Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

35 Трансформатор без стального сердечника

№35 Трансформатор без стального сердечника.

Простейший трансформатор представляет собой совокупность двух обмоток, размещенных на общем магнитопроводе (рис. 35.1, а).

Рис. 35.1 — Трансформатор и его схема замещения

К его первичной обмотке подводится напряжение источника питания, а ко вторичной – подключается нагрузка. Одноименными зажимами обмоток являются их верхние выводы. Ток первичной обмотки I1 создает в магнитопроводе магнитный поток Ф1, который в свою очередь во вторичной обмотке вызывает появление тока I2. Создаваемый им магнитный поток Ф2 в соответствии с принципом Ленца препятствует потоку Ф1, т.е. направлен ему навстречу. Направление тока I2, соответствующее показанному на схеме потоку Ф2, определяем по правилу правой руки.

Мы будем рассматривать трансформатор, не имеющий ферромагнитного сердечника. Такие трансформаторы применяются при высоких частотах и в специальных электроизмерительных устройствах. Катушки с ферромагнитными сердечниками имеют нелинейные характеристики и здесь не рассматриваются.

Электрическая схема замещения трансформатора изображена на рис. 35.1, б. На схеме указаны: R1, X1, R2, X2 и – сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора, RН и XH – сопротивления нагрузки. Введем обозначения: R22=R2+RH и X22=X2+XH – суммарные активное и реактивное сопротивления вторичной цепи трансформатора, Z1=R1+jX1, Z2=R2+jX2, ZH=RH+jXH, Z22=R22+jX22 – комплексные сопротивления соответствующих участков.

Запишем уравнения второго закона Кирхгофа для первичной и вторичной цепей трансформатора, учитывая, что его обмотки имеют встречное включение:

Обозначив I1jXM=E2M, второе уравнение системы (35.1) можно записать так:

Физически E2M – это ЭДС, которая наводится во вторичной обмотке переменным магнитным полем первичной обмотки. С учетом этого уравнение можно прочитать так: ЭДС, наведенная во вторичной обмотке трансформатора, равна сумме падений напряжений на всех элементах его вторичного контура. Подставляя I2ZH=U2 , получим: U2=E2M-I2Z2 . Смысл последнего уравнения заключается в следующем: напряжение на вторичных зажимах трансформатора меньше эдс, наведенной во вторичной обмотке, на величину падения напряжения на ее сопротивлении.

На рис. 35.2 изображена векторная диаграмма трансформатора. Ее построение начинаем со вторичного тока I2. Ориентируясь на его направление, проводим векторы напряжений на всех элементах вторичной цепи. Их сумма равна ЭДС E2M. Так как в формуле, определяющей ее величину, присутствует множитель j, поворачивающий вектор на четверть оборота, то ток проводим под углом 90° к E2M в сторону отставания. Определив направление I1, строим векторы I1R1 и I1jX1 , которые в сумме с I2jXM – дают U1.

Рис. 35.2 — Векторная диаграмма трансформатора

Для анализа работы трансформатора применяют различные эквивалентные схемы. Рассмотрим некоторые из них.

Соединив между собой два нижних зажима трансформатора (режим его работы при этом не изменится) и произведя развязку индуктивных связей, придём к Т-образной эквивалентной схеме (рис. 35.3).

Рис. 35.3 — Получение двухконтурной (Т-образной) эквивалентной схемы

Из второго уравнения системы выразим ток I2 и подставим в первое уравнение той же системы:

Последнему выражению соответствует схема, изображенная на рис. 35.3. Соединенное последовательно с Z1 сопротивление ZBH называется вносимым (из вторичной цепи трансформатора в первичную).

Как следует из формулы, оно равно:

Его активная и реактивная составляющие соответственно равны:

Появление в первичном контуре активного сопротивления, вносимого из первичного контура, физически означает следующее. Энергия, подводимая к трансформатору, потребляется не только сопротивлением R1, но и сопротивлениями вторичной цепи R2 и RH, куда она передается через переменное магнитное поле между обмотками.

Из-за минуса в формуле вносимого реактивного сопротивления общее реактивное сопротивление всей цепи, равное сумме X1 и XBH, оказывается меньше индуктивного сопротивления первичной обмотки.

Это хорошо согласуется со сказанным ранее. При встречном соединении обмоток трансформатора поток Ф2, направленный противоположно потоку Ф1, уменьшает последний, что приводит к уменьшению общего индуктивного сопротивления.

Отличие монтажа кабельных линий на тросу от тросовой электропроводки.

а) пролет; б) стрела провеса; в) анкерный участок; г) длина пролета.

17.Опоры, устанавливаемые в местах изменения трассы,

а) анкерные; б) угловые; в) концевые; г) промежуточные.

Операции, выполняемые при прокладке воздушной линии в скальных грунтах,

а) роют; б) дробят; в) спец.приспособление; г) взрывают.

Обмотку низшего напряжения трансформатора делают из . сечения

а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают из .

а) железных стержней; б) алюминиевых листов;

в) листов электротехнической стали; г) стержней электротехнической стали

Читайте так же:
Почему люминесцентная лампа мигает

Вариант № 5 ПМ 01

Работа трансформатора основана на явлении .

а) вращающегося магнитного поля; б) взаимоиндукции;

в) взаимодействия токов в обмотках; г) возникновения вихревых токов.

Обмотка трансформатора, которую подключают к источнику переменного напряжения, называется.

а) первичной; б) вторичной; в) нагрузкой; г) потребителем.

Обмотку низшего напряжения трансформатора делают из . сечения

а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают из .

а) железных стержней; б) алюминиевых листов;

в) листов электротехнической стали; г) стержней электротехнической стали.

Трансформатор будет понижающим, если .

a)U1>U2; б) Е , = Е2; b)U12 r)U1>E,

Передавать электроэнергию целесообразно при напряжении .

а) низком; б) высоком, в) при среднем; г) все варианты.

Понижающий трансформатор повысить напряжение сети .

а) может; б) не может; в) через трансформатор напряжения; г) Все варианты.

Расширитель трансформатора полностью заполнить минеральным маслом.

а) можно; б) нельзя в) от погодных условий; г) все варианты

Трансформаторы нашли широкое применение .

а) в линиях электропередачи; б) в технике связи;

в) в автоматике и измерительной технике; г) во всех перечисленных областях

Трансформатором называется электротехническое устройство, служащее для преобразования.

а) постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения;

б) переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты;

в) постоянного тока в переменный ток г) все варианты

11.Обмотка трансформатора, которую подключают к приёмнику переменного тока, называется:

а) первичной; б) вторичной; в) нагрузкой; г) потребителем.

12.Обмотку высшего напряжения трансформатора делают из . сечения, а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают, из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга для того, чтобы.

а) увеличить потери электрической энергии; б) повысить потери на вихревые токи; в) уменьшить потери на вихревые токи; г) понизить электрическую энергию.

Основные части трансформатора .

а) обмотки, магнитопровод; б) преобразователь напряжения, обмотки; в) электромагнит, катушки; расширитель; г) обмотки, электроприёмник.

Потреблять электроэнергию целесообразно при напряжении .

а) высоком; б) низком, г) среднем; д) все варианты.

Повышаюищий трансформатор понизить напряжение сети .

а) может; б) если есть тр-р тока; в) не может г) все варианта

Ближе к стержню магнитопровода трансформатора располагается обмотка . напряжения

а) высшего; б) низшего, в) среднего; г) все варианты

Магнитопровод трёхфазного трансформатора имеет стержней .

а) один; б) два; в) три; г) четыре

19.Электропроводка, проложенная по поверхности стен, потолков и других строительных элементов снаружи зданий.

а) скрытая; б) наружная открытая; в) открытая; г) наружная скрытая.

Определите марку кабеля, где изоляция жилы изготовлена из ПВХ .

Ода о трансформаторе.

Для запитывания усилителя мощности нужен блок пинания, обычно его делают с использованием понижающего трансформатора на 50Hz с последующим выпрямлением и сглаживанием на больших конденсаторах.
Подобное решение обладает рядом замечательных моментов:
— очень хорошо фильтруются помехи из первичной сети 220V
— все виды импульсных помех весьма качественно подавляются. Это каается и синфазной и дифференциальной составляющей, по напряжению и токовой компоненте.
— достаточно высокая надежность
— простота исполнения.
И недостатки:
— низкий КПД, большая рассеиваемая мощность
— весьма значительный размер и вес
— может издавать акустический звук
— нестабильность выходного напряжения
— трудность получения множества выходных напряжений. Например, для предварительных каскадов необходимо другое, меньшее напряжение.
— пульсации частотой 100Hz с богатым спектром всегда присутствуют, особенно при максимальной нагрузке.
— большое магнитное поле, порождающее фон в недостаточно экранированных малосигнальных цепях усилителя и окружающем оборудовании. Наиболее чуствительными из них являются устройства с ЭЛ трубками — мониторы и телевизоры. Дефект настолько существенный, что может перечеркнуть все достоинства. Уровень магнитных наводок очень сильно зависит от нагруженности трансформатора и при перегрузке возрастает в несколько раз.
Т.е. наводки на телевизор/монитор будут зависеть от громкости звука, очень неприятный эффект. Тороидальные транформаторы обладают наименьшим полем рассеивания, потому речь пойдет только о них.

Порядок выбора трансформатора под усилитель. Впрочем, обычно стоит обратная проблема — как из стандартного набора траснсформаторов подобрать нужный.
Для отечественных трансформаторов приняты следующие напряжения:
ТТП- 3 ( 2х12В 0.1 А) — хорошо подходит для запитывания слаботочных входных усилителей и коммутаторов.
ТТП-50 (12 В 3.6А )
ТТП-50 (16.5 В 3.0А )
ТТП-50 (25В 1.8А)
ТТП-50 (2х15В 1.5А)
ТТП-60 ( 25 В 2.2А )
ТТП-60 ( 6 В 9.0А )
ТТП-60 ( 9 В 6.0А )
ТТП-60 (12.0 В 4.3А )
ТТП-60 (16.5 В 4.2А )
ТТП-60 (220/220 0.3А)
ТТП-60 (2х12 В 2.2А )
ТТП-60 (2х18 В 1.5А )
ТТП-60 (2х25 В 1.1А )
ТТП-60 (2х6 В 4.3А )
ТТП100 (12 В 7.5А )
ТТП100 (2х12 В 3.7А )
ТТП100 (2х18 В 2.5А )
ТТП100 (2х25 В 1.8А )
ТТП120 (12В 8.6А )
ТТП120 (18В 6.0А )
ТТП120 (2х12В 4.3А )
ТТП120 (2х18В 3.0А )
ТТП120 (2х27В 2.5А )
ТТП120 (9 В 12.0А )
ТТП150 (12В 12.0А )
ТТП150 (18В 8А )
ТТП150 (2×12В 5.5А )
ТТП150 (2×18В 4.0А )
ТТП150 (2×9 В 8.0А )
ТТП150 (9В 14.0А )
ТТП250 ( 12В 18 А )
ТТП250 ( 16В 12 А )
ТТП250 ( 25В 8 А )
ТТП250 ( 6 В 38 А )
ТТП250 ( 9 В 22 А )
ТТП250 (2х12В 9 А )
ТТП250 (2х25В 4 А )
ТТП250 (2х2х12В 4 А )
ТТП250 (2х2х18В 3.5A)
ТТП250 (2х2х25В 2 А )
ТТП250 (2х35В 3.2А )
Важно учесть, что обмотки трансформатора ни в коем случае нельзя соединять параллельно! Допустимо только последовательное соединение обмоток. Не забывайте об этом!!
Например, нужен блок питания для НЧ канала с одним динамиком 8Om и желаемой мощностью в 100W. Долговременная мощность динамика не обязательно должна быть равна максимальной выходной мощности усилителя. Можно сделать усилитель с бОльшей мощностью, если будет гарантировано недолговременная работа на максимальной мощности. (remark: но лучше не нарушать этого равенства)
Итак, 100W 8Om дает 28V синусоидального напряжения или минимум +/-42V постоянного напряжения питания усилителя. (расчет для не_мостового усилителя)
Кандидаты из типов:
1)ТТП120 (2х27В 2.5А )
2)ТТП250 (2х25В 4 А )
3)ТТП250 (2х2х12В 4 А )
Второй и третий — одно и то-же с соответстсующей коммутацией, так что остается 1 и 2.
ТТП120 (2х27В 2.5А ), но 27V переменного напряжения нормируется при 100%-ой нагрузке на полностью активной нагрузке типа ‘резистор’, но выходной выпрямитель является очнь нелинейным элементом и напряжение исказится. Если посмотреть осциллографом, напряжение на выходе трансформатора при достаточно большой нагрузке после выпрямителя из синусоидального все больше будет превращаться в меандр. Это проиисходит из-за весьма большого внутреннего сопротивления обмоток (как вторичной, так и первичной) и того, что выходной выпрямитель проводит только на пиках напряжения (что еще больше усугубляет вред внутреннего сопротивления обмоток).
Итак, переменное 27V с учетом вредоностного действия диодов и сопротивления обмоток выпрямится не в 1.4 раза, а только в 1.3. 1.4 раза (зависит от соотношения мощности нагрузки и габаритной мощности трансформатора). Положим 1.35 и это даст: 27*1.35 = 36V
Увы, уже меньше нужного напряжения в 42V. Выходов два — или ограничить себя в мощности усилителя или поставить другой трансформатор.
Другой вариант выбора:
ТТП250 (2х35В 3.2А )
Увы, тут особенно выбирать не из чего.
35V переменного напряжения обеспечит 48V выпрямленного. Вроде-бы это больше нужного в 42V и чрезмерно, но увы, это не так.
Для сглаживания выходного напряжения на выходе неоюходимо поставить электролитические конденсаторы весьма значительной емкости и, соответственно, размера.
Эти конденсаторы и так будут весьма значительны, порядка половины об’ема трансформатора, и ‘просто так’ увеличивать их нельзя. Но . чем меньше их емкость, тем больше напряжение пульсаций на выходе блока питания.
Для усилителя важна не ‘среднее’ напряжение, а минимальное, с учетом пульсаций. Это означает, что на выходе будет примерно то-самое напряжение, что и надо в приведенном примере.
В этих весьма примерных расчетах не учитывалась габаритная мощность трансформатора к мощности нагрузки. Можно приводить расчеты, но смысл не изменится — мощность трансформатора должна быть в 1.5-2 раза больше максимальной мощности усилителя. Чем этот запас больше, тем стабильнее будет выходное напряжение БП.

Читайте так же:
Торцевые фрезы по металлу гост

Конденсаторы, расчет.
Конденсаторы в блоке питания усилителя выполняют двойственную функцию — сглаживания выпрямленного напряжения с трансформатора и накопительный элемент для обеспечения энергии в усилитель мощности при пиках нагрузки. Т.е. при бОльших емкостях конденсатора как-бы увеличивается мощность всего блока питания.
При расчете важно учитывать следующие слагающие:
— емкость конденсатора, расчитывается из максимального уровня пульсаций при максимальной нагрузке
— напряжение конденсатора. Оно обязано быть больше максимально-возможного напряжения на выходе блока питания. Расчет должен вестись при максимальном напряжении сети 220V и без нагрузки на усилитель. Совсем без усилителя напряжение будет несколько больше этой цифры из-за фонового тока потребления режима AB. но это не существенно, ведь включать блок питания без усилителя никто не будет.
— предельный ток через конденсатор. Если ток будет превышен, то возможны деструктивные последствия, а с учетом большого размера конденсатора — очень заметны.
— прочие параметры конденсатора (ESR, индуктивность, угол потерь, утечки, рабочая темпратура) не существенны для данного применения.
Можно приводить расчеты, но я пользуюсь упрощенной методикой вычисления, ведь частота и параметры трансформатора достаточно типичны.
Работа в выпрямителе конденсатора характеризуется тем, что 2.5mS он заряжается и 7.5mS разряжается. Их взаимное соотношение может меняться от тока нагрузки, но при ее максимальном значении будет где-то так.
Т.о. конденсатор должен выдавать напряжение на усилитель в течении 7.5mS, при этом напряжение на нем будет уменьшаться. Величина напряжения U=I*T/C, где I = ток нагрузки, T = время, С = емкость конденсатора.
Или, C = I*T/U.
Для приведенного примера усилителя параметры будут:
I = 42V/8 Om = 5.25A. Усилитель должен работать в полосе частот до 30Hz, что много меньше выпрямленной частоты трансформатора 100Hz = 50Hz * 2. Т.о., с точки зрения блока питания нагрузка является постоянной.
T = 7.5mS
U — желаемое напряжение пульсаций при максимальной нагрузке. Ставить 0.1V явно утяжелит конденсаторы, 10V тоже перебор. Положим 10% или 4.2V.
Итог: C = 5.25*7.5E-3/4.2 = 10E-3 или 10_000uF. Получилось вполне предсказуемая величина для усилителя в 100W.
Выбор номинального напряжения конденсатора:
Приведенный трансформатор обеспечивает 36V переменного напряжения под нагрузкой. Без нагрузки (или при малой величине) это напряжение возрастет на 15%. С учетом возможного повышения напряжения в сети 220V на 10% (по стандарту на сеть 220V допускается +10%/-15%) и коэф-та преобразования переменного в постоянное 1.4 составит:
36*1.15*1.1*1.4 = 63V При расчете можно учесть потери в 1.5V на диодном мосте, но для цифры в десятки воль это не существенно. Крайне желательно иметь 10%-ный запас по напряжению конденсатора.
Т.о., конденсатор должен иметь следующие параметры:
10000uF 63V (лучше 80-100V)

Читайте так же:
Подключение магнитного пускателя через выключатель

Есть следующие конденсаторы:
К 50-18 4700 мкф х 80в
К 50-35 4700 мкф x 63в
К 50-35 4700 мкф х 63в
К 50-35 6800 мкф х 63в «Jamicon»
К 50-35 6800 мкф x 63в
К 50-35 6800 мкф x 63в «Chang»
К 50-35 10000 мкф х 63в «Jamicon»
К 50-35 10000 мкф х 63в
К 50-35 10000 мкф х80в
К 50-35 15000 мкф х 63в «Jamicon»

Из приведенного списка подходят:
1) К 50-18 4700 мкф х 80в (параллелить 2 штуки)
2) К 50-35 10000 мкф х 63в «Jamicon»
3) К 50-35 10000 мкф х80в
Вообще говоря, все решения равнозначны, у всех недостатки.
У 1 неудобный корпус, у 2 напряжение, у 3 размеры.
Но, можно поставить любой вариант.

Предельный ток конденсатора. Для приведенных конденсаторов и приведенного усилителя предельный ток конденсаторов примерно соответствуют друг другу. Более точно можно сказать только по конкретному типономиналу. Но, в общем, если приерживаться вышеприведенных расчетов,
на этот пункт можно не обращать внимание.

При двуполярном выходе блока питания такие конденсаторы ставятся на + и — выходы блока питания.
——————————————————————————
Для данной конструкции усилителя вышло, что напряжение на выходе блока питания меняется в интервале 63. 47V(35%) при изменении нагрузки на усилитель. Сие пустяк, это может сбивать схемы компенсации тока покоя. Кроме того, это увеличивает рассеиваемую мощность на радиаторе микросхемы усилителя (или соотв-х транзисторов), да и изменение напряжения питания (плюс изменяющиеся пульсации) вряд-ли улучшат качество сигнала.
Но, это не самая серьезная проблема. Напряжение питания микросхем усилителя мощности весьма ограничено и при привышении может наступить crash. Очень не рекомендую использовать микросхемы с предельным напряжением питания, особенно при придельной мощности. Сочетание предельного напряжения и максимальной мощности всегда заканчивается фатально.
Выход из положения есть — надо установить линейные стабилизаторы по выходу блока питания. Для приведенного случая можно организовать стабизизацию по уровню +/-40V, что позволит применить достаточно недорогой и доступный chip.
Линейный стабилизатор должен иметь следующие характеристики:
— напряжение 40V*
— максимальный ток 6А
— падение вхо-выход не больше 1V
(схему не здесь, Ok? . у меня там есть соответствующий ‘загончик’ )
(*) — для усилителей блок питания должен обеспечивать малый уровень пульсаций и защищать от большого напряжения. Т.о., при перегрузке хорошо-бы превести стабилизатор из режима ‘стабилизация напряжения’ в ‘устранение пульсаций’. Да, напряжение станет меньше 40V, но пульсации 100Hz не полезут в динамик.
Хочу особо остановиться на пульсациях и помехах из блока питания.
При перегрузке усилитель выдает практически все питание на динамик, т.е. все помехи в линиях питания пямо проникают на динамик. Особенно сие заметно при низких частотах самого низшего диапозона (30-100Hz). При подобном ‘бум’ на динамик попадет целая гамма частот из блока питания с частотой 100Hz и окраска, естественность звука изменится. ‘Удар’ получится ‘рваным’. (очень трудно описать словами ощущения)
Попутно, хочу обратить внимание на симметричность ограничения сигнала. Если этого не выполнить, то на выходе появятся четные гармоники, а их заметность много сильнее нечетных. Т.е., обязательно должна соблюдаться симметричность сигнала даже при ограничении.
Речь о симметричности завел потому, что на линейных стабилизаторах достаточно просто изменить напряжение питания + или — выхода для получения нужного(симметричного) ограничения сигнала.
Вообще говоря, в музыке большой ‘пик фактор’ и можно повысить общую мощность без значительного увеличения искажений введением мягкого ограничения. (При очень большом сигнале уменьшается усиление).
Короче говоря, линейные стабилизаторы не ухудшают ни тепловых ни мощностных характеристик усилителя. Впрочем, тепло уменьшится — питание микросхемы усилителя будет 40V вместо 63V в режиме покоя и мощность уменьшиться соответственно.

Читайте так же:
Таблица размеров нарезки резьбы

Обрыв вторичной обмотки трансформатора тока. К чему приводит?!

Февраль 27th, 2018 Рубрика: Трансформаторы тока, Электрооборудование

obryv_v_tokovyx_cepyax

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Несколько дней назад мне передали замечание, что на одном из фидеров перестал показывать амперметр, хотя нагрузка на фидере была, и причем не маленькая, около 30-50 (А).

Кстати, данная неисправность произошла в распределительном устройстве напряжением 10 (кВ) исполнения КСО.

Щитовой амперметр типа Э30 подключен через трансформатор тока ТПОЛ-10 с коэффициентом трансформации 150/5.

obryv_v_tokovyx_cepyax_3

obryv_v_tokovyx_cepyax_4

По приезду на подстанцию я обнаружил, что произошел обрыв провода на щитовом амперметре.

obryv_v_tokovyx_cepyax_6

Амперметр установлен на дверце ячейки КСО и, видимо, в течение длительной эксплуатации произошло перегибание жилок гибкого проводника, что и привело к обрыву.

obryv_v_tokovyx_cepyax_7

Напомню, что согласно ПУЭ, п.3.4.4, сечение токовых цепей должно быть не менее 2,5 кв.мм по меди или 4 кв.мм по алюминию. В моем случае применен медный гибкий провод ПВ-3 (ПуГВ) сечением 2,5 кв.мм.

obryv_v_tokovyx_cepyax_2

В связи со случившейся ситуацией я и решил написать статью о том, что произойдет с трансформаторами тока при обрыве их вторичной цепи.

Во всех правилах, хоть в ПОТЭУ (п.42.2), хоть в ПТЭЭП (п.2.6.24), строго настрого запрещено размыкать вторичную цепь ТТ и об этом должны знать все без исключения.

obryv_v_tokovyx_cepyax_5

К тому же об этом всегда напоминают в виде надписи «Внимание! Опасно! На разомкнутой обмотке напряжение», а то вдруг кто забудет!

obryv_v_tokovyx_cepyax_8

parametry_transformatora_toka_параметры_трансформатора_тока

А что же все таки произойдет с трансформатором тока при обрыве его вторичной цепи? Давайте разберемся!

Правда для этого нам необходимо рассмотреть принцип работы трансформатора тока и его устройство. Сильно вдаваться в подробности устройства ТТ я не буду, т.к. цель статьи заключается немного в другом, да и разновидностей ТТ в природе не мало. Если кому интересно, то могу рассказать об устройстве ТТ более подробнее на примере конкретного типа, но уже в другой своей публикации.

В общем, первичная обмотка трансформатора тока чаще всего состоит из одного витка или шины, которая подключена последовательно в силовую цепь, где необходимо измерять или контролировать ток.

odnovitkovye_i_mnogovitkovye_transformatory_toka_одновитковые_и_многовитковые_трансформаторы_тока

odnovitkovye_i_mnogovitkovye_transformatory_toka_одновитковые_и_многовитковые_трансформаторы_тока

odnovitkovye_i_mnogovitkovye_transformatory_toka_одновитковые_и_многовитковые_трансформаторы_тока

Встречаются также и трансформаторы тока с многовитковой первичной обмоткой.

odnovitkovye_i_mnogovitkovye_transformatory_toka_одновитковые_и_многовитковые_трансформаторы_тока

Вот например, трансформаторы тока ТПФМ-10 имеют многовитковую первичную обмотку. На данный момент таких ТТ на наших подстанциях осталось уже немного, т.к. мы с некоторой периодичностью заменяем их на более новые ТПОЛ-10.

klassifikaciya_transformatorov_toka_классификация_трансформаторов_тока_11

obryv_v_tokovyx_cepyax_9

Подробнее про классификацию трансформаторов тока читайте в моей отдельной статье (вот ссылочка).

Первичная обмотка (шина) имеет малое количество витков (чаще всего один) и большое сечение, соизмеримое с номинальным током силовой нагрузки.

Шина первичной обмотки проходит через магнитопровод, на котором намотана вторичная обмотка.

odnovitkovye_i_mnogovitkovye_transformatory_toka_одновитковые_и_многовитковые_трансформаторы_тока

Вторичная обмотка имеет много витков и малое сечение, и всегда замыкается накоротко, либо через малое сопротивление подключенных к ней реле и различных приборов (Zн).

obryv_v_tokovyx_cepyax_10

Сильно вдаваться в теорию я не буду, а попробую объяснить более по-простому.

При протекании тока в первичной обмотке трансформатора тока, по закону электромагнитной индукции возникает магнитный поток Ф1, который замыкается по магнитопроводу и пронизывает вторичную обмотку ТТ. В связи с этим, во вторичной обмотке ТТ наводится (индуцируется) ток I2 (при условии, что цепь замкнута), который образует магнитный поток Ф2, направленный встречно магнитному потоку Ф1. В итоге, в магнитопроводе образуется результирующий магнитный поток Фт, который называют основным или намагничивающим потоком.

Читайте так же:
Что может ручной фрезерный станок

Конструктора при проектировании рассчитывают сечение магнитопровода исходя из нормальной работы трансформатора тока, т.е. при его замкнутой вторичной обмотке. При нормальной работе трансформатора тока основной поток Фт не велик.

При разрыве вторичной обмотки ТТ произойдет следующее.

Во-первых, значительно увеличится основной магнитный поток Фт в магнитопроводе, что вызовет его нагрев. Это произойдет из-за того, что во вторичной обмотке не будет тока, а значит не возникнет встречного магнитного потока Ф2, который скомпенсирует магнитный поток Ф1 от первичной обмотки.

Во-вторых, на выводах вторичной обмотки наведется напряжение, соизмеримое с несколькими киловольтами.

Согласно закону сохранения энергии, мощность с генератора (первичная обмотка трансформатора тока в нашем случае) равна мощности, которую мы снимаем со вторичной обмотки с учетом потерь в меди и стали. В итоге, это выражение можно записать в таком виде :

Для простоты и наглядности не будем учитывать потери в меди и стали:

Запишем мощности вышеприведенного выражения через токи и напряжения:

А теперь представим, что тока I2 у нас не стало. Соответственно, выражение примет следующий вид:

У обычных трансформаторов напряжения при изменении вторичного тока I2 всегда изменяется ток в первичной обмотке I1 из-за наличия большого количества витков. А вот у трансформатора тока первичная обмотка имеет всего один виток, а изменить первичный ток I1 никак не возможно, потому что он является частью силовой цепи, где мы и контролируем его.

Поэтому, «U1·I1» является как бы константой (неизменной величиной) и для сохранения передаваемой мощности из первичной обмотки во вторичную в значительной степени увеличивается напряжение на вторичной обмотке до нескольких киловольт. В нормальном режиме на вторичной обмотке напряжение составляет буквально несколько вольт, а то и меньше (зависит от нагрузки).

На самом деле напряжение на первичной обмотке (напряжение падения на витке или шине) тоже немного изменяется, но это настолько малая величина, что ей можно смело пренебречь.

  1. Повышенное напряжение на выводах вторичной обмотки может привести к повреждению подключенных к ней устройств, в особенности это касается полупроводниковых приборов и различной электроники.
  2. Повышенное напряжение может привести к межвитковому замыканию вторичной обмотки или пробою ее на корпус, соответственно, выходу трансформатора тока из строя.
  3. Также повышенное напряжение опасно в плане поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае ошибочного или самопроизвольного разрыва вторичных цепей ТТ.

Ну коль такая ситуация с обрывом токовых цепей ТТ фазы С у меня случилась на подстанции, то я и решил воспользоваться ситуацией, и измерить напряжение на разомкнутой вторичной обмотке.

obryv_v_tokovyx_cepyax_12

obryv_v_tokovyx_cepyax_14

Напряжение между выводами ТТ (421 и 410) составило 34,2 (В). Как видите, ничего критического нет и это далеко не киловольты. Тем не менее нужно учесть то, что во время измерения первичный ток ТТ составлял 30% от номинального. При номинальном же токе напряжение на разомкнутой обмотке будет гораздо и гораздо больше и не исключено, что там наведутся киловольты!

obryv_v_tokovyx_cepyax_13

Кстати, из-за насыщения магнитопровода напряжение на разомкнутой вторичной обмотке имеет несинусоидальную форму с резкими и острыми пиками.

В общем, решил фидер в ремонт не выводить. Установил на токовом клеммнике закоротку и произвел переподключение амперметра.

obryv_v_tokovyx_cepyax_15

Перезачистил оба конца, опрессовал их изолированными наконечниками и подключил к амперметру. Готово.

obryv_v_tokovyx_cepyax_17

Снял закоротку с клеммника и проверил показания амперметра. Как видите, теперь амперметр показывает ток нагрузки данного присоединения.

obryv_v_tokovyx_cepyax_20

Вот еще один пример разрыва вторичной цепи ТТ из моей практики.

При проведении пуско-наладочных работ в одном из торговых центров я обнаружил, что монтажники забыли закоротить трансформатор тока на фазе А.

obryv_v_tokovyx_cepyax_18

obryv_v_tokovyx_cepyax_19

И уже по традиции, рекомендую посмотреть видеоролик по материалам данной статьи:

Дополнение. Рекомендую посмотреть видео про еще один случай обрыва вторичной цепи ТТ:

Запомните главное и золотое Правило! Трансформатор тока работает в режиме короткого замыкания, т.е. его вторичная обмотка должна быть всегда замкнута накоротко или через малое сопротивление подключенных к ней устройств и приборов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector