Трансформаторы тока и напряжения

Трансформатор тока (ТТ) – это специальное устройство, используемое для преобразования тока. В сильноточной электротехнике такие приборы выполняют измерительную и защитную функции. Также трансформатор тока применяется для включения измерительных приборов в токовые цепи релейной защиты, для выравнивания токов в системах дифференциальных защит и т. д.Первичная обмотка ТТ подключается к источнику тока, а вторичная обмотка – замыкается на защитные и измерительные устройства, обладающие малыми внутренними сопротивлениями. Трансформаторы тока могут иметь одну или две ступени трансформации, двухступенчатые устройства называются каскадными. По номинальному напряжению трансформаторы делятся на два типа: 

 До 1000 В; 

Свыше 1000 В.

Подключение трансформаторов тока

Трансформаторы тока могут использоваться как для наружной, так и для внутренней установки. Трансформаторы первого типа предназначены для ОРУ (открытых распределительных устройств) и могут устанавливаться вне помещений. Трансформаторы внутренней установки используются только на закрытых площадках и подходят для закрытых (ЗРУ) и комплексных (КРУ) распределительных устройств. 

Бывают приборы, встроенные в электрические аппараты и машины (выключатели, трансформаторы, генераторы и др.). Накладные трансформаторы надеваются сверху на проходной изолятор (например, на высоковольтный ввод силового трансформатора), а переносные применяют для контрольных измерений и лабораторных испытаний. 

По способу установки ТТ бывают проходными и опорными. Проходные трансформаторы устанавливаются в проёмах стены либо металлического основания, выполняя функцию проходного изолятора. Опорные – крепятся на ровную плоскость, причём вывода первичной обмотки располагаются либо все вверху, либо один вывод – слева, другой – справа. 

Трансформатор напряжения (ТН) – это специальный прибор, применяемый для преобразования и гальванической развязки высокого напряжения (6 кВ и выше) в низкое (обычно 100 В). Данное устройство изолирует низковольтные логические цепи защиты и измерительные цепи от высокого напряжения, что даёт возможность сэкономить на изоляции низковольтных сетей. Главным образом, трансформатор напряжения работает в режиме холостого хода.

По типу преобразования электрического напряжения трансформатор может быть:

  • Понижающий (напряжение на вторичной обмотке ниже, чем на первичной); 
  • Повышающий (напряжение на вторичной обмотке выше, чем на первичной).

 

Иными словами, понижающий трансформатор понижает выходное напряжение, а повышающий – наоборот, повышает его. Прибор первого типа подойдёт, если, например, необходимо из 220 В на входе получить 36 В на выходе. Если же 220 В нужно преобразовать в 660 В на выходе, тогда потребуется повышающий трансформатор. Любой трансформатор напряжения обратим: если его перевернуть, он тут же из повышающего станет понижающим и наоборот.

Одним из основных параметров трансформатора электрического напряжения является его мощность. Существуют устройства малой, средней и большой мощности.

Схема работы трансформатора напряжения довольно проста: первичная обмотка, состоящая из большого числа витков, подключается к цепи с измеряемым напряжением, а сами приборы учёта подсоединяются к зажимам вторичной обмотки. ТН конструктивно включает в себя магнитопровод и катушку с обмотками. Коэффициент трансформации равен отношению числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки.

 

Чем отличаются измерительные трансформаторы напряжения и тока?

Трансформаторы тока и напряжения часто используют в измерительных целях. Главной задачей этих приборов является приведение I (U) на выходе к значению, удобному для учётно-измерительных работ.

В первую очередь, измерительные трансформаторы напряжения отличаются от измерительных трансформаторов тока тем, что первые преобразуют высокое напряжение в низкое, а последние – трансформируют силу электрического тока. Напомним, что электрическое напряжение измеряется в вольтах (В), а сила тока – в амперах (А). Для нахождения силы тока, согласно закону Ома, используют следующую формулу: I = U / R, где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление участка цепи.Также трансформаторы напряжения и тока имеют различное подключение первичных обмоток: в первом случае – фазное или линейное напряжение, во втором – последовательное подключение в первичную цепь. Идеальный режим работы у этих приборов также отличается: для ТН это режим холостого хода, а для ТТ – режим короткого замыкания вторичных обмоток.