що тут на просторах мережі можна зустріти досить багато помилок. У наших попередніх оглядах ми наводили малюнок з трансформатором струму, і в цей раз просто копіюємо його з попередньої локації:

Прямий товстою лінією показана первинна обмотка. До одного її кінця підводиться фаза, а до іншого підключається споживач. Як, наприклад, холодильник чи кондиціонер. Зверніть увагу, що креслення дан для трифазної напруги 380 В. Та показана лише одна гілка. Інші підключаються аналогічно. В нижньому правому куті ми можемо бачити вимірювальні котушки лічильника. Це одна з можливих схем, вона не є догмою. Як вже було сказано, більш докладно електричні карти зазвичай наводяться на корпусах або шильдика. В крайньому випадку можна дістати їх на якомусь спеціалізованому форумі в інтернеті.

Підключення трансформатора струму

Витками на схемі позначається вторинна обмотка. Іноді на малюнках точки її включення можуть лежати також на товстій лінії, це не повинно бентежити. Ми для більшої наочності висновки вторинної обмотки розташували нижче. До них приєднуються прилади вимірювання та контролю. Тут струм менше споживаного корисним навантаженням (холодильники, кондиціонери) в рази. А скільки саме, показує коефіцієнт трансформації. До речі, згідно ГОСТ він не може бути довільним. Значення вибирається з ряду, але не все просто так! Згідно вимогам до вимірювальними приладами і контрольним струм у вторинної ланцюга може бути дорівнює 1, 2 або 5 А. І це все! Саме на такі умови роботи розраховуються лічильники і інші контрольні та облікові пристосування. А коефіцієнт трансформації вибирається за рахунок варіювання струму корисного навантаження, який протікає в первинній обмотці. І ось тут-то межі найширші. Ось неповний ряд, взятий із стандартів (для лабораторних вимірювальних трансформаторів струму), зазначених вище більш детально наші читачі можуть ознайомитися з документом самостійно: 0,1; 0,5; 1; 1,5; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 800 А; 1; 1,2; 5; 6; 8; 15; 16; 18; 30; 32; 50; 60 кА. З цього неповного переліку видно, що не завжди понижуючий трансформатор струму. Він також може і підвищити значення струму 0,1 А до, наприклад, 5 А. Що дозволяє використовувати потужні вимірники в найпростіших ланцюгах. При цьому потрібно розуміти, що лічильник, приміром, повинен давати можливість враховувати таке положення справ, тому що деякі з них призначені для використання тільки з певним коефіцієнтом трансформації. Більш детально про придатність того чи іншого приладу потрібно судити в кожному конкретному випадку окремо.

Що стосується приладів, що застосовуються за межами лабораторій, то там розкид трохи нижче. Зверніть увагу, що навантаження вторинного ланцюга у вчених повинна бути по можливості активної. Точніше кажучи, якщо коефіцієнт потужності менше 1, то слід підключати тільки індуктивні опору. Здебільшого це виконується, особливо для трифазних кіл. Будь зварювальний апарат на вході має обмотку трансформатора, а двигун підключається на котушку статора або ротора. Те ж саме стосується і лічильників, де кручений дріт служить для оцінки параметрів напруги і струму. Все це приклади індуктивних опорів. Від себе додамо, що в реальності краще перестрахуватися, і якщо коефіцієнт потужності менше 1 (тобто реактивне опір зумовило виникнення втрат), то нехай краще імпеданс (комплексне опір) буде індуктивним, а не ємнісним.

Маркіровка трансформаторів струму

Різні трансформатори

Перш, ніж зробити підключення трансформатора, потрібно переконатися, що він годиться для даних цілей. Зі сказаного вище вже повинно бути приблизно зрозуміло, як оцінити кількісно параметри, але для застосування своїх знань на практиці слід вміти читати маркування виробу. А вона, як і все інше, регламентується стандартом. Ось перелік параметрів, які виробник повинен вказати на шильдику трансформатора струму: (Див. також: Як підключити трифазний лічильник через трансформатори струму)

Логотип виробника з наступним написом «трансформатор струму». Таким чином, досить складно промахнутися, вибравши в магазині якийсь інший прилад.

Тип трансформатора характеризується конструктивними особливостями, видом ізоляції. Розшифрування наводиться у стандартах, зазначених вище. Поруч у маркуванні йде кліматичне виконання. Якщо є сумніви в умінні читати дані з шильдика, то простіше всього будинку заздалегідь роздрукувати таблиці з ГОСТ. При необхідності слід вивчити ці самі конструктивні особливості. Це допоможе не тільки зрозуміти, як підключити трансформатор, але і оцінити її придатність для даної ланцюга в принципі.

Порядковий номер за реєстром підприємства-виробника може знадобитися при зверненні в службу підтримки (в основному для іноземних компаній), а також використовується для звітності, якщо покупку не здійснює фізична особа.

Номінальна напруга первинної обмотки зазвичай вказується для всіх трансформаторів струму за винятком вбудованих. Тому що в останньому випадку електричні параметри вже повинні бути дотримані зовнішнім по відношенню до даного приладу пристроєм.

Номінальна частота може бути відсутнім, якщо і так (за значенням напруги) можна зрозуміти, що вона стандартна для даної держави. Для РФ це 50 Гц.

У природі зустрічаються трансформатори з кількома висновками вторинної обмотки. Це дозволяє отримати як би два-три прилади в одному. Залежно від електричної схеми буде змінюватися і коефіцієнт трансформації. В цьому випадку навпаки параметрів вказується номер вторинної обмотки.

Характеристики трансформатора струму

Коефіцієнт трансформації є найважливішою величиною, але йде далеко не на першому місці в маркуванні. Позначається прямою або похилій дріб, де в чисельнику стоїть первинний струм, а в знаменнику вторинний. З цієї причини коефіцієнт трансформації зазвичай набагато більше одиниці. Але, як ми зазначили вище, серед лабораторних виробів можна знайти кричущі винятки з цього правила. Так що якщо планується підключення трансформаторів струму в малопотужну ланцюг для використання стандартних приладів обліку, то шукайте свою покупку вже за іншим номером ГОСТ (23624-2001).

Клас точності дуже важливий для потужних споживачів. Навряд чи комусь захочеться платити зайві гроші. Тому при необхідності звертайте увагу на цей параметр. Він розшифровується згідно з даними ГОСТ 7746-2001.

Номінальний клас безпеки приладу як раз свідчить про те, що ми згадували вище: за рахунок більш м’яких умов у вторинній обмотці ризик ураження електричним струмом падає. А треба сказати, що навіть при дотриманні всіх вимог ніхто не гарантує на 100%, що нещасний випадок не відбудеться. На виробництві відразу закладається якась мізерна ймовірність, а наше завдання зменшити її ще більше. Більш детально про коефіцієнт безпеки вторинної обмотки трансформатора струму можна розповісти наступним чином. Припустимо, максимальний струм лічильника становить 20 А. В той же час коефіцієнт трансформації позначений як 20/2 А. В цьому випадку коефіцієнт безпеки виробу повинен дорівнювати 10, і не більше. Тоді при короткому замиканні в первинній обмотці сердечник увійде до насичення, і струм у вторинної ланцюга не перевищить 20 А. А значить, наш лічильник не згорить. Аналогічно розраховується і безпека робочого персоналу.

Гранична кратність тісно пов’язана з попереднім значенням. Це ставлення деякого струму, при якому похибка становить не менше 10%, до номінального. Тобто, якийсь межа, при якому трансформатор струму ще здатний допомагати у вимірах і служити засобом контролю.

Ми сподіваємося, що читачі тепер знають, ніж розглянута задача відрізняється від питання про те, як підключити понижуючий трансформатор 220/12 Ст. Це зовсім різні речі. Обмотки в нашому випадку йдуть послідовно з навантаженням і вимірником. А коефіцієнт трансформації показує, який прилад контролю можна використовувати у вторинної ланцюга.