Fitur penerapan dan pemilihan alat ukur transformator arus. Tujuan dan prinsip pengoperasian trafo instrumen Tujuan trafo arus dan prinsip pengoperasian

Pada materi hari ini, saya memutuskan untuk mulai mempertimbangkan permasalahan yang berkaitan dengan dasar-dasar teori trafo arus. Perangkat ini sendiri ada di mana-mana dalam instalasi listrik, dan menurut saya semua orang akan tertarik dan berguna untuk memperbarui memori mereka tentang prinsip pengoperasiannya.

Tujuan transformator arus: konversi arus dan pemisahan rangkaian

Mari kita mulai dengan menjawab pertanyaan - untuk apa trafo arus? Ada beberapa masalah utama yang diselesaikan dengan pemasangan trafo arus.

• Pertama, ini adalah pengukuran arus besar, ketika pengukuran langsung nilai sebenarnya dari arus primer tidak mungkin dilakukan. Nilai dikonversi ke bawah setelah trafo arus diukur. Ini biasanya 1, 5 atau 10 amp.
• Kedua, pemisahan rangkaian primer dan sekunder. Dengan demikian, isolasi peralatan relai, meteran listrik, dan alat ukur terlindungi.

Terdiri dari apa TT, prinsip pengoperasiannya

Trafo arus memiliki inti tertutup (inti magnet), yang dirangkai dari lembaran baja listrik. Ada dua belitan pada inti: primer dan sekunder.

Belitan primer dihubungkan secara seri (dalam potongan) dari rangkaian yang melaluinya arus terukur (primer) mengalir. Relai dan perangkat yang terhubung seri dihubungkan ke belitan sekunder, yang membentuk beban sekunder transformator arus. Uraian tentang komposisi trafo arus ini cukup untuk menjelaskan prinsip pengoperasiannya, penjelasan lebih rinci tentang komposisi sebenarnya dari trafo arus diberikan pada artikel lain.

Untuk memperhatikan prinsip pengoperasian transformator arus, perhatikan diagram yang terdapat pada gambar.

Arus I 1 mengalir pada belitan primer sehingga menimbulkan fluks magnet F 1. Fluks magnet bolak-balik F 1 melintasi kedua belitan W 1 dan W 2. Ketika melintasi belitan sekunder, aliran F 1 menginduksi gaya gerak listrik E 2, yang menghasilkan arus sekunder I 2. Arus I 2 menurut hukum Lenz mempunyai arah yang berlawanan dengan arah I 1. Arus sekunder menciptakan fluks magnet F 2, yang arahnya berlawanan dengan F 1. Akibat penambahan fluks magnet F 1 dan F 2, terbentuklah fluks magnet yang dihasilkan (pada gambar dilambangkan dengan F us). Aliran ini merupakan beberapa persen dari aliran F1. Aliran F-lah yang menjadi penghubung yang melakukan transmisi dan transformasi arus. Ini disebut fluks magnetisasi.

Koefisien transformasi CT ideal

Pada belitan primer w 1, gaya gerak magnet F 1 =w 1 *I 1 tercipta, dan pada belitan sekunder - F 2 =w 2 *I 2. Jika kita berasumsi bahwa tidak ada rugi-rugi pada transformator arus, maka gaya gerak magnet sama besarnya tetapi berlawanan tanda. F 1 = -F 2. Hasilnya, kita mendapatkan bahwa I 1 /I 2 =w 2 /w 1 =n. Rasio ini disebut rasio transformator arus.

Koefisien transformasi CT nyata

Pada trafo arus nyata terdapat rugi-rugi energi. Kerugian ini terjadi pada:

• terciptanya fluks magnet pada rangkaian magnet
• pemanasan dan pembalikan magnetisasi sirkuit magnetik
• memanaskan kabel belitan dan sirkuit sekunder

Pada gaya gerak magnet dari paragraf sebelumnya akan ditambahkan gaya magnetisasi Fus = Ius * w1. Dalam persamaan di bawah, arus dan mfs adalah vektor. F 1 =F 2 +F kami atau I 1 *w 1 =I 2 *w 2 +I kami *w 1 atau I 1 =I 2 *(w 2 /w 1)+I kami

Dalam mode normal, bila arus primer tidak melebihi arus pengenal transformator arus, nilai arus Ius tidak melebihi 1-3 persen arus primer, dan nilai ini dapat diabaikan. Dalam kondisi tidak normal, terjadi apa yang disebut lonjakan arus magnetisasi; Anda dapat membaca lebih lanjut tentang ini di sini. Dari rumus tersebut dapat disimpulkan bahwa arus primer dibagi menjadi dua rangkaian - rangkaian magnetisasi dan rangkaian beban. Pelajari lebih lanjut tentang rangkaian ekivalen CT dan diagram vektor CT.

Mode pengoperasian transformator arus

TT memiliki dua mode operasi utama - kondisi tunak dan sementara.

Dalam kondisi tunak, arus pada belitan primer dan sekunder tidak mengandung komponen aperiodik dan periodik bebas. Dalam mode transisi, komponen arus teredam bebas melewati belitan primer dan sekunder.

Jika CT dipilih dengan benar, maka pada kedua mode operasi kesalahan tidak boleh melebihi yang diizinkan dalam mode ini, dan arus dalam belitan tidak boleh melebihi resistansi termal dan dinamis yang diizinkan.

CT untuk pengukuran dirancang untuk beroperasi dalam kondisi tunak, asalkan kesalahan yang diizinkan tidak terlampaui. Pengoperasian CT untuk proteksi dimulai dari saat terjadinya arus beban lebih atau arus hubung singkat; dalam mode ini persyaratan jenis proteksi tertentu harus dipenuhi.

Apa perbedaan trafo arus, trafo tegangan, dan trafo daya?

Terdapat perbedaan yang signifikan dalam cara kerja CT dan VT.

Pertama, arus primer CT tidak bergantung pada beban sekunder, yang merupakan ciri khas VT. Hal ini ditentukan oleh fakta bahwa resistansi belitan sekunder CT adalah urutan besarnya lebih kecil dari resistansi rangkaian primer. Pada trafo tegangan dan trafo daya, arus primer bergantung pada besarnya arus beban sekunder.

Kedua, CT selalu beroperasi dengan belitan sekunder tertutup dan nilai tahanan beban sekundernya tidak berubah selama pengoperasian.

Ketiga, tidak diperbolehkan mengoperasikan CT dengan belitan sekunder terbuka, untuk VT dan transformator daya, ketika belitan sekunder dibuka, terjadi peralihan ke mode siaga.

Artikel Terbaru

Paling populer

Mungkin ada yang mengira trafo adalah persilangan antara trafo dan terminator. Artikel ini dimaksudkan untuk menghancurkan ide-ide tersebut.

Transformator adalah suatu alat elektromagnetik statis yang dirancang untuk mengubah arus listrik bolak-balik yang bertegangan dan frekuensi tertentu menjadi arus listrik dengan tegangan lain dan frekuensi yang sama.

Pengoperasian transformator apa pun didasarkan pada fenomena induksi elektromagnetik yang ditemukan oleh Faraday.

Tujuan dari transformator

Berbagai jenis trafo digunakan di hampir semua rangkaian catu daya untuk perangkat listrik dan saat mentransmisikan listrik dalam jarak jauh.

Pembangkit listrik menghasilkan arus tegangan yang relatif rendah - 220 , 380 , 660 B. Transformator, menaikkan tegangan ke nilai orde ribu kilovolt, memungkinkan untuk secara signifikan mengurangi kerugian ketika mentransmisikan listrik dalam jarak jauh, dan pada saat yang sama mengurangi luas penampang kabel saluran transmisi listrik.

Segera sebelum mencapai konsumen (misalnya, stopkontak rumah tangga biasa), arus melewati trafo step-down. Beginilah cara kita mendapatkan apa yang biasa kita lakukan 220 Volt.

Jenis trafo yang paling umum adalah transformator daya . Mereka dirancang untuk mengubah tegangan di sirkuit listrik. Selain trafo daya, berbagai perangkat elektronik menggunakan:

• transformator pulsa;
• transformator daya;
• transformator arus.

Prinsip operasi transformator

Transformator bersifat satu fasa dan multi fasa, dengan satu, dua atau lebih belitan. Mari kita perhatikan rangkaian dan prinsip pengoperasian trafo menggunakan contoh trafo satu fasa sederhana.

Trafo terdiri dari apa? Dalam kasus paling sederhana, dari satu logam inti dan dua belitan . Belitannya tidak dihubungkan secara elektrik satu sama lain dan merupakan kabel berinsulasi.

Satu belitan (disebut utama ) terhubung ke sumber listrik AC. Gulungan kedua, disebut sekunder , terhubung ke konsumen akhir saat ini.

Ketika sebuah trafo dihubungkan dengan sumber arus bolak-balik, arus bolak-balik yang besarnya mengalir pada belitan belitan primernya. I1 . Ini menciptakan fluks magnet F , yang menembus kedua belitan dan menginduksi EMF di dalamnya.

Kebetulan belitan sekunder tidak dibebani. Mode operasi transformator ini disebut mode tanpa beban. Oleh karena itu, jika belitan sekunder dihubungkan ke konsumen mana pun, arus mengalir melaluinya I2 , timbul di bawah pengaruh EMF.

Besarnya EMF yang timbul pada belitan secara langsung bergantung pada jumlah lilitan masing-masing belitan. Rasio EMF yang diinduksi pada belitan primer dan sekunder disebut rasio transformasi dan sama dengan rasio jumlah belitan belitan yang bersangkutan.

Dengan memilih jumlah belitan pada belitan, Anda dapat menambah atau mengurangi tegangan pada konsumen arus dari belitan sekunder.

Transformator ideal

Trafo yang ideal adalah trafo yang tidak mengalami rugi-rugi energi. Dalam transformator seperti itu, energi arus pada belitan primer diubah seluruhnya terlebih dahulu menjadi energi medan magnet, dan kemudian menjadi energi belitan sekunder.

Tentu saja trafo seperti itu tidak ada di alam. Namun, dalam kasus di mana kehilangan panas dapat diabaikan, akan lebih mudah untuk menggunakan rumus transformator ideal dalam perhitungan, yang menyatakan bahwa kekuatan arus pada belitan primer dan sekunder adalah sama.

Omong-omong! Untuk pembaca kami sekarang ada diskon 10%. jenis pekerjaan apa pun

Kehilangan energi pada trafo

Efisiensi trafo cukup tinggi. Namun terjadi kehilangan energi pada belitan dan inti sehingga menyebabkan suhu meningkat selama pengoperasian transformator. Untuk transformator daya kecil, hal ini tidak menimbulkan masalah, dan semua panas dibuang ke lingkungan - digunakan pendingin udara alami. Transformator seperti ini disebut kering.

Pada transformator yang lebih bertenaga, pendingin udara saja tidak cukup, dan pendingin oli digunakan. Dalam hal ini, transformator ditempatkan dalam tangki dengan minyak mineral, yang melaluinya panas dipindahkan ke dinding tangki dan dibuang ke lingkungan. Dalam transformator daya tinggi, pipa knalpot juga digunakan - jika minyak mendidih, gas yang dihasilkan memerlukan saluran keluar.

Tentu saja, trafo tidak sesederhana kelihatannya pada pandangan pertama - lagi pula, kami memeriksa secara singkat prinsip pengoperasian trafo. Tes teknik kelistrikan dengan masalah perhitungan trafo tiba-tiba bisa menjadi masalah nyata. Layanan kemahasiswaan khusus selalu siap membantu menyelesaikan masalah apa pun dalam studi Anda! Hubungi Zaochnik dan belajar dengan mudah!

Tidak mungkin membayangkan hidup kita tanpa listrik. Agar sistem kelistrikan dapat beroperasi tanpa kegagalan atau tidak dapat digunakan karena adanya kerusakan pada kabel atau peralatan listrik, parameternya harus dipantau dan diukur. Diagnostik, yang terdiri dari pengukuran kelistrikan, dapat mengidentifikasi penyebab kegagalan dan menghilangkannya secara tepat waktu. Untuk tujuan ini, digunakan instrumen yang mengukur arus, tegangan, dan daya.

Namun jika pada instalasi listrik bertegangan rendah dimungkinkan untuk menghubungkan alat ukur secara langsung, langsung ke simpul yang diukur, maka pada rangkaian bertegangan tinggi sulit untuk melacak parameter tanpa menggunakan trafo instrumen. Dalam instalasi listrik tegangan mencapai 750 kV dan lebih tinggi, dan arus ditetapkan pada puluhan kiloamp atau lebih. Pengukuran “langsung” memerlukan peralatan yang besar dan mahal, dan terkadang pengukuran tidak dapat dilakukan sama sekali. Selain itu, saat menyervis perangkat yang terhubung langsung ke jaringan tegangan tinggi, personel akan terkena risiko sengatan listrik.

Transformator pengukur arus (CT) dan tegangan (VT). berkontribusi untuk memperluas batas pengukuran alat ukur konvensional dan pada saat yang sama mengisolasinya dari rangkaian tegangan tinggi. Transformator instrumen dibuat dengan tingkat akurasi yang tinggi. Selama pengoperasian, karakteristik metrologinya harus menjalani verifikasi awal dan berkala untuk pengoperasian yang benar.

Transformator elektromagnetik paling sering digunakan dalam jaringan AC. Mereka terdiri dari inti magnet, belitan primer dan satu atau lebih belitan sekunder. CT mengubah arus tinggi yang diukur menjadi arus rendah, dan VT mengubah tegangan tinggi yang diukur menjadi arus rendah. Transformator instrumen dihubungkan dalam sirkuit antara peralatan tegangan tinggi dan instrumen kontrol dan pengukuran: ammeter, voltmeter, wattmeter, perangkat proteksi relai, telemekanik dan otomasi, pengukur energi.

Mengapa trafo tegangan diperlukan?

• mengubah tegangan suatu bagian jaringan atau instalasi menjadi tegangan dengan nilai yang dapat diterima untuk melakukan pengukuran menggunakan alat ukur standar, catu daya untuk proteksi relai, perangkat alarm, otomasi, telemekanik;
• dengan mengisolasi perangkat dan sirkuit sekunder, mereka melindungi peralatan dari tegangan tinggi dan personel yang memiliki akses untuk memperbaiki instalasi listrik dari sengatan listrik.

VT dihubungkan ke bagian tegangan tinggi dari instalasi listrik dengan menghubungkan belitan primernya “secara paralel” ke rangkaian tegangan tinggi. Nilai belitan sekunder transformator tegangan biasanya 100 V. Karena resistansi alat ukur yang dihubungkan ke belitan sekunder tinggi, arus dapat diabaikan. Oleh karena itu, mode operasi utama transformator mirip dengan mode tanpa beban pada transformator daya pada umumnya.

Transformator tegangan dan desainnya

Transformator tegangan dibagi menjadi:

• berdasarkan jumlah fase: fase tunggal dan tiga;
• menurut jumlah belitan sekunder: transformator tegangan dua belitan memiliki satu belitan sekunder, transformator tegangan tiga belitan memiliki dua: belitan utama dan tambahan;
• sesuai dengan tujuan belitan sekunder: dengan belitan sekunder utama, dengan belitan tambahan, dengan belitan kompensasi khusus - untuk mengontrol insulasi rangkaian;
• sesuai dengan karakteristik desain - untuk transformator tipe terlindung, tipe tahan air (perlindungan dari tetesan dan kelembapan), disegel, dengan sekering internal dan dengan desain anti-resonansi;
• sesuai dengan prinsip operasi dan fitur desain: kaskade, kapasitif, ground dan tidak ground.

Dalam VT kaskade, belitan primer dibagi menjadi beberapa bagian yang terhubung secara bergantian, transfer energi dari belitan sekunder terjadi melalui belitan penghubung dan penyeimbang. VT kapasitif memiliki pembagi kapasitif dalam desainnya. VT fase tunggal yang dibumikan adalah perangkat yang salah satu ujung belitan primernya harus dibumikan. VT tiga fasa yang dibumikan harus memiliki netral dari belitan primer yang dibumikan. Semua bagian belitan primer VT yang tidak dibumikan diisolasi dari bumi.

Mengapa trafo arus dibutuhkan?

Transformator arus adalah suatu alat ukur dasar dalam industri tenaga listrik, digunakan untuk mengubah arus jaringan primer menjadi arus standar sekunder sebesar 5 A atau 1 A. Gulungan primer dihubungkan langsung ke rangkaian tegangan tinggi secara seri. Gulungan sekunder termasuk dalam rangkaian sekunder pengukuran, proteksi dan pengukuran. 5A adalah peringkat belitan sekunder yang umum.

Prinsip operasi dan desain trafo arus

Gulungan primer CT dihubungkan ke bagian kawat linier (seri dengan beban), di mana arus diukur. Gulungan sekunder dihubungkan ke alat pengukur resistansi rendah. Oleh karena itu, berbeda dengan trafo daya yang modus hubung singkatnya darurat, modus normal untuk CT pengukuran adalah kondisi yang mendekati hubung singkat, karena mempunyai resistansi yang rendah pada rangkaian sekunder.

Arus mengalir melalui belitan primer yang mempunyai jumlah lilitan tertentu. Fluks magnet diinduksi di sekitar kumparan, yang ditangkap oleh rangkaian magnet. Melintasi belitan belitan sekunder yang berorientasi tegak lurus, fluks magnet membentuk gaya gerak listrik. Di bawah pengaruh yang terakhir, arus mengalir melalui kumparan dan beban pada keluaran. Pada saat yang sama, penurunan tegangan terjadi di terminal rangkaian sekunder.

Menurut desain dan penerapannya, CT secara konvensional dibagi menjadi beberapa jenis:

Yang pendukung dipasang pada bidang pendukung.

Pass-through digunakan sebagai pintu masuk dan dipasang pada struktur logam, pada bukaan dinding atau langit-langit.

Yang built-in ditempatkan di rongga peralatan: sakelar listrik, generator dan perangkat serta mesin listrik lainnya.

Yang dapat dilepas tidak memiliki belitan primernya sendiri. Inti magnetnya, terdiri dari dua bagian yang diikat dengan baut, dapat dibuka dan diamankan di sekitar konduktor aktif. Konduktor ini bertindak sebagai belitan primer.

Busbar juga dibuat tanpa belitan primer - perannya dimainkan oleh busbar switchgear pembawa arus yang melewati jendela inti magnetik CT.

Lapisan luar ditempatkan di atas selongsong.

Yang portabel ditujukan untuk pengukuran laboratorium dan kontrol.

Menurut desain belitan primer, CT dibagi menjadi putaran tunggal dan multi-putaran, dan menurut jumlah belitan sekunder - menjadi perangkat dengan satu belitan dan dengan beberapa belitan sekunder (hingga empat, lima). Menurut jumlah tahapan transformasi - satu tahap dan kaskade.

Klasifikasi umum transformator dari kedua jenis meliputi: jumlah rasio transformasi (jarak tunggal dan multi-jarak), kriteria bahan dielektrik antara belitan primer dan sekunder dan bahan isolasi eksternal - berisi minyak, gas- diisi, kering, dengan insulasi cor, porselen dan tekan, dengan senyawa pot kental, gabungan kertas-minyak. CT dan VT dipasang di luar ruangan, pada instalasi tertutup dan bawah tanah, pada kapal laut dan sungai, di dalam selubung instalasi listrik dan dihubungkan dengan kabel kendali dan kabel ke peralatan rangkaian sekunder. Menurut kisaran tegangan operasi, trafo dibedakan yang beroperasi pada perangkat hingga 1000 V dan di atas 1000 V. Trafo juga diklasifikasikan menurut kelas akurasi.

Video tentang trafo arus

Secara singkat tentang tujuan trafo arus, komposisi dan fitur desain, diagram sirkuit dan prinsip operasi. Mengapa rangkaian sekunder transformator arus tidak boleh dibuka tanpa terlebih dahulu menyebabkan hubungan arus pendek? Mengapa CT tipe kaskade diproduksi untuk tegangan di atas 330 kV? Anda akan mempelajari hal ini dan mengukur trafo arus untuk gardu induk 750 kV dari video.

Dirancang untuk mengubah arus menjadi nilai yang nyaman untuk pengukuran. Belitan primer trafo arus dihubungkan secara seri ke rangkaian dengan arus bolak-balik yang diukur, dan alat ukur dihubungkan ke belitan sekunder. Arus yang mengalir melalui belitan sekunder suatu transformator arus sebanding dengan arus yang mengalir pada belitan primernya.

Transformator arus banyak digunakan untuk mengukur arus listrik dan perangkat proteksi relai untuk sistem tenaga listrik, dan oleh karena itu transformator tersebut memiliki persyaratan akurasi yang tinggi. Transformator arus memberikan keamanan pengukuran dengan mengisolasi rangkaian pengukuran dari rangkaian primer tegangan tinggi, seringkali ratusan kilovolt.

Transformator arus tunduk pada persyaratan akurasi yang tinggi. Biasanya, transformator arus dibuat dengan dua atau lebih kelompok belitan sekunder: satu digunakan untuk menghubungkan perangkat proteksi, yang lain, lebih akurat, digunakan untuk menghubungkan alat pengukur dan pengukuran (misalnya, meteran listrik).

Fitur desain

Gulungan sekunder transformator arus (setidaknya satu untuk setiap rangkaian magnet) harus dibebani. Resistansi beban diatur secara ketat oleh persyaratan keakuratan rasio transformasi. Sedikit penyimpangan resistansi rangkaian sekunder dari nilai nominal (ditunjukkan pada pelat) modulo total Z atau cos f (biasanya cos = 0,8 induktansi) menyebabkan perubahan kesalahan konversi dan kemungkinan penurunan kualitas pengukuran rangkaian. transformator. Peningkatan resistensi beban yang signifikan menciptakan tegangan tinggi pada belitan sekunder, cukup untuk merusak isolasi transformator, yang menyebabkan kegagalan transformator dan juga menimbulkan ancaman bagi kehidupan personel pemeliharaan. Selain itu, karena meningkatnya kerugian pada inti, rangkaian magnetik transformator mulai menjadi terlalu panas, yang juga dapat menyebabkan kerusakan (atau setidaknya keausan) pada insulasi dan kerusakan lebih lanjut. Gulungan sekunder CT yang sepenuhnya terbuka tidak menciptakan fluks magnet kompensasi di inti, yang menyebabkan sirkuit magnet terlalu panas dan terbakar. Dalam hal ini, fluks magnet yang dihasilkan oleh belitan primer mempunyai nilai yang sangat tinggi dan rugi-rugi pada rangkaian magnet sangat memanaskannya.

Rasio transformasi pengukuran transformator arus adalah karakteristik utamanya. Koefisien pengenal (ideal) ditunjukkan pada papan nama transformator sebagai rasio arus pengenal belitan primer (primer) dengan arus pengenal belitan sekunder (sekunder), misalnya 100/5 A atau 10-15- 50-100/5 A (untuk belitan primer dengan beberapa bagian belitan). Dalam hal ini, rasio transformasi aktual sedikit berbeda dari rasio nominal. Perbedaan ini ditandai dengan besarnya kesalahan konversi, yang terdiri dari dua komponen - dalam fase dan kuadratur. Yang pertama mencirikan deviasi besarnya, yang kedua - deviasi fase arus sekunder nyata dari nominal. Nilai-nilai ini diatur oleh GOST dan berfungsi sebagai dasar untuk menetapkan kelas akurasi pada transformator arus selama desain dan pembuatan. Karena dalam sistem magnet terdapat rugi-rugi yang terkait dengan magnetisasi dan pemanasan rangkaian magnet, arus sekunder ternyata lebih kecil dari arus pengenal (yaitu, kesalahannya negatif) untuk semua transformator arus. Dalam hal ini, untuk meningkatkan kinerja dan memberikan offset positif ke dalam kesalahan konversi, koreksi belokan digunakan. Ini berarti bahwa rasio transformasi transformator yang disesuaikan tersebut tidak sesuai dengan rumus biasa untuk rasio belitan belitan primer dan sekunder.

Diagram koneksi untuk mengukur transformator arus

Dua transformator arus dalam sel switchgear - 10 kV

Pada jaringan tiga fasa dengan tegangan 6-10 kV, trafo dipasang pada ketiga fasa dan hanya pada dua fasa (A dan C). Pada jaringan dengan tegangan 35 kV ke atas, wajib dipasang trafo arus pada ketiga fasa.

Dalam hal pemasangan dalam tiga fase, belitan sekunder transformator arus dihubungkan dalam "bintang" (Gbr. 1), dalam kasus dua fase - dalam "bintang parsial" (Gbr. 2). Untuk proteksi diferensial trafo dengan relai elektromekanis, trafo dihubungkan dalam rangkaian delta

Klasifikasi trafo arus

Transformator arus diklasifikasikan menurut berbagai kriteria:

1. Menurut tujuannya, trafo arus dapat dibagi menjadi pengukur, proteksi, perantara (untuk memasukkan alat ukur pada rangkaian proteksi relai arus, untuk menyamakan arus pada rangkaian proteksi diferensial, dll) dan laboratorium (akurasi tinggi, serta dengan banyak rasio transformasi).

2. Menurut jenis pemasangannya, trafo arus dibedakan: a) untuk pemasangan di luar ruangan (pada switchgear terbuka); b) untuk instalasi tertutup; c) terpasang pada perangkat dan mesin listrik: sakelar, transformator, generator, dll.; d) overhead - ditempatkan di atas selongsong (misalnya, pada input tegangan tinggi transformator daya); e) portabel (untuk pengukuran kontrol dan uji laboratorium).

3. Menurut desain belitan primer, transformator arus dibagi menjadi:

a) multi-putaran (kumparan, belitan loop dan belitan angka delapan); b) putaran tunggal (batang); c) ban.

4. Menurut cara pemasangannya, trafo arus untuk pemasangan di dalam dan luar ruangan dibagi menjadi:

a) pos pemeriksaan; b) mendukung.

5. Berdasarkan insulasinya, trafo arus dapat dibagi menjadi beberapa kelompok: a) dengan insulasi kering (porselen, Bakelite, insulasi epoksi cor, dll); b) dengan insulasi kertas-minyak dan dengan insulasi kertas-minyak kapasitor; c) berisi gas (SF6); c) diisi dengan senyawa.

6. Menurut jumlah tahapan transformasinya, ada transformator arus:

a) satu tahap; b) dua tahap (cascade).

7. Transformator diklasifikasikan menurut tegangan operasinya:

a) untuk tegangan pengenal lebih dari 1000 V; b) untuk tegangan pengenal hingga 1000 V.

Catatan

• Fluks magnet yang dihasilkan pada inti magnet transformator arus sama dengan selisih fluks magnet yang dihasilkan oleh belitan primer dan sekunder. Dalam kondisi operasi normal transformator, ukurannya kecil. Namun, ketika rangkaian belitan sekunder terbuka, hanya fluks magnet dari belitan primer yang akan ada di inti, yang secara signifikan melebihi perbedaan fluks magnet. Rugi-rugi inti akan meningkat tajam, trafo akan menjadi terlalu panas dan rusak (“api besi”). Selain itu, EMF yang besar akan muncul di ujung rangkaian sekunder yang putus, sehingga berbahaya bagi pekerjaan operator. Oleh karena itu, trafo arus tidak dapat dihubungkan ke saluran tanpa alat pengukur terhubung dengannya. Jika perlu melepas alat pengukur dari belitan sekunder transformator arus, alat tersebut harus dihubung pendek.

Lihat juga

literatur

• Shabad M.A. Transformator arus pada rangkaian proteksi relai. Edisi pendidikan. - 1998.
• Rodshtein L.A. Peralatan kelistrikan: Buku teks untuk sekolah teknik. - edisi ke-3. - L.: Energizdat. Lenggr. departemen, 1981.
• Afanasyev V.V.dkk. Transformator arus. - L.: Energoatomizdat, 1989.

Tautan

• Transformator isolasi satu fasa dan tiga fasa untuk aplikasi medis
• Desain trafo dan pengisi daya

Yayasan Wikimedia. 2010.

Untuk menormalkan energi listrik yang disuplai ke rumah atau apartemen digunakan berbagai perangkat. Kami mengusulkan untuk mempertimbangkan cara kerja transformator arus pengukur DC dan AC, tujuannya, diagram koneksi, prinsip operasi, dan tip pemilihan.

Konsep umum

Transformator arus (CT) bertanda GOST 7746-2001 - perangkat ini adalah salah satu jenis "transformator pengukur", yang dirancang untuk menghasilkan arus bolak-balik pada belitan sekundernya, di mana nilai tegangan yang dikonversi sebanding dengan nilai arus yang diukur . Nilai daya transformator bisa 25, 40, 63, 100, 160 kVA.

Transformator arus dengan kelas ketelitian 0,2; 0,5; 1; 3; 10 dapat mengurangi arus tegangan keluaran tinggi ke arus tegangan lebih rendah, sehingga memberikan cara mudah untuk memantau daya listrik dengan aman di saluran transmisi AC menggunakan ammeter standar. Prinsip pengoperasian trafo arus tidak berbeda dengan trafo konvensional.

Ada transformator yang berbeda, jenis perangkat dengan kapasitas throughput yang berbeda (menjumlahkan SESH, TTI-200 5, 5 5, 300 5, 0 66, 1 1, 400 5, 150 5, TK 20, referensi TOL 10, TVLM, ABB, IEK, TZLM, TLC, TSN, TFZM, TLM, TLO, TOP, TPL, TPOL).

Foto - Trafo arus

Video: perangkat trafo arus TFRM 750

Cara kerja perangkat dan desain trafo

Belitan pengalih primer dapat berbentuk datar atau gulungan kawat tebal yang dililitkan pada inti, konduktor, atau busbar melalui lubang tengah.

Berkat desain ini, trafo AC tiga fasa memiliki belitan primer dengan jumlah lilitan minimum, yang berdampak positif pada efisiensi pengoperasian, khususnya rasio transformasi.

Gulungan sekunder mungkin memiliki jumlah putaran kumparan yang lebih banyak. Mereka dililitkan pada lapisan laminasi yang terbuat dari bahan magnetik dengan kerugian rendah yang memiliki luas penampang besar. Kerapatan fluks magnet rendah, sementara menggunakan luas penampang kawat yang jauh lebih kecil, arus pengenal praktis tidak kehilangan tegangannya. Gulungan sekunder ini biasanya diberi nilai standar 1 Ampere atau 5 Ampere. Hal ini ditunjukkan dengan jelas oleh diagram vektor:

Foto - Diagram vektor

Jenis-jenis trafo

Ada tiga jenis utama transformator arus:

1. Kering- Ini adalah transformator belitan primer yang secara fisik dihubungkan secara seri dengan konduktor yang membawa arus terukur yang mengalir dalam rangkaian. Besarnya arus sekunder tergantung pada rasio transformasi transformator.
2. toroidal transformator - tidak mengandung belitan primer. Sebaliknya, saluran yang membawa arus yang mengalir dalam jaringan mengalirkannya melalui “jendela” atau lubang khusus pada trafo toroidal. Beberapa tipe toroidal memiliki "inti terpisah" yang memungkinkannya membuka, mengoperasikan, dan menutup tanpa memutus tegangan rangkaian yang terhubung dengannya. Mereka banyak digunakan untuk melindungi terhadap korsleting pada kabel rumah pribadi atau apartemen bertingkat tinggi.
3. Tegangan tinggi transformator minyak (SF6). Perangkat ini menggunakan pemancar kabel atau bus dari sirkuit utama dengan belitan primer untuk menormalkan arus; periodisitasnya setara dengan satu langkah transformator kering standar. Mereka sepenuhnya diisolasi dari tegangan operasi sistem yang tinggi dan biasanya dibaut ke sistem beban perangkat.
4. Mereka juga bisa dilipat, dilepas, built-in, optik, dll.

Trafo arus dan tegangan dapat menurunkan atau menaikkan level arus dari ribuan ampere ke keluaran standar, tergantung merek (Circutor, ASK, Schneider Electric, ABB, Armavir) dan tipenya, dapat diberi nilai 6 kV, 630 kV, 10 persegi panjang. Dengan demikian, instrumen dan perangkat kontrol yang kecil dan presisi dapat digunakan dengan CT karena terisolasi dari saluran listrik tegangan tinggi. Ada banyak alat pengukur yang digunakan untuk trafo arus, dimulai dengan ammeter dan wattmeter, dan diakhiri dengan sakelar beban khusus, RCD, dll.

Foto – Torus trafo arus

Untuk apa trafo arus digunakan?

Trafo arus urutan nol banyak digunakan dalam organisasi pekerjaan produksi, dalam kehidupan sehari-hari (dengan bantuannya, pekerjaan pengelasan dilakukan, menormalkan tegangan yang masuk ke rumah, arus masuk, menormalkan pengoperasian meteran listrik di untuk meningkatkan keamanan).

Transformator merupakan suatu alat yang penting dalam bidang teknik elektro. Tingkat arus listrik saat ini harus dipantau untuk keselamatan dan kinerja peralatan rumah tangga dan industri lainnya. Perangkat pengukur yang terhubung ke transformator memungkinkan pemantauan di berbagai lokasi di seluruh sistem. Mereka juga dapat digunakan untuk mengukur penggunaan listrik gedung dan untuk tujuan penagihan atau inspeksi.

Transformator arus - diagram

Cara membuat trafo sendiri

Transformator terdiri dari dua rangkaian yang dihubungkan ke bahan yang dapat dimagnetisasi yang disebut “inti”. Kedua rangkaian tersebut mempunyai panjang tertentu, harus sedemikian rupa sehingga kumparan yang mengelilingi inti dapat mentransfer energi dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya. Dalam transformator arus, loop primer (transmisi daya) melewati inti hanya satu kali. Untaian sekunder dari loop melewati beberapa kali mengelilingi nukleus. Inti dapat bersifat stasioner, mis. berada di tempatnya secara permanen, atau berengsel agar sesuai dengan arah arus, sehingga lebih melindungi perangkat dari korsleting.

Untuk merakit trafo mini kita membutuhkan:

• pita isolasi;
• Kawat tembaga untuk magnetisasi (tembaga memiliki kepadatan khusus, yang membantu menciptakan medan magnet yang diinginkan);
• Cincin besi;
• Pengukur amper.

Cara membuat trafo berukuran kecil dengan tangan Anda sendiri:

1. Kawat tembaga harus dililitkan pada cincin besi sehingga menutupi hampir seluruh permukaan cincin. Gulungan mungkin tumpang tindih atau tidak. Semakin besar jumlah belitan, semakin sedikit arus sekunder yang diterima melalui belitan sekunder.
2. Bungkus struktur dengan pita listrik untuk menyatukan bagian-bagiannya;
3. Lepaskan penutup dari ujung kawat;
4. Pasang kabel yang sudah dilucuti ke ujung amperemeter;
5. Hubungkan saluran tegangan listrik ke ring besi. Gunakan pengukuran ammeter untuk menentukan rasio konversi sehingga parameter transformasi dapat ditentukan dan dibandingkan dengan data dari belitan sekunder;
6. Masukkan kabel listrik yang sedang diuji ke amperemeter. Bandingkan data dan ubah jumlah putaran untuk menyesuaikan.

Foto - Trafo putaran tunggal

Dengan demikian, busbar dan trafo pulsa dapat ditambahkan ke saluran yang sudah ada, inti yang dapat dilepas dapat dibuat dengan menempelkan empat batang besi lunak ke saluran suplai, semakin dekat semakin baik. Ketiga batang tersebut harus dililitkan terlebih dahulu. Yang keempat, bila perlu, tidak bisa dibungkus, cukup ditempel dengan selotip.

Perhitungan transformator

Perhitungan trafo daya tanpa beban yang mempunyai tegangan awal 1 dan tegangan sekunder 160 dengan resistansi dalam 0,2Ω dilakukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut. Dalam contoh kita, arus primer adalah 800 Ampere, teknik ini dapat disesuaikan dengan arus apa pun:

Adalah= Ip (Np/Ns) = 800 (1/160) = 5 A

Kita lihat di atas bahwa dari belitan sekunder trafo dihubungkan melalui amperemeter yang mempunyai resistansi sangat rendah, jatuh tegangan pada belitan sekunder hanya 1,0 volt pada nilai penuh arus primer pada belitan. Jika ammeter dilepas maka lilitan sekunder menjadi terbuka dan trafo berperan sebagai penambah sehingga menghasilkan tegangan yang sangat tinggi sama dengan perbandingan: Vp (Ns/NP), arus diatur pada lilitan sekunder. Rumusnya dapat berubah jika Anda memiliki beberapa belitan atau perangkat yang lebih lemah, selain itu, arus transformator tanpa beban tidak diperhitungkan di sini. Harus diingat bahwa dengan menghubungkan meteran melalui trafo arus, rumusnya mungkin memiliki bentuk yang sedikit berbeda, karena Throughput perangkat pengukur juga akan diperhitungkan.

Untuk memilih daya trafo yang dibutuhkan, Anda perlu menghitung tegangan yang dibutuhkan semua perangkat listrik di rumah, dan kemudian menjumlahkan jumlah yang dihasilkan dan karakteristik tegangan arus trafo (karakteristik volt-ampere). Jika nilai-nilai ini tidak diperhitungkan, maka kelebihan beban mungkin terjadi dan perlindungan tidak akan mencapai tingkat yang diperlukan ketika beban jaringan tinggi.

Sebelum menyambungkan trafo yang sudah jadi, Anda perlu berkonsultasi dengan spesialis, dia akan membantu Anda mengidentifikasi segala kekurangan yang mungkin Anda abaikan.

Bagaimana memilih trafo

Verifikasi trafo arus di tempat, perbaikan dan pengujian adalah wajib; banyak perusahaan (pabrik Samara dan Yekaterinburg, induk Kaluga, pabrik trafo arus Sverdlovsk, dan lainnya) menyediakan layanan tersebut. Penggantian beberapa suku cadang juga harus dilakukan oleh dealer resmi atau perwakilan dari perusahaan manufaktur tertentu.

Anda juga perlu mengetahui apa arti simbol-simbol tersebut:

Foto - Legenda

Menguraikannya akan membantu Anda memasang perangkat, serta memahami cara kerjanya. Penunjukan apa pun distandarisasi. Pastikan terdapat keberagaman dalam pengoperasian trafo; ini dapat bervariasi tergantung pada model spesifiknya, jadi pelajari dengan cermat paspor trafo dan katalog perusahaan tertentu.

Sambungan dibuat ketika daya jaringan dimatikan sepenuhnya, selain itu, disarankan agar pekerjaan dilakukan oleh spesialis. Ini dapat dipasang pada rel DIN, pada lemari transformator khusus, pada panel awal, di area terbuka, langsung pada panel listrik.

Biaya rata-rata perangkat semacam itu, tergantung pada tujuannya, bervariasi dari 30.000 rubel hingga 100.000 atau lebih, denominasi hingga 10 buah dimungkinkan. Harga sangat ditentukan oleh daya dan keluaran; semakin rendah daya yang diizinkan, semakin murah regulatornya; pemilihan dilakukan secara individual. Sangat penting untuk memeriksa trafo di lokasi untuk memastikan memenuhi karakteristik yang ditentukan. Masa pakai perangkat hingga 10 tahun, tergantung pada daya trafo arus yang Anda beli, interval kalibrasi perangkat adalah 220 220 - 2 tahun.