Voolutrafod on elektrisüsteemide mõõtmisel, kaitsmisel ja jälgimisel asendamatud põhiinstrumendid. Kas tehase jaotusruumides, alajaamades või hoonete jaotuskappides võib neid leida peaaegu kõikjal, kus on vaja voolu mõõtmist. Siseruumides kasutatavad ühefaasilised{2}}voolutrafod, kui kõige laialdasemalt kasutatav tüüp, mängivad üliolulist rolli kõrgepingeliinide suurte voolude{3}}muutmisel väiksemateks vooludeks, mis sobivad instrumentide ja releede jaoks ohutuks kasutamiseks. See artikkel tutvustab süstemaatiliselt siseruumides kasutatavate ühefaasiliste{5}}voolutrafode määratlust, struktuuri ja tööpõhimõtet, aidates elektrispetsialistidel ja algajatel luua selge arusaam.
I. Mis on voolutrafo?
Voolutrafo (CT) on spetsiaalne mõõtmis- ja teisendusseade. Selle põhiülesanne on proportsionaalselt muundada suured voolud elektrisüsteemis standardseteks väiksemateks vooludeks. Tavaliselt teisendab see suure primaarvoolu sekundaarküljel standardseks 5A või 1A väljundiks, tagades sekundaarsete seadmete (nt võimsusmõõteriistad, ampermeetrid, vattmeetrid ja releekaitseseadmed) ohutu kasutamise.
Miks see konversioon vajalik on? Sellel on kaks põhjust: esiteks ulatub elektrisüsteemide liinivool sageli sadade või isegi tuhandete ampriteni, muutes otsese ühenduse tavaliste instrumentidega võimatuks. Teiseks ei saa kõrgepingeliine otse mõõtevahenditega ühendada; vastasel juhul ähvardab operaatoreid elektrilöögi oht. Voolutrafod saavutavad elektriisolatsiooni elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel, vähendades nii proportsionaalselt voolu kui ka isoleerides täielikult kõrge-pingepoole madalpinge-sekundaarahelast, tagades põhimõtteliselt mõõtepersonali ja -seadmete ohutuse.
II. Mis on siseruumides ühefaasiline{1}}faas?
Siseruumides: see viitab trafo mudelile, mis on spetsiaalselt ette nähtud siseruumide paigaldamiseks. Selle isolatsioonistruktuur, korpuse kaitsetase ja roomamiskaugus on mõeldud kasutamiseks sisetingimustes ega sobi otseseks kasutamiseks niiskes, määrdunud või vihmaga kaitstud väliskeskkonnas.
Single{0}}phase: see tähendab, et iga trafo mõõdab ainult ühe faasiliini voolu, kusjuures iga faasi kohta on konfigureeritud üks seade. Kolmefaasilises süsteemis on kolmefaasilise voolu mõõtmise korral tavaliselt vaja kahte või kolme ühefaasilist-trafot (olenevalt juhtmestikust). Võrreldes kolme-faasi integreeritud voolutrafodega on ühefaasilised-voolutrafod väiksemad ja paigaldamisel paindlikumad, hõlbustades nende paigutamist erinevatesse jaotuskappidesse, lülitusseadmetesse ja mõõtekastidesse.
III. Siseruumides kasutatavate ühefaasiliste{1}}voolutrafode konstruktsioonikomponendid
Siseruumides kasutatavad ühefaasilised{0}}voolutrafod koosnevad peamiselt järgmistest väljastpoolt tulevatest osadest:
1. Tuum
Südamik on trafo magnetahela südamik, mis on tavaliselt valmistatud kõrge -läbilaskvusega räniterasest lehtedest, mis moodustavad suletud magnetvoo ahela. Südamiku materjal ja ristlõikepindala{2}} mõjutavad otseselt trafo täpsusklassi ja veaomadusi. Mõõtetrafod nõuavad suurt südamiku läbilaskvust ja väikest hüstereesikadu; kaitsetrafod seavad esikohale südamiku võimet vältida enneaegset küllastumist tugevate-vooluhäirete korral.
2. Primaarmähis (primaarmähis)
Primaarmähisel on väga vähe pöördeid, tavaliselt ainult üks kuni paar pööret, mõnikord moodustatakse otse südamikku läbivast siinist või vaskvardast. Primaarmähis on ühendatud mõõdetud elektriliiniga järjestikku ja suur primaarvool voolab läbi selle mähise magnetvälja tekitamiseks.
3. Sekundaarne mähis (sekundaarmähis) Sekundaarmähisel on rohkem pöördeid ja see on keritud ümber raudsüdamiku. See saavutab elektromagnetilise sidestuse primaarmähisega läbi raudsüdamiku magnetvälja, indutseerides sekundaarvoolu. Sekundaarmähise kaks klemmi on tavaliselt tähistatud S1 ja S2 (või K1 ja K2) välise instrumendi ja relee ühendamiseks.
4. Isolaator Isolaator keerdub ümber raudsüdamiku ja mähise, isoleerides täielikult kõrge-primaarahela madalpinge-sekundaarahelast. Sisevoolutrafode levinumad isolatsioonimeetodid hõlmavad epoksüvaigu valamist (monoliitvalamine, hea isolatsioon, kompaktne struktuur) ja isoleerpaberiga pakkimist lakiga (traditsiooniline protsess, sobib suure -võimsusega toodetele).
5. Korpus ja kinnitusklamber Korpus on tavaliselt monoliitsest epoksüvaigust valatud või metallkorpus. Paigaldusmeetodite hulka kuuluvad läbi-seina-, posti- ja läbiviigutüübid ning erinevad vormid on valitud olenevalt paigalduskohast ja vooluahela struktuurist.
IV. Siseruumides kasutatavate ühefaasiliste{1}}voolutrafode tööpõhimõte
Siseruumides kasutatavate ühefaasiliste{0}}voolutrafode tööpõhimõte põhineb Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadusel. Selle olemus on sama, mis trafol, kuid töötingimused on oluliselt erinevad. Põhiline tööprotsess on järgmine:
Kui primaarvool I₁ voolab läbi primaarmähise (N₁ pöörleb) testitavas vooluringis, tekitab vool Ampere'i seaduse kohaselt raudsüdamikus vahelduva magnetvoo Φ. See vahelduv magnetvoog läbib sekundaarmähist N₂ pööretega ja Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse kohaselt indutseeritakse sekundaarmähises sekundaarne elektromotoorjõud, mis tekitab koormusega ühendatud sekundaarahelas sekundaarvoolu I₂ (instrumendi sisetakistus).
Peamine erinevus voolutrafo ja trafo vahel on järgmine: trafo töötab peaaegu -tühi-- või koormatud tingimustes ning sekundaarpinge varieerub sõltuvalt koormusest; samas kui voolutrafo töötab normaalselt oma sekundaarküljega peaaegu-lühis-ahelis (minimaalse instrumendi sisetakistusega) ja sekundaarvoolul on kindel proportsionaalne seos primaarvooluga, sõltumata koormuse suurusest. Selle omaduse tõttu ei tohi voolutrafo sekundaarset külge kunagi kasutada avatud vooluahelaga. Kui see on avatud-, suureneb südamikku läbiv magnetvoog dramaatiliselt sekundaarpoole demagnetiseerivate ampri-pöörete kadumise tõttu, mis põhjustab südamiku üle-küllastumist ja ohtlikult kõrge pinge (kuni mitu kilovolti) sekundaarküljel, mis ohustab tõsiselt seadmeid ja personali ohutust.
V. Siseruumides kasutatavate ühefaasiliste{1}}voolutrafode peamised tehnilised parameetrid
Pärast tööpõhimõtte mõistmist on vaja tutvuda ka järgmiste põhiparameetritega:
Nimivoolusuhe (transformatsioonisuhe): näiteks 100/5, 200/5, 400/5 jne, mis tähistab primaarpoole nimivoolu ja sekundaarkülje nimivoolu suhet, on valiku esmane parameeter.
Täpsusklass (täpsusaste): tavaliselt on näha 0,1, 0,2, 0,5 (mõõtmiseks) ja 5P, 10P (kaitseks). Mida väiksem arv, seda suurem on täpsus. Erinevate rakenduste jaoks tuleks valida erinevad klassid.
Nimisekundaarne koormus (VA): see viitab näivvõimsusele, mis vastab voolutrafo sekundaarküljega ühendatud maksimaalsele lubatud takistusele. Üldised väärtused on 5VA, 10VA, 15VA, 30VA jne. Ühendatud instrumentide kogutakistus ei tohiks seda väärtust ületada; vastasel juhul suureneb viga.
Isolatsiooni nimipinge (Um): see näitab voolutrafo primaarpoole ja sekundaarpoole isolatsioonikindluse pingeklassi, näiteks 0,72 kV, 3,6 kV, 7,2 kV jne.
VI. Peamine rakendus
Stsenaariumid Siseruumides olevaid ühefaasilisi{0}}voolutrafosid kasutatakse laialdaselt järgmistes rakendustes: mõõte- ja kaitseahelad tehase elektrijaotussüsteemides; voolu tuvastamine 10 kV jaotusseadmetes ja madalpinge jaotuskappides; praegune
proovivõtt alajaama releekaitseseadmetes; energia mõõtekarbid hoone jaotusruumides; ja voolu jälgimise ahelad tööstusautomaatikasüsteemides.
KKK
1. küsimus: miks ei saa voolutrafo sekundaarpoolt avatud-lülitada?
V: Kui sekundaarkülg on avatud-lülitatud, kaotab raudsüdamikus olev magnetvoog sekundaarvoolu demagnetiseeriva toime, mis põhjustab magnetvoo järsu suurenemise. See indutseerib sekundaarküljel mitme tuhande voldise kõrge pinge, mis võib kergesti põhjustada voolutrafo isolatsiooni purunemist ja elektrilöögiga seotud õnnetusi. Enne instrumendi lahtivõtmist peab sekundaarne pool olema lühistatud.
Q2: Kas voolutrafo jaoks on turvalisem valida suurem teisendussuhe?
V: Mitte tingimata. Liiga suur teisendussuhe põhjustab ebapiisava sekundaarvoolu normaalse koormuse korral, suurendades mõõtmisvigu ja ebatäpseid instrumendi näitu. Sobiv teisendussuhe tuleks valida tegeliku maksimaalse koormusvoolu põhjal; üldiselt eelistatakse tavalist töövoolu 60% kuni 80% primaarvoolu nimivoolust.
Q3: Kas siseruumides olevaid voolutrafosid saab paigaldada õues?
V: Ei. Sisevoolutrafode isolatsioonikonstruktsioon ja roomamiskaugus on mõeldud puhta sisekeskkonna jaoks. Niiske, määrdunud ja ultraviolettkiirgusega väliskeskkond kiirendab isolatsiooni vananemist, mis toob kaasa roomamise või isolatsiooni purunemise. Kasutada tuleb spetsiaalseid välisvoolutrafosid.
