En els circuits de potència de 380 volts amb corrents elevats, segons el PUE, s’utilitza un convertidor d’un disseny especial, anomenat transformador de corrent. Amb la seva ajuda, és possible reduir el valor de l'indicador actual pel nombre de vegades especificat per les característiques tècniques. Per entendre el principi de funcionament d’aquests convertidors, haureu de familiaritzar-vos amb el seu disseny.
Funcions de disseny
Els transformadors de corrent elèctric contenen els elements estructurals següents:
- nucli tancat (circuit magnètic);
- bobinatge primari;
- bobina secundària (escalonada).
El bobinatge primari es connecta en sèrie amb el circuit monitoritzat, de manera que hi circula tot el corrent de fase. La bobina secundària es carrega en un dispositiu connectat a la xarxa: un relé de protecció o un dispositiu de mesura. A causa de la diferència en el nombre de voltes de cadascuna de les bobines, el component actual del bobinatge secundari es redueix a un valor determinat per la relació de transformació.
Atès que la resistència dels circuits de càrrega és insignificant, es creu que aquests dispositius funcionen en un mode molt proper al curtcircuit.
Solen tenir diversos grups de bobinatges secundaris, cadascun dels quals s’utilitza per als seus propis propòsits. Es poden connectar a:
- dispositius de protecció (relés de tensió, per exemple);
- equips de comptabilitat i diagnòstic;
- equips de control.
La resistència dels bobinatges de sortida està estrictament normalitzada, ja que fins i tot una lleugera desviació del valor especificat a la TU comporta un augment de l’error de mesura o un deteriorament de les característiques de resposta.
La diferència essencial entre un TT i els seus transformadors de tensió relacionats rau en les funcions que fan aquests dispositius i el principi de funcionament. Els transformadors de corrent proporcionen principalment protecció per a la càrrega connectada i la precisió especificada de les mesures. El segon tipus es caracteritza per un mode de funcionament purament convertidor, que només es relaciona amb el funcionament en circuits de potència.
Classificació dels transformadors de corrent
- Propòsit: la funció realitzada per cada dispositiu específic.
- Mètode d’instal·lació in situ.
- Funcions de disseny que inclouen el nombre total de girs al bobinatge primari.
- Tensió de funcionament i tipus d’aïllament del conductor.
- El nombre de passos de transformació.
Segons el propòsit, les conegudes mostres de TT es divideixen en dispositius de laboratori, protectors, de mesura i dispositius anomenats "intermedis".
Aquesta última categoria està pensada per connectar instruments de mesura o per igualar els valors de corrent en sistemes de protecció diferencial.
Segons el mètode d'instal·lació, es distingeixen els tipus següents:
- només per a instal·lacions exteriors (en armaris de commutació);
- per a esquemes d’instal·lació interna (en quadres interiors);
- convertidors integrats en unitats elèctriques i dispositius de commutació, que inclouen generadors i transformadors de potència;
- dispositius aeris muntats a la part superior de l'estructura (sobre casquets).
Els exemplars portàtils s’utilitzen tant per a la investigació de laboratori com per a la inspecció i mesura.
Segons el disseny del bobinatge primari, els dispositius actuals es divideixen en models de torn múltiple, gir simple i bus. D'acord amb la tensió de funcionament dels circuits en què s'instal·len aquests dispositius, es divideixen en transformadors instal·lats en xarxes de fins a 1000 volts i més.
Segons el tipus de materials aïllants que s’utilitzen, aquests productes es divideixen en els tipus següents:
- amb aïllament "sec" a base de porcellana o resina epoxi;
- amb protecció de paper-oli o condensador;
- amb farciment compost.
Segons el nombre d’etapes de transformació disponibles, tots els dispositius coneguts instal·lats al circuit d’alimentació són d’una sola etapa i de dues etapes (el seu altre nom és “cascada”).
Esquemes de connexió
Diversos circuits per connectar transformadors de corrent difereixen principalment en l’ordre de commutació dels bobinats primaris i secundaris. El primer d'ells es caracteritza per la connexió seqüencial més senzilla (l'anomenat "tie-in") a la ruptura del bus de fase monitoritzat. Una altra cosa són els circuits secundaris, que consisteixen en diversos bobinats, que es poden desconnectar segons els esquemes següents:
- “Estrella completa, s'utilitza quan és necessari controlar els paràmetres actuals en cadascuna de les fases.
- "Estrella incompleta", que s'utilitza quan no cal controlar tots els circuits de mesura lineals.
- Un circuit per fixar corrents de "seqüència zero", que inclou un relé de control.
Per tal d’estalviar diners, sovint s’instal·len no tres, sinó només dos transformadors de mesura (sense una fase) en alimentadors sortints de 6-10 kV.
En aquest cas, els bobinatges secundaris s’activen en un esquema d’estrelles incomplet. Un circuit comú anomenat "prova de corrent de seqüència zero" es forma en connectar els bobinatges secundaris a una estrella completa. En aquest cas, el relé de control que s'hi utilitza s'inclou en el trencament del cable comú ("zero"). Amb aquest tipus de desconnexió, el corrent que passa pel bobinat està format pels vectors trifàsics. Si les càrregues són equilibrades, en el cas de curtcircuits monofàsics o bifàsics, el component resultant del desequilibri s’allibera al relé.
Paràmetres i característiques principals dels transformadors de corrent
Els paràmetres tècnics de qualsevol transformador de corrent es descriuen mitjançant els indicadors principals següents:
- classe de dispositius;
- Tensió nominal;
- corrents a les bobines primàries i secundàries;
- Relació de transformació de CA (com a proporció);
- error de mesura permès en connectar un comptador d’electricitat;
- permeabilitat i secció transversal del circuit magnètic (nucli);
- la magnitud del recorregut magnètic.
La tensió nominal en quilovolts sol donar-se al passaport adjunt a cada dispositiu específic. El seu valor operatiu oscil·la entre 0,66 i 1150 kV. Per obtenir informació més completa sobre aquest i altres indicadors, heu de llegir la literatura de referència sobre la connexió de transformadors a comptadors elèctrics.
De vegades, sota comanda, el fabricant fabrica dispositius amb corrents secundàries de 2,0 o 2,5 amperes.
La relació de transformació (multiplicitat) és un indicador de la proporció o proporció dels corrents de les bobines primàries i secundàries. La multiplicitat limitant s’entén com la proporció del corrent primari màxim al seu valor nominal, sempre que l’error total en una càrrega secundària fixa no superi el 10%. La relació de limitació nominal significa el mateix indicador a càrrega òptima.Aquest paràmetre caracteritza la possibilitat d’un funcionament normal dels dispositius de protecció en modes d’emergència.
Error actual
Segons GOST 7746-89, hi ha tres tipus d'errors per a les TC: actuals, angulars i totals. Són indicadors quantitatius de la desviació dels valors corrents secundaris, multiplicats pel factor nominal, respecte de l’indicador primari.
L'estàndard prescriu calcular aquests errors només en el mode de funcionament d'estat estacionari (amb paràmetres constants) del sistema i només si la forma del corrent primari no difereix de la sinusoïdal.
L'error actual esmentat a la descripció de la multiplicitat caracteritza la diferència relativa dels valors efectius dels corrents, expressada en percentatge. El seu equivalent angular es defineix com l’error entre els vectors de dos components de corrent efectius: el fonamental per al circuit primari i el primer harmònic per al secundari. Basant-se en aquests dos valors, l'error total es calcula sumant-los segons la fórmula donada a les instruccions.
L’objectiu principal de mesurar els transformadors de corrent és connectar comptadors d’energia que serveixen per donar servei a línies elèctriques trifàsiques.
