Если сгорел трансформатор тока один: причины, методы защиты, принцип работы

причины, методы защиты, принцип работы

Основное предназначение трансформаторов — это повышение или понижение приходящего напряжения. Если он перестает выполнять свои функции, то говорят, что “трансформатор сгорел”.

Устройство и принцип действия трансформатора

Все такие аппараты, независимо от мощности и частоты сети, имеют похожее устройство и принцип действия. Они служат для изменения величины переменного напряжения и состоят из одной или нескольких катушек, намотанных на общем сердечнике.

Как работает трансформатор

Работа этого электроприбора основана на законе электромагнитной индукции Фарадея. При изменении величины магнитного потока, проходящего через проводник, в нем наводится электрический ток. Эти изменения происходят при изменении напряжения, поэтому такие устройства работают только от сети переменного тока.

В трансформаторе магнитный поток наводится обмоткой, подключенной к сети и называемой “первичная”. Катушка, в которой наводится ток называется вторичной. Величина изменения напряжения называется “коэффициент трансформации” и зависит от соотношения витков в первичной и вторичной обмотках. Ктр=Uперв/Uвтор=Nперв/Nвтор. При изменении числа витков, например, при переключении выводов, коэффициент трансформации меняется.

Одним из свойств электротрансформаторов является обратимость. При подаче во вторичную обмотку напряжения, равного Uвтор, на выводах первичной обмотки появляется напряжение, равное Uперв.

Информация! Вторичных обмоток может быть любое количество, с несколькими отводами от каждой катушки.

Устройство трансформаторов

Для эффективной работы этих устройств сопротивление магнитному потоку должно быть минимальным. Поэтому намотка катушек производится на замкнутом магнитопроводе. В аппаратах, работающих в сети 50Гц, магнитопровод для уменьшения потерь и нагрева выполнен из пластин электротехнического железа, в высокочастотных устройствах он изготавливается керамический, из магнитодиэлектриков и ферритов.

Магнитопровод изготавливается различной формы:

• “Ш”-образная. Собирается из пластин “Ш”-образной формы или полуколец из нескольких слоев электротехнической стали. Вставляется в катушку после намотки;
• Тороидальная. Похож на бублик, намотанный из полосы трансформаторного железа. Катушка наматывается на готовый сердечник.
• Собранный из “бубликов” соответствующих размеров, причем “бублик” сердечника имеет форму прямоугольного стержня. Собирается при помощи электросварки.

При работе трансформаторы нагреваются. В устройствах мощностью до нескольких киловатт охлаждение естественное, в более мощных аппаратах устанавливаются обдувающие вентиляторы, а в высоковольтных электротрансформаторах катушки находятся в баке с трансформаторным маслом.

По своему назначению трансформаторы можно разделить на три группы:

• Разделительные. Предназначены для гальванического разделения сетей. Коэффициент трансформации “1” – величина входного и выходного напряжения равна.
• Понижающие. Понижают напряжение для подключения низковольтных устройств.
• Повышающие. Напряжение на вторичной катушке выше, чем в первичной. Используются в основном на электростанциях и для подключения в/в установок в сеть 0,4кВ.

Кроме устройств с несколькими обмотками есть автотрансформаторы – аппараты, в которых всего одна катушка с несколькими выводами. Применяются в лабораториях и в стабилизаторах напряжения.

Важно! В сетях, в которых пониженное напряжение используется для безопасности людей, автотрансформаторы применять запрещается.

Причины выхода из строя трансформатора

Основными признаками сгоревшего электротрансформатора являются:

• характерный запах и потемнение изоляции;
• сильный нагрев, особенно без нагрузки;
• пониженное напряжение или его отсутствие во вторичной обмотке.

Горит трансформатор из-за нарушения изоляции между отдельными проводниками:

• При перегреве устройства. Это происходит вследствие перегрузки или короткого замыкания во вторичной сети.
• При нарушении изоляции из-за вибрации, возникающей при “гудении” устройства. Такая вибрация появляется если пластины магитопровода, которые должны быть плотно прижаты друг к другу, начинают вибрировать внутри аппарата.

Важно! Если к вторичной обмотке устройства подключен диодный мост, то подобная ситуация возникает также при пробое одного из диодов.

Виды неисправностей

Перед монтажом и при нарушениях работы электротрансформатор следует проверить на наличие неисправностей.

Обрыв обмотки, замыкание на корпус и другую обмотку

Эти неисправности определяются тестером или мегомметром. В исправном состоянии обмотки изолированы друг от друга и от корпуса, и величина изоляции составит 1-10 мОм, а сопротивление самой обмотки будет 0,1-100 Ом.

Внимание! Эти измерения проводятся для всех обмоток по отдельности.

Межвитковое замыкание

Не всегда электротрансформатор выходит из строя сразу. В некоторых случаях изоляция нарушается между двумя рядом расположенными витками из-за чего образуется короткозамкнутый виток. При подаче питания в первичную обмотку в нем наводится ток, виток греется и разрушает изоляцию рядом расположенных проводников.

Определить наличие межвиткового замыкания возможно только при помощи специального прибора. Без него эта неисправность выявляется путем визуального осмотра и поиска потемневшей изоляции, а также проверки тока трансформатора без нагрузки.

Ток холостого хода составляет от 30% в аппаратах мощностью 10ВА до 5% и меньше в устройствах мощностью 1000кВт и более. При этом должны отсутствовать гул и нагрев аппарата.

Сгоревший же трансформатор можно отремонтировать. Ремонт заключается в замене сгоревшей обмотки или полной перемотке всех катушек.

Определение числа витков и сечения провода

Перед началом ремонта необходимо определить сечение провода и число витков каждой обмотки. Измерение диаметра проводника производится микрометром. Если его нет, то допускается намотать на гвоздь 10 витков проводника, замерять штангенциркулем длину получившейся катушки и разделить на 10. Получившееся число будет диаметром проводника. Необходимый диаметр определяется также по специальным таблицам исходя из номинального тока катушки. При недостаточном сечении провода трансформатор будет гореть.

Важно! Для более точного измерения диаметра необходимо снять с провода изоляцию.

Если неизвестно число витков, то есть два варианта определения их количества.

Первичная обмотка в нерабочем состоянии

Расчёт производится по справочникам, при помощи онлайн-калькуляторов или специальными программами. Результат не очень точный, поэтому желательно намотать первичную обмотку, собрать аппарат и измерить ток холостого хода.

Исправная первичная обмотка

На нее наматывается 10-50 витков, в зависимости от мощности устройства. После сборки на ее выводах измеряется напряжение и вычисляется количество витков, необходимое для намотки по формуле N=(Nобм/Uобм)*U, где:

• N – необходимое число витков;
• Nобм – число витков в проверочной обмотке;
• Uобм – напряжение в проверочной обмотке;
• U – необходимое напряжение.

Ремонт трансформаторов

Ремонт и перемотка электротрансформаторов производится в определенном порядке:

• Разобрать магнитопровод. Железо сложить отдельно, по пластинам.
• Размотать сгоревшую катушку, считая число витков. Замерять микрометром диаметр провода.
• Намотать новые обмотки. Между слоями намотки и катушками проложить изоляционный материал. Его толщина зависит от диаметра провода.
• Собрать аппарат. Пластины трансформаторного железа необходимо плотно прижать, а при необходимости расклинить деревянными клиньями в катушке.

Для намотки необходимо использовать специальный станок. Намотать катушку руками, особенно с большим количеством витков из тонкого провода практически невозможно.

Совет! Если сгорела только одна из вторичных обмоток, то остальные не перематываются.

Частичная перемотка трансформатора

Для перемотки одной из вторичных катушек необходимо:

• разобрать устройство – вынуть сердечник и размотать сгоревшую катушку;
• снова собрать устройство, подключить его к сети и проверить работу в режиме холостого хода;
• после проверки снова разобрать прибор, намотать недостающие обмотки и произвести окончательную сборку и проверку в работе аппарата.

Защита от выхода из строя

Почему горит понижающий трансформатор? Прежде всего из-за перегрузки или короткого замыкания во вторичных сетях. Для предотвращения аварийной ситуации все катушки необходимо подключать через устройства защиты. При номинальном токе больше 1А используются модульные автоматы, с установкой на DIN-рейку, или автоматические выключатели другой конструкции. При токах менее 1А устройство подключается через предохранители.

Важно! При подключении первичной обмотки через модульный автомат, его необходимо выбирать серии “D”. Автоматы серии “С” срабатывают при подаче напряжения из-за высокого пускового тока трансформатора.

Сгоревший трансформатор — это не приговор. Его можно отремонтировать, но любую аварию проще и дешевле предотвратить, чем устранить. Лучше установить необходимые автоматы или предохранители, чем менять аппарат каждый раз, когда он будет сгорать.

Обрыв вторичной обмотки трансформатора тока. К чему это приводит?!

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.

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

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

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.

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

Итак, поехали.

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.

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

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.

Встречаются также и трансформаторы тока с многовитковой первичной обмоткой.

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.

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.

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

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.

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.

Почему же наводится такое напряжение?!

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 :

Р1 = Рпот + Р2

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

Р1 = Р2

Запишем мощности вышеприведенного выражения через токи и напряжения:

U1·I1 = U2·I2

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

U1·I1 = U2

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.

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!

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.

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

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

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.

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

Частичная перемотка трансформатора

Для перемотки одной из вторичных катушек необходимо:

• разобрать устройство – вынуть сердечник и размотать сгоревшую катушку;
• снова собрать устройство, подключить его к сети и проверить работу в режиме холостого хода;
• после проверки снова разобрать прибор, намотать недостающие обмотки и произвести окончательную сборку и проверку в работе аппарата.

Защита от выхода из строя

Почему горит понижающий трансформатор? Прежде всего из-за перегрузки или короткого замыкания во вторичных сетях. Для предотвращения аварийной ситуации все катушки необходимо подключать через устройства защиты. При номинальном токе больше 1А используются модульные автоматы, с установкой на DIN-рейку, или автоматические выключатели другой конструкции. При токах менее 1А устройство подключается через предохранители.

Важно! При подключении первичной обмотки через модульный автомат, его необходимо выбирать серии “D”. Автоматы серии “С” срабатывают при подаче напряжения из-за высокого пускового тока трансформатора.

Сгоревший трансформатор — это не приговор. Его можно отремонтировать, но любую аварию проще и дешевле предотвратить, чем устранить. Лучше установить необходимые автоматы или предохранители, чем менять аппарат каждый раз, когда он будет сгорать.

Обрыв вторичной обмотки трансформатора тока. К чему это приводит?!

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.

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

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

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.

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

Итак, поехали.

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.

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

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.

Встречаются также и трансформаторы тока с многовитковой первичной обмоткой.

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.

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.

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

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.

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.

Почему же наводится такое напряжение?!

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 :

Р1 = Рпот + Р2

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

Р1 = Р2

Запишем мощности вышеприведенного выражения через токи и напряжения:

U1·I1 = U2·I2

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

U1·I1 = U2

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.

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!

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.

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

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

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.

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.

P.S. А у Вас случались обрывы вторичных цепей ТТ?! Какие последствия Вы наблюдали при этом? Поделитесь в комментариях своими случаями из практики. Вообще, если тема с обрывом токовых цепей ТТ Вам интересна, то можно взять какой-нибудь ТТ и снять зависимость вторичного напряжения от первичного тока. Трансформаторы тока у меня в наличии есть, хоть низковольтные, хоть высоковольтные 10 (кВ). В общем пишите, свои предложения в комментариях!

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Почему нельзя размыкать вторичную обмотку трансформатора тока: описание

Кроме трансформаторов, питающих электрооборудование, есть устройства, которые используются для измерения тока. Это трансформаторы тока (ТТ). Первичная обмотка этих устройств включается последовательно с нагрузкой, а к вторичной обмотке подключается амперметр или защитное устройство, обладающее низким сопротивлением. Эти приборы отличаются от обычных электротрансформаторов, в которых режим холостого хода (разомкнутые вывода вторичной катушки) является нормой. Если вторичную обмотку трансформатора тока ТТ разомкнуть, то устройство может выйти из строя.

Что из себя представляет измерительный трансформатор тока

Трансформатор тока — это небольшой электротрансформатор, обычно мощностью 5Вт, в котором первичная катушка намотана толстым проводом или шиной. В аппаратах, предназначенных сетей с силой тока более 100А вместо обмотки используется кабель или шина, проходящая через магнитопровод.

Нагрузкой ТТ являются амперметры, реле максимального или минимального тока и токовые обмотки электросчетчиков. Это аппараты, обладающие малым внутренним сопротивлением, поэтому ТТ работает в режиме КЗ.

Виды ТТ

Такие трансформаторы есть разных типов:

• Сухие. Самый распространенный вид. Первичная обмотка выполнена из неизолированной шины или нескольких витков толстого провода.
• Тороидальные. Первичная катушка отсутствует, вместо этого аппарат надевается на изолятор высоковольтного трансформатора или через него пропускается кабель. Отличаются простотой конструкции и низкой точностью измерений. Применяются в цепях защиты.
• Высоковольтные. Используются для измерения в цепях высокого напряжения и для разделения измерительных приборов и цепей ВН.

Основные параметры

Главными параметрами при выборе аппарата являются следующие:

• Номинальное напряжение. Определяется изоляцией обмоток и указывает, в сетях с каким напряжением допускается использовать устройство.
• Номинальный ток первичной цепи. Это максимальная измеряемая величина, при котором возможна длительная работа.
• Номинальный ток вторичной цепи. Нагрузка вторичной обмотки при подключенных реле или амперметре.
• Сопротивление нагрузки. Полное сопротивление амперметра, катушки реле или электросчетчика. Отклонение этого параметра от паспортных данных влияет на точность измерений.
• Коэффициент трансформации. Определяется соотношением первичного и вторичного токов.

Информация! Большинство параметров указывается на корпусе аппарата, остальные данные есть в паспорте устройства.

Преимущества использования

Применение ТТ дает преимущества при проектировании и эксплуатации электросетей:

• использование одинаковых по конструкции амперметров, отличающихся только градуировкой шкалы;
• разделение сетей высокого и низкого напряжения;
• увеличение диапазона измерений.

Применение

Измерительные трансформаторы используются в следующих случаях:

• Измерение тока, величина которого не позволяет измерить его непосредственно амперметром. Обычно это больше 5А.
• Питание электросчетчиков. Позволят измерять бОльшую мощность, чем предусмотрено аппаратом.
• Использование в качестве разделительного трансформатора. Позволяет производить измерения в сетях напряжением выше 1кВ.
• В цепях контроля тиристорных преобразователей. При нарушениях в работе тиристоров на выходе аппарата вместо постоянного напряжения появляется пульсирующее, что приводит к появлению тока во вторичной обмотке ТТ.
• Нулевая защита ВВ трансформаторов. Отключает аппарат при значительном перекосе нагрузки и коротком замыкании одной из фаз на землю.

Обозначение на схеме

В отличие от обычного электротрансформатора на схеме ТТ не отмечается магнитопровод. Условное обозначение этого устройства состоит из двух элементов, изображенный один поверх другого:

• прямая линия – символизирует шину, проходящую через окно магнитопровода;
• две полуволны, символизирующих вторичную обмотку, к которой подключается измерительный прибор.

Почему ТТ не может работать в режиме холостого хода

В отличие от обычного электротрансформатора для трансформатора тока является нормальным режим короткого замыкания. При размыкании выводов вторичной обмотки в ТТ происходят процессы, которые могут привести к аварийной ситуации.

Увеличение магнитного потока

В электротрансформаторе переменный ток I¹, протекающий по первичной обмотке, создает магнитный поток F¹ в магнитопроводе. Этот поток наводит напряжение во вторичной обмотке.

В свою очередь, ток I², протекающий по вторичной обмотке, создает магнитный поток F². Эти потоки находятся в противофазе и в значительной степени нейтрализуют друг друга – увеличение I² и F² приводит к росту I¹ и F¹, что ограничивает результирующий магнитный поток F.

Особенностью ТТ является то, что ток в первичной обмотке I¹ не зависит от нагрузки I² и магнитный поток F¹ остается неизменным, что при размыкании выводов и отсутствии I² приводит к росту F и перегреву магнитопровода.

Повышение напряжения на выводах

В режиме ХХ происходит рост напряжения на выводах вторичной обмотки. Это связано с тем, что трансформатор передает не просто ток или напряжение. Аппарат передает с одной катушки на вторую мощность P=I¹*U¹=I²*U².

В обычных аппаратах при уменьшении I² уменьшается также I¹ и передаваемая мощность Р. В отличие от них в ТТ I¹, U¹ и Р не зависят от I². Поэтому при уменьшении I², протекающего через вторичную обмотку, напряжение начинает расти и достигает максимума в режиме ХХ.

Справка! Измерить увеличение напряжения можно обычным вольтметром, но его ограничивает ток, протекающий через прибор. Для более качественного измерения необходим электростатический вольтметр.

Что произойдет при размыкании цепи вторичной обмотки

При размыкании или обрыве проводов, идущих к измерительным приборам, появляются два фактора, которые могут привести к аварии и травмам людей:

• Перегрев, вызванный большим магнитным потоком в магнитопроводе. Возникает из-за того, что магнитный поток F¹, создаваемый шиной или силовым кабелем, проходящим через аппарат, не компенсируется потоком вторичной обмотки F². Может привести к разрушению изоляции и возгоранию устройства.
• Высокая ЭДС на выводах вторичной катушки. Появляется потому, что трансформатор передает мощность с одной катушки на другую. Из-за того, что мощность, потребляемая аппаратом, при отключении измерительного прибора не меняется, а I². во вторичных цепях равен “0”, ЭДС увеличивается до нескольких киловольт. Это приводит к травмированию людей и разрушению изоляции.

Опасность возникновения аварийных ситуаций отображена в нормативных документах. Запрет на размыкание отходящих выводов трансформатора указан в нормативных документах, таких, как ПОТЭУ п.42.2, ПТЭЭП п.2.6.24 и других.

Как закоротить, если есть необходимость

При необходимости отсоединить измерительный прибор или реле, не отключая первичную цепь, вывода, идущие к этим элементам, необходимо закоротить куском провода или перемычкой сечением не менее 0,35мм². Устанавливается перемычка на выводах трансформатора или непосредственно возле измерительного прибора.

При заземленных отходящих выводах это можно сделать, не отключая электроустановку.

Важно! В процессе установки закоротки и демонтажа амперметра или реле под нагрузкой вторичная цепь не должна размыкаться.

Проверка правильности соединений

Правильность подключения ТТ производится контрольным измерением переносными токоизмерительными клещами. Показания приборов должны совпадать.

При подключении к аппарату реле защиты проверка выполняется при помощи специальных приборов, позволяющих подать ток необходимой величины в первичную обмотку.

При проверке подключения трехфазных электросчетчиков, необходимо проверить правильность подключения трансформаторов для каждой фазы:

• подключить нагрузку к одной из фаз;
• включить питание;
• проверить направление вращения диска устройства или учет энергии в аппаратах других конструкций;
• при неправильном подключении изменить полярность подключения;
• повторить пп1-4 для каждой из фаз.

Как проверить трансформатор мультиметром ⋆ diodov.net

Начинающим радиолюбителям очень полезно уметь и знать, как проверить трансформатор мультимтером. Такие знания полезны по той причине, что позволяют сэкономить время и деньги. В большинстве линейных блоков питания львиную долю стоимости составляет трансформатор. Поэтому, если в руках оказался трансформатор с неизвестными параметрами не спешите его выбрасывать. Лучше возьмите в руки мультиметр. Также для некоторых опытов нам понадобится лампа накаливания с патроном.

С целью более осознанного выполнения дальнейших опытов и экспериментов следует понимать, как устроен и работает трансформатор трансформатора. Рассмотрим здесь это в упрощенной форме.

Простейший трансформатор представляет собой две обмотки, намотанных на сердечник или магнитопровод. Каждая обмотка представляет собой изолированные друг от друга проводники. А сердечник набирается из тонких изолированных друг от друга листов из специальной электротехнической стали. На одну из обмоток, называемую первичной, подается напряжение, а со второй, называемой вторичной, оно снимается.

При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, поскольку электрическая цепь замкнута, то в ней создается пуль для протекания переменного электрического тока. Вокруг проводника с переменным током всегда образуется переменное магнитное поле. Магнитное поле замыкается и усиливается посредством сердечника магнитопровода и наводит во вторичной обмотке переменную электродвижущую силу ЭДС. При подключении нагрузки ко вторично обмотке в ней протекает переменный ток i₂.

Этих знаний на еще не достаточно, чтобы полностью понимать, как проверить трансформатор мультиметром. Поэтому рассмотрим еще ряд полезных моментов.

Как проверить трансформатор мультимтером правильно

Не вникая в подробности, которые здесь ни к чему, заметим, что ЭДС, как и напряжение, определяется числом витков обмотки при прочих равных параметрах

E ~ w.

Чем больше витков, тем выше значение ЭДС (или напряжения) обмотки. В большинстве случаев мы имеем дело с понижающими трансформаторами. На их первичную обмотку подают высокое напряжение 220 В (230 В по-новому ГОСТу), а со вторичной обмотки снимается низкое напряжение: 9 В, 12 В, 24 В и т.д. Соответственно и число витков также будет разным. В первом случае оно выше, а во втором ниже.

Так как

E₁ > E₂,

то

w₁ > w₂.

Также, не приводя обоснований, заметим, что мощности обоих обмоток всегда равны:

S₁ = S₂.

А так как мощность – это произведение тока i на напряжение u

S = u∙i,

то

S₁ = u₁∙i₁; S₂ = u₂∙i₂.

Откуда получаем простое уравнение:

u₁∙i₁ = u₂∙i₂.

Последнее выражение имеет для нас большой практический интерес, который заключается в следующем. Для сохранения баланса мощностей первичной и вторичной обмоток при увеличении напряжения нужно снижать ток. Поэтому в обмотке с большим напряжением протекает меньший ток и наоборот. Проще говоря, поскольку в первичной обмотке напряжение выше, чем во вторичной, то ток в ней меньше, чем во вторичной. При этом сохраняется пропорция. Например, если напряжение выше в 10 раз, то ток ниже в те же 10 раз.

Отношение числа витков или отношение ЭДС первичной обмотки ко вторичной называют коэффициентом трансформации:

k_т = w₁ / w₂ = E₁ / E₂.

Из приведенного выше, мы можем сделать важнейший вывод, который поможет нам понять, как проверить трансформатор мультиметром.

Вывод заключается в следующем. Поскольку первичная обмотка трансформатора рассчитана на более высокое напряжение (220 В, 230 В) относительно вторичной (12 В, 24 В и т.д.), то она мотается большим числом витков. Но при этом в ней протекает меньший ток, поэтому применяется более тонкий провод большей длины. Отсюда следует, что первичная обмотка понижающего трансформатора обладает большим сопротивлением, чем вторичная.

Поэтому с помощью мультиметра уже можно определить, какие выводы являются выводами первичной обмотки, а какие вторичной, путем измерения и сравнения их сопротивлений.

Как определить обмотки трансформатора

Измерив сопротивление обмоток, мы узнали, как из них рассчитана на более высокое напряжение. Но мы еще не знаем, можно ли на нее подавать 220 В. Ведь более высокое напряжение еще на означает 220 В. Иногда попадаются трансформаторы, рассчитаны на работу от мети переменного тока 110 В и 127 В или меньшее значение. Поэтому если такой трансформатор включить в сеть 220 В, он попросту сгорит.

В таком случае опытные электрики поступают так. Берут лампу накаливания и последовательно соединяют с предполагаемой первичной обмоткой. Далее один вывод обмотки и вывод лампочки подключают в сеть 220 В. Если трансформатор рассчитан на 220 В, то лампа не засветится, так как приложенное напряжение 220 В полностью уравновешивается ЭДС самоиндукции обмотки. ЭДС и приложенное напряжение направлены встречно. Поэтому через лампу накаливания будет протекать небольшой ток – ток холостого хода трансформатора. Величина этого тока недостаточна для разогрева нити лампы накаливания. По этой причине лампа не светится.

Если лампа засветится даже в полнакала, то на такой трансформатор нельзя подавать 220 В; он не рассчитан на такое напряжение.

Очень часто можно встретить трансформатор, имеющий много выводов. Это значит, что он имеет несколько вторичных обмоток. Узнать напряжение каждой из них можно узнать следующим образом.

Раньше мы рассмотрели, как проверить трансформатор мультиметром и определить по отношению сопротивления первичную обмотку. Также с помощью лампы накаливания можно убедится в том, что она рассчитана на 220 В (230 В).

Теперь дело осталось за малым. Подаем на первичную обмотку 220 В и выполняем измерение переменного напряжения на выводах оставшихся обмоток с помощью мультиметра.

Соединение обмоток трансформатора

Вторичные обмотки трансформатора соединяют последовательно и реже параллельно. При последовательном соединении обмотки могут включаться согласно и встречно.

Согласное соединение обмоток трансформатора применяют с целью получения большей величины напряжения, чем дает одна из обмоток. При согласном соединении начало одной обмотки, обозначаемое на чертежах электрических схем точкой или крестиком, соединяется с концом предыдущей. Здесь следует помнить, что максимальный ток всех соединенных обмоток не должен превышать значения той, которая рассчитана на наименьший ток.

При встречном соединении начала или концы обмоток соединяются вместе. При встречном соединении ЭДС направлены встречно. На выводах получают разницу ЭДС: от большего значения отнимается меньшее значение. Если соединить встречно две обмотки с равными значениями ЭДС, то на выводах будет ноль.

Теперь мы знаем, как, как проверить трансформатор мультиметром, а также можем найти первичную и вторичную обмотки.

Еще статьи по данной теме

Правильное закорачивание вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока. — Разговоры

Всем доброго времени. Короче, в чём суть вопроса, приобрело предприятие на замену новые трансформаторы тока типа ТОЛ-10, на 10 кВ, с литой изоляцией от «Свердловского завода трансформаторов тока», вот такие http://www.tdtransfo…kv/tol-10-i.htm, новые счётчики требуют полнофазного входа всех трёх фаз, а не только А и С, как в старой системе. В частности были привезены 600(300)/5 ампер, две обмотки, 0,5S метрологическая и наша, релейная,10Р, на выходе регулируется коэффициент трансформации. Если глянуть на картинку, то видно, что коэффициент трансформации регулируется просто-напросто отводом от средней точки, что у нас, что у метрологов. Мы свои провода, идущие к реле, цепляем на крайние клеммы 2И1-2И3, используем максимальный коэффициент 600/5, у нас вся обмотка обтекается током и закорочена накоротко через реле и на фазе В через закоротку, поскольку она для работы релейной защиты в данном случае не нужна. А вот с метрологами вышел казус, им требуется коэффициент 300/5, и они садятся на 1И1-1И2, клемма 1И3 висит в воздухе. И вот тут у меня с коллегами вышел спор, я им с пеной у рта доказываю необходимость закорачивания накоротко неиспользуемой полуобмотки во избежание серьёзного геморроя, а они наоборот, что ничего трогать не надо, мол высокое напряжение на раскороченной полуобмотке не появится, «ведь там же уже есть замкнутая внешняя цепь». Попытки апелляции к законам Кирхгоффа и объяснение, что в таком режиме полуобмотки работают независимо друг от друга, ни к чему не привели. Тогда один трансформатор был подвергнут испытанию, на первичную обмотку подали ток с У5053 (это такой испытательный стенд) и на раскороченную вторичку посадили вольтметр, напряжение там действительно не появилось, во всяком случае прибор показывал всё по нолям, но мы и первичный ток далеко до номинала не дотянули, так, 25 ампер дали. Вот теперь вопрос-а как правильно в данном случае произвести закорачивание, кто из нас прав, вопрос не праздный, как бы релейщикам в метрологических обмотках делать нечего, но безопасность не бывает лишней, 10 кВ не шутка, да и оборудование потом восстанавливать как-то нехорошо, если вдруг транс полыхнёт из-за раскороченной обмотки.

Изменено 21.11.2012 16:55 пользователем BERNARD

Понимание того, как работают трансформаторы

Как работают трансформаторы

Там Есть много размеров, форм и конфигураций трансформаторов от крошечных до гигантских, подобных тем используется в передаче энергии. Некоторые поставляются с заглушенными проводами, другие — с винтами или лопаточные клеммы, некоторые из которых предназначены для монтажа в печатные платы, другие для привинчивания или прикручивания вниз.

Трансформаторы состоят из многослойного железного сердечника. с одной или несколькими обмотками провода.Их называют трансформаторами, потому что они трансформируют напряжение и ток с одного уровня на другой. Переменный ток, протекающий через одна катушка проволоки, первичная, индуцирует напряжение в одной или нескольких других катушках проволоки, вторичные катушки. Это изменение напряжения переменного тока, которое вызывает напряжение в другие катушки через изменяющееся магнитное поле. Напряжение постоянного тока, например от аккумулятора или постоянного тока блок питания не будет работать в трансформаторе. Только переменный ток заставляет трансформатор работать. Магнитное поле течет через железный сердечник. Чем быстрее изменяется напряжение, тем выше частота.

Чем ниже частота, тем больше железа требуется в ядро для эффективной передачи мощности. В США частота сети 60 Герц при номинальном напряжении 110 вольт. Другие страны используют 50 Гц, 220 вольт. Трансформаторы, рассчитанные на 50 Гц, должны быть немного тяжелее, чем трансформаторы, рассчитанные на 60 Гц, потому что у них должно быть больше железа в ядре.Напряжение в сети может немного отличаться и обычно работает от 110 до 120 вольт или от 220 до 240 вольт в зависимости от страны или мощности соединения. В дом в США поступает 220 вольт, но он разделен на две части. 110 В путем заземления центрального ответвителя (см. Раздел конфигурации ниже)

Отношение входного напряжения к выходному напряжению равно к отношению витков провода вокруг сердечника на стороне входа к стороне выхода. катушка с проводом на входной стороне называется первичной, а на выходной стороне называется вторичный. Может быть несколько первичных и вторичных катушек. Коэффициент текущей ликвидности противоположно соотношению напряжений. Когда выходное напряжение ниже входного напряжение, выходной ток будет выше входного. Если есть 10 раз больше количества витков провода на первичной обмотке, чем на вторичной, и вы включаете 120 вольт первичный, вы получите 12 вольт на вторичном.Если вытащить 2 ампера из вторичный, вы будете использовать только 0,2 ампера или 200 миллиампер на первичном.

Трансформаторы могут быть построены с одинаковым количеством обмоток на первичной и вторичной обмотках или разное количество обмоток на каждой. Если они одинаковы, входное и выходное напряжение одинаковы, и трансформатор используется только для изоляция, поэтому нет прямого электрического соединения (они подключаются только через общее магнитное поле).Если на первичной стороне больше обмоток, чем на вторичная сторона, то это понижающий трансформатор. Если на корпусе больше обмоток Вторая сторона, то это повышающий трансформатор.

Трансформатор можно использовать в обратном направлении и работают нормально. Например, если у вас есть повышающий трансформатор для преобразования 120 вольт до 240 вольт, так же можно использовать его для понижающего трансформатора, поставив 240 вольт во вторичную сторону, и вы получите 120 вольт на первичной стороне.Эффективно, вторичное становится первичным и наоборот.

Номинальная мощность трансформатора

Напряжение измеряется в вольтах, ток измеряется в амперы, а единица измерения мощности — ватты. Ватты равны вольтам, умноженным на усилители. В трансформаторе есть небольшая потеря мощности из-за комбинации сопротивление и реактивность. Реактивное сопротивление аналогично сопротивлению, за исключением того, что это сопротивление переменному току или, более технически, сопротивление изменению при изменении текущий из-за изменения созданного поля.Это тепло ограничивает количество ток или мощность, с которыми может справиться трансформатор. Чем выше ток, тем больше тепла производится. Когда провода становятся слишком горячими, изоляция разрушается и замыкается. соседние провода, что вызывает больше тепла, что в конечном итоге приводит к плавлению проводов и разрушению трансформатор.

Базовый трансформатор не имеет дополнительных компонентов, поэтому ничего, что могло бы защитить его от перегрузки. Если вы подключили два выходных провода непосредственно вместе, это приведет к короткому замыканию и вызовет слишком большой ток поток как в первичной, так и в вторичной обмотке, и вы сожжете трансформатор.в таким же образом, если вы используете трансформатор для питания резака для вспененной проволоки и используете провод со слишком малым сопротивлением для резака для пенопласта, вы сожжете трансформатор, если у вас нет его защищенного предохранителем или автоматическим выключателем надлежащего номинала. Ты должен убедиться что сопротивление провода, другими словами, калибр или диаметр и длина соответствуют ограничьте величину тока до номинала трансформатора.

Чем выше ток, тем больше должны быть провода. которые несут этот ток.Чем больше провода, тем меньше сопротивление и меньше тепла. Мощность, которая преобразуется в тепло и теряется, может быть рассчитана как P = I ² R. Это означает, что если вы удвоите ток, мощность, теряемая на тепло, возрастет в четыре раза. Если трансформатор понижающий, то на выходе будет больше тока. и поэтому провод во вторичной обмотке будет тяжелее первичной. обратное верно для повышающего трансформатора.

Трансформатор может иметь номинал в амперах, вольт-амперах (ВА) или Ватты (Вт). Для небольших трансформаторов ВА и Ватты одинаковы для всех практических цели. В крупных промышленных трансформаторах задействованы факторы мощности, и они могут будь другим. Если трансформатор рассчитан в амперах, обычно указывается X ампер при X вольт. и рассчитан на выходе или вторичной стороне. Трансформатор 120 В с выходным напряжением 24 В с номинальным 2 ампера означает, что вы можете безопасно использовать только 2 ампера со стороны вторичной обмотки.Ты можешь найдите номинальную мощность трансформатора, умножив номинальный ток на выходную мощность напряжение так 2 X 24 = 48 Вт.

Если трансформатор рассчитан на ВА или ватты, вы можете рассчитайте максимально допустимый выходной ток, разделив ВА или ватт на выходную мощность. напряжение. Таким образом, если трансформатор рассчитан на 48 ВА с выходным напряжением 24 В, допустимое значение выходной ток 48/24 = 2 ампера.

Конфигурации трансформатора

А Трансформатор на 120 вольт с двумя входами и двумя выходами очень прост.Вы подключаетесь два провода на первичной стороне, на стороне 120 В, к розетке и выходному напряжению находится на двух проводах, идущих от вторичной стороны.

Когда трансформатор показан в электронной схеме, это показано как диаграмма, как показано здесь. Параллельные линии представляют ламинированный железный сердечник, изогнутые линии представляют первичную и вторичную обмотки, круги представляют собой окончания, клеммы или короткие провода.

Центровочный кран

Обычная конфигурация — это центральный ответвитель или трансформатор тока. вторичная сторона имеет три выхода. Средний провод на выходной стороне присоединен к вторичная обмотка, обычно посередине. Если коэффициент намотки 5: 1, то при Вход 120 В, вы получаете выход 24 В на двух внешних проводах, но если вы подключите внешний провод и центральный провод, вы получите 12 вольт, потому что вы используете только половину вторичная обмотка, обеспечивающая соотношение 10: 1.Если трансформатор номинальный при 2 амперах вы все равно можете использовать только 2 ампера вне зависимости от того, используете ли вы 12 вольт или 24 вольт. Часто центральный ответвитель заземляется, поэтому у вас есть два источника 12 В, которые можно использовать для после прохождения через преобразователь (выпрямитель и фильтр) сделать + и — 12В постоянного тока.

Двойной выход

г. конфигурация с двумя выходами аналогична центральному отводу, за исключением того, что вместо подключения провод к центру катушки, катушка разделена на две отдельные катушки с проводами с клеммами или проводами, выходящими с обоих концов обеих катушек, поэтому четыре провода выходят из вторичная сторона вместо трех.

Если трансформатор представляет собой вход 110 В с двумя выходов, вы можете соединить две вторичные катушки последовательно, чтобы получить 24 вольта, или вы можете подключите их параллельно, чтобы получить 12 В. Будьте осторожны, чтобы правильно подключить концы двух вторичных обмоток как в последовательном, так и в параллельном соединении. Если вы поменяете местами соединения, вы получите 0 вольт, потому что два напряжения отменят друг друга.

Если трансформатор рассчитан на 48 ВА, то вы можете использовать до 2 ампер для подключения 24 В, которое не отличается от центрального ответвителя или Конфигурация с одним выходом 24 В. Однако при параллельном подключении получается 12 вольт. но удвоить доступный выходной ток, чтобы вы могли получить на выходе 4 ампера. Вы получаете полный выход 48 ВА, тогда как с выходом 12 В с центральным отводом вы можете получить только половину номинального выход или 24ВА.Это преимущество резаков для пенопласта с горячей проволокой, потому что у вас более широкая диапазон диаметров и длин проводов в зависимости от того, подключаете ли вы выходы параллельно или сериал. Последовательные и параллельные соединения показаны ниже.

Двойной вход

The трансформатор с двойным входом часто используется, чтобы трансформатор мог использоваться в обоих страны с сетевым напряжением 120 В и сетевым напряжением 240 В.Первичный разделен на две отдельные обмотки с выводами на каждом конце обеих обмоток, поэтому имеется четыре провода или клеммы на первичной стороне.

Для использования с входом 110 В два основных обмотки соединены параллельно, как показано на левой схеме ниже. Необходимо соблюдать осторожность соедините правильные концы вместе. Если они поменяны местами, поля отменяют друг друга. out, потому что поля, генерируемые каждым разделом первичного элемента, противоположны. Обычно клеммы обозначаются цифрами или буквами, а схема представлена ​​на трансформатора или в прилагаемой таблице данных, показывающей, как должны быть выполнены соединения для 110В и 220В.

Если трансформатор должен быть подключен к сети 220В, затем две катушки подключаются последовательно, и снова необходимо соблюдать осторожность, чтобы подключить правильные окончания вместе. Параллельные соединения для 110 В и последовательные соединения для 220В показано ниже.

Двойной вход и выход

И, конечно же, у вас может быть как двойной вход, так и двойной выход, поэтому у вас есть четыре провода на входе и четыре провода на выходе, что дает еще большую гибкость к использованию трансформатора.

Некоторые специализированные трансформаторы могут иметь несколько вторичные отводы или несколько вторичных обмоток для обеспечения разных напряжений, и в них нет необходимости быть четными числами.Трансформатор может иметь выход 3 В, 5 В, 12 В и 24 В для пример.

Автотрансформаторы (Variac)

Автотрансформатор часто называют вариаком. что на самом деле является торговой маркой одной компании для их автотрансформатора. Оно имеет постоянное выходное напряжение от нуля до немного выше входного значения. Работает аналогично к потенциометру или реостату, за исключением того, что изменение напряжения связано с изменением поля а не сопротивление.Другое отличие состоит в том, что потенциометр или реостат очень неэффективен, потому что он преобразует ток, протекающий через него, в тепло (Ватты = Амперы X Вольта). Как и во всех трансформаторах, сопротивление низкое, поэтому количество выделяемого тепла намного меньше и намного эффективнее при преобразовании напряжения

Автотрансформатор имеет только одну обмотку, которая обслуживает как первичная, так и вторичная обмотка.Потому что обмотка одна, между входом и выходом нет гальванической развязки, но если изоляция не требуется, то он обеспечивает альтернативу многобмоточным трансформаторам в некоторых ситуации.

Этот трансформатор имеет входные провода, подключенные к одному конец обмотки, а другой немного дальше от другого конца. Вторичная подключил ту же точку, что и входная сторона, которая находится на конце.Другой вторичный подключение осуществляется с помощью стеклоочистителя, который движется по верхней части обмоток, где изоляция была снимается, чтобы стеклоочиститель мог контактировать с обмотками в любой точке на одной поверхности. Стеклоочиститель соединен с ручкой в ​​верхней части автотрансформатора, чтобы человек мог повернуть ручку, чтобы получить желаемое напряжение. Поскольку один первичный провод подключен на пути от конец обмотки, стеклоочиститель может пройти за эту точку и, таким образом, обеспечить более высокое напряжение чем вход, обычно выход 110 В может доходить до 130 В на вторичной стороне.

Поскольку автотрансформатор имеет только одну обмотку, существует только один размер провода, поэтому максимальный входной ток также является максимальным выходным ток. Если автотрансформатор 110 В рассчитан на 10 ампер, то максимальная мощность ток 10 ампер вне зависимости от напряжения.Если он указан в ваттах или ВА, то Ампер рассчитывается путем деления Ватт или ВА на номинальное входное напряжение.

Автотрансформатор — это хорошая альтернатива ступени понижающий трансформатор, когда диапазон желаемых напряжений находится на верхнем уровне или во всем диапазоне напряжение необходимо, но становится дороже, если диапазон находится на нижнем уровне, потому что вы имеют много неиспользуемых обмоток. Понижающий трансформатор более экономичен.

Для резки вспененной проволоки автотрансформатор дороже, чем понижающие трансформаторы в большинстве приложений. Если напряжение требуется более 24 вольт, тогда можно рассмотреть возможность использования автотрансформатора.

Фазы и соединение нескольких обмоток

Для простоты я не упомянул фазу, но при соединении двух и более обмоток очень важна фаза.переменный ток ток представляет собой синусоидальную волну, а напряжение изменяется с положительного на отрицательное и обратно в синусоидальный ритм много раз в секунду. Как часто меняется напряжение называется частота и раньше называлась циклами в секунду, но теперь называется герцами (сокращенно Гц). Бытовой ток в США и некоторых других странах составляет 60 Гц, в других странах — 50 Гц. Когда мы говорим о двух волновых формах, таких как две обмотки, соотношение между две синусоидальные волны — это фаза.Если синусоидальные волны совпадают, они находятся в фазе, если положительный пик одной волны совпадает с отрицательным пиком другой волны, две волны 180 не совпадают по фазе. Фаза между одним концом катушки и другим также 180 не в фазе. Когда один конец находится на положительном пике, другой конец будет на положительном пике. противоположный пик. Поскольку должна быть разница в напряжении между двумя точками для тока, два конца обмотки должны иметь противоположное напряжение в любой момент времени.

Разность фаз между двумя обмотками зависит от направление обмоток и то, как они соединены, поэтому на электрических схемах точка на один конец обмотки указывает на начало этой обмотки. Для простоты В этой статье я оставил точки на схемах. Однако при соединении двух катушки вместе, очень важно правильно их соединить.

Для последовательного подключения необходимо подключить конец одна обмотка к началу другой обмотки (обмотки для нескольких катушек всегда наматываются в том же направлении).Если подключить начало одной обмотки к концу другая обмотка в последовательном соединении, поля будут отменены, и вы получите ноль вывод. Это не повредит трансформатор, но вы не получите выходного напряжения.

Когда соединяя две обмотки параллельно, необходимо соединить начало одной обмотки с пуском другой обмотки и два конца обмоток вместе. Параллельно подключение, подключение проводов в обратном направлении сожжет ваш трансформатор , если нет должным образом защищен (соответствующий номинальный ток) предохранителем или автоматическим выключателем.Be очень осторожно при соединении двух катушек вместе.

Дополнительная литература

Это был всего лишь обзор для мирянин. Хотя физически трансформатор представляет собой довольно простое устройство, состоящее из нескольких частей, как это работает на самом деле довольно сложно. Рекомендую отличное качество Рода Эллиота. статей, если вы хотите их лучше понять:

Трансформаторы — Основы (Раздел 1), (Раздел 2), (Раздел 3)

У него также есть много других статей по электронике. включая блоки питания.

,

Выбор трансформаторов тока — Janitza electronics

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации — это отношение между номинальным током первичной обмотки и номинальным током вторичной обмотки, которое указано на паспортной табличке в виде неупрощенной дроби.

Чаще всего используются трансформаторы тока х / 5 А. Большинство измерительных приборов имеют наивысший класс точности при 5 А. По техническим и, более того, экономическим причинам, трансформаторы тока х / 1 А рекомендуются с большой длиной измерительного кабеля.Потери в линии с трансформаторами на 1 А составляют всего 4% по сравнению с трансформаторами на 5 А. Однако измерительные устройства здесь часто демонстрируют более низкую точность измерения.

Номинальный ток

Номинальный или номинальный ток (предыдущее обозначение) — это значение первичного и вторичного тока, указанное на паспортной табличке (номинальный первичный ток, вторичный номинальный ток), на которое рассчитан трансформатор тока. Стандартизированные номинальные токи (кроме классов 0.2 S и 0,5 S) 10 — 12,5 — 15 — 20 — 25 — 30 — 40 — 50 — 60 — 75 A, а также их десятичные кратные и дробные части. Стандартные вторичные токи составляют 1 и 5 А, предпочтительно 5 А.

Стандартизированные номинальные токи для классов 0,2 S и 0,5 S составляют 25-50-100 A и их десятичные кратные, а также вторичный (только) 5 A.

Правильный выбор первичного номинального тока важен для точности измерения. Рекомендуется соотношение, немного превышающее измеренный / определенный максимальный ток нагрузки (In).

Пример: In = 1,154 А; выбранный коэффициент трансформации = 1,250 / 5.

Номинальный ток также можно определить на основании следующих соображений:

• В зависимости от сетевого трансформатора номинальный ток, умноженный на прибл. 1.1 (следующий размер трансформатора)
• Защита (номинальный ток предохранителя = первичный ток ТТ) измеряемой части системы (LVDSB, вспомогательные распределительные щиты)
• Фактический номинальный ток, умноженный на 1,2 (если фактический ток значительно ниже номинального тока трансформатора или предохранителя, следует выбрать этот подход)

Следует избегать завышения размеров трансформатора тока, иначе точность измерения значительно снизится, особенно при малых токах нагрузки.

Рис .: Расчет номинальной мощности Sn (медная линия 10 м)

Номинальная мощность

Номинальная мощность трансформатора тока является произведением номинальной нагрузки на квадрат вторичного номинального тока и выражается в ВА. Стандартные значения составляют 2,5 — 5 — 10 — 15 — 30 ВА. Также допустимо выбирать значения более 30 ВА в зависимости от случая применения. Номинальная мощность описывает способность трансформатора тока «управлять» вторичным током в пределах погрешности через нагрузку.

При выборе подходящей мощности необходимо учитывать следующие параметры: потребляемая мощность устройства (при последовательном подключении), длина линии, сечение линии. Чем больше длина линии, тем меньше ее поперечное сечение, тем выше потери в питании, т. е. номинальная мощность ТТ должна быть выбрана такой, чтобы она была достаточно высокой.

Потребляемая мощность должна быть близка к номинальной мощности трансформатора. Если потребляемая мощность очень низкая (недогрузка), то коэффициент перегрузки по току увеличится, и измерительные устройства будут недостаточно защищены в случае короткого замыкания при определенных обстоятельствах.Если потребление энергии слишком велико (перегрузка), это отрицательно влияет на точность.

Трансформаторы тока часто уже встроены в установку и могут использоваться в случае дооснащения измерительным устройством. В этом случае необходимо учитывать номинальную мощность трансформатора: достаточно ли ее для работы дополнительных измерительных устройств?

Классы точности

Трансформаторы тока делятся на классы в зависимости от их точности.Стандартные классы точности — 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 с; 0,2 S; 0,5 S. Знак класса соответствует кривой погрешности, относящейся к текущей и угловой погрешностям.

Класс точности трансформаторов тока зависит от измеряемой величины. Если трансформаторы тока работают с малым током по отношению к номинальному току, то точность измерения снижается. В следующей таблице приведены значения пороговой погрешности с учетом значений номинального тока:

Мы всегда рекомендуем трансформаторы тока того же класса точности для измерительных устройств UMG.Трансформаторы тока 1 с более низким классом точности приводят во всей системе — трансформатор тока + измерительное устройство — к более низкой точности измерения, которая в данном случае определяется классом точности трансформатора тока. Однако использование трансформаторов тока с более низкой точностью измерения, чем измерительный прибор, технически возможно.

Измерительный трансформатор тока по сравнению с защитным трансформатором

В то время как измерительные трансформаторы тока предназначены для достижения точки насыщения как можно быстрее, когда они превышают свой рабочий диапазон тока (выраженный коэффициентом перегрузки по току FS), чтобы избежать увеличения вторичной обмотки ток с замыканием (например,грамм. короткое замыкание) и для защиты подключенных устройств. С защитными трансформаторами насыщение должно лежать как можно дальше.

Защитные трансформаторы

используются для защиты системы в сочетании с необходимым распределительным устройством. Стандартные классы точности для защитных трансформаторов — 5P и 10P. «P» означает здесь «защита». Номинальный коэффициент перегрузки по току помещается после обозначения класса защиты (в%). Таким образом, например, 10P5 означает, что при пятикратном номинальном токе отрицательное отклонение вторичной стороны от ожидаемого значения будет не более 10% в соответствии с соотношение (линейное).

Для работы измерительных устройств UMG настоятельно рекомендуется использовать измерительные трансформаторы тока.

Стандартная шина трансформатора тока

,

Почему трансформатор не работает от источника постоянного тока вместо переменного тока?

Что происходит, когда первичная обмотка трансформатора подключена к источнику постоянного тока?

Трансформатор — это устройство, которое повышает или понижает уровень переменного тока или напряжения без изменения первичной (то есть входного источника) частоты.

Трансформатор работает только от переменного тока и не может работать от постоянного тока, т.е. он был разработан для работы только и только от переменного тока и напряжения. Чтобы узнать, что произойдет, если мы подключим источник постоянного тока к первичной обмотке трансформатора, см. Следующие примеры, где мы сначала подключаем трансформатор к переменному току, а затем к постоянному току.

Связанные сообщения:

Трансформатор, подключенный к источнику переменного тока

Предположим, мы подключаем трансформатор к источнику переменного тока со следующими данными.

• Первичное напряжение = В ₁ = 230 В
• Сопротивление = R ₁ = 10 Ом
• Индуктивность = L = 0,4 Гн
• Частота источника = 50 Гц

Давайте посмотрим, сколько тока будет протекать через первичный трансформатора в случае переменного тока.

Мы знаем, что сопротивление в переменном токе = Импеданс

Импеданс = Z = В / I Ом

Где Z = √ (R ² + X _L ) ² в случае индуктивной цепи.

X _L = 2π f L

X _L = 2 x 3,1415 x 50 Гц x 0,4H

X _L = 125,67 Ом

Теперь для импеданса

Z = √ ( R ² + X _L ) ²

Ввод значений

Z = √ (10 ² Ом + 125.67 ² Ом)

Z = 126,1 Ом

Текущий ток в первичной обмотке

I = V / Z

I = 230 В / 126,1 Ом = 1,82 A

Первичный ток в первичной обмотке случай переменного тока = 1.82A

Связанные сообщения:

Трансформатор, подключенный к источнику постоянного тока

Теперь подключите тот же трансформатор к напряжению постоянного тока и посмотрим, что произойдет.

Мы знаем, что в постоянном токе нет частоты, т.е.f = 0. Следовательно, индуктивное сопротивление X _L будет равно нулю, если мы положим f = 0 в X _L = 2π f L.

Таким образом, ток в первичной обмотке трансформатора в случае источника постоянного тока.

I = V / R

I = 230 В / 10 Ом

I = 23 A.

Первичный ток в случае постоянного тока = 23A

Связанные сообщения:

Приведенный выше расчет показывает, что чрезмерный ток будет течь в первичной обмотке трансформатора в случае подачи постоянного тока, который сожжет первичные обмотки трансформатора. ,Это не единственная причина, поскольку ток будет постоянным, теперь давайте посмотрим, что происходит в случае постоянного тока в трансформаторе.

Если первичная обмотка трансформатора подключена к источнику постоянного тока, первичная обмотка будет потреблять постоянный ток и, следовательно, производить постоянный магнитный поток. Следовательно, не будет производиться обратная ЭДС. Их первичная обмотка будет потреблять чрезмерный ток из-за низкого сопротивления первичной, потому что мы знаем, что индуктивное реактивное сопротивление (X _L ) равно нулю из-за формулы индуктивного реактивного сопротивления (X _L = 2π f L), где частота Источник постоянного тока равен нулю.В результате первичная обмотка перегревается и перегорает или перегорает предохранитель и автоматический выключатель. Следует соблюдать осторожность, чтобы не подключить первичную обмотку трансформатора к источнику постоянного тока.

Похожие сообщения:

Почему трансформатор не может работать от постоянного тока вместо переменного тока?

Если мы подаем постоянное напряжение или ток на первичную обмотку трансформатора, то следующие результаты:

Мы знаем, что

v = L (di / dt)

Где:

• v = мгновенно напряжение на первичных обмотках
• L = индуктивность катушки индуктивности
• di / dt = мгновенная скорость изменения тока в А / с

Теперь в этом случае напряжения постоянны i.е. Постоянный ток. Теперь ток (i) будет быстро увеличиваться, пока не станет насыщенным железный сердечник трансформатора.

На этом этапе ток (i) возрастет до опасного уровня и перестанет изменяться. Когда ток (i) не изменяется, индуцированное напряжение в первичной обмотке будет равно нулю, так как di / dt = 0, что приводит к короткому замыканию обмотки трансформатора с источником постоянного тока.

Когда ток превысит безопасный уровень, произойдет большая потеря мощности, так как P = I ² R . что приведет к повышению температуры до опасного уровня и может привести к взрыву трансформатора, а также может возникнуть возгорание трансформаторного масла.

Или давайте посмотрим на Второй закон Фарадея

e = N dΦ / dt

Где

• e = Индуцированная ЭДС
• N = количество витков
• dΦ = Изменение потока
• dt = Изменение во времени

В случае подачи постоянного напряжения на трансформатор, будет постоянный магнитный поток (Φ), индуцированный в первичной обмотке из-за постоянного тока.

Теперь наведенная ЭДС в первичной обмотке будет равна нулю как (dΦ / dt = 0), то есть e = N dϕ / dt = 0 из-за постоянного потока, индуцированного постоянным током.

Мы также знаем, что в источнике постоянного тока нет частоты, и поток обратно пропорционален частоте ( Φ = V / f ), которая насыщает сердечник трансформатора.

Это означает, что первичная обмотка трансформатора будет действовать путем короткого замыкания на дополнительный постоянный ток, который может вызвать взрыв всего трансформатора. Именно по этой причине мы не должны подключать трансформатор к источнику постоянного тока вместо переменного тока.

Похожие сообщения:

При каких условиях питание постоянного тока безопасно применяется к первичной обмотке трансформатора?

В большинстве случаев это вопрос типа собеседования по электротехнике и электронике, поэтому давайте посмотрим, как подключить трансформатор к источнику постоянного тока.

Есть два условия, при которых мы можем подключить трансформатор к постоянному току.

• Пульсирующий постоянный ток в качестве входа
• Высокое сопротивление последовательно с первичной обмоткой

Пульсирующий постоянный ток в трансформаторе

В этом методе пульсирующий постоянный ток (который содержит пульсации и не является чистой формой устойчивого состояния ток) к первичной обмотке трансформатора. В этом случае отрицательный цикл сбрасывает поток, и интеграл по времени напряжения равен нулю за один полный цикл, что снова помогает сбросить магнитный поток в обмотке.Эта концепция используется в SMPS (импульсный источник питания.

Высокорезистор последовательно с трансформатором

Поскольку мы знаем, что трансформатор работает только от переменного тока. В случае питания постоянного тока первичная обмотка трансформатора может начать работать дым и горение.Но есть способ, которым мы можем управлять трансформатором на постоянном токе (хотя схема бесполезна при отсутствии выхода), добавив резистор большого номинала последовательно с первичной обмоткой трансформатора.

Когда первичная обмотка трансформатор должен быть подключен к источнику постоянного тока.высокое сопротивление подключено последовательно с первичной обмоткой. Это последовательное сопротивление ограничивает первичный ток до безопасного значения постоянного тока и, таким образом, предотвращает выгорание первичной обмотки.

Обратите внимание, что не подключайте трансформатор к источнику постоянного тока без высокого сопротивления последовательно с первичной обмоткой. Потому что в постоянном токе нет частоты, а полное сопротивление (Z) индуктора равно нулю. Если вы поместите Z = 0 в I = V / Z, ток будет слишком большим, т.е. индуктор действует как короткое замыкание на постоянное напряжение и токи.

Похожие сообщения:

.