Чем отличается трансформатор тока от трансформатора напряжения

ВИДЫ УСТРОЙСТВ

ТТ имеют конструктивные и функциональные отличия от ТН. В их вторичной цепи ток не зависит от сопротивления, исходящего подключенного потребителя, и остается стабильным в течение всего времени. Меняется только показатели напряжения. В ТН наоборот.

В зависимости от соотношения витков на первичных и вторичных обмотках все трансформаторы подразделяются:

на понижающие	повышающие	разделительные
W1>W2	W1<W2	W1=W2

ТТ относятся к повышающим приборам. Число витков на вторичной обмотке может во много раз превосходить их количество на первичной. ТН – к понижающим.

ТИПЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

НОМ 6 -10 — долгожители в данной группе приборов. Однофазные устройства с масляным естественным охлаждением для установок на 6-10 кВ. Обмотка трансформатора находится в герметичном баке, заполненном маслом. На маркировке указывается также год разработки и тип климатического исполнения.

Обычно однофазные ТН подключаются парами по схеме разомкнутого треугольника. При междуфазном замыкании какой-либо из приборов остается в работе, поэтому двух трансформаторов достаточно для контроля линейного напряжения.

Соединение разомкнутым треугольником решает довольно простые задачи. В более сложных схемах возникает проблема асимметрии напряжений при различных токах нагрузки по фазам. Поэтому в таких случаях ТН подключают треугольником.

ЗНОМ — заземляемые трансформаторы. От НОМ отличаются только компактными габаритами. У них всего один высоковольтный вывод с изоляцией высокого класса. Второй соединен с землей и располагается рядышком со вторичными обмотками.

НТМИ — трансформатор напряжения, трехфазный, масляный, с обмоткой для контроля изоляции. Конструкции из соединенных однофазных трансформаторов занимают слишком много места. Для трехфазных сетей удобнее использовать один ТН, подключаемый ко всем фазам. Вместо стандартного магнитопровода в нем установлен 5-стержневой. На 3 центральных располагаются обмотки всех фаз. 2 крайних применяются для равномерного распределения магнитных потоков.

Первичные обмотки внутри соединены в звезду с обязательным подключением нулевого вывода. Вторичные обмотки могут заземляться нулевым

Это важно для работы приборов, контролирующих сопротивление изоляции. При их включении на исправной без замыкания на землю стрелка остановится на показателе фазного напряжения, а с замыканием — упадет до 0

Это дает возможность определить поврежденную фазу, увидеть режим замыкания на землю или асимметрию по фазам и устранить ее с помощью специальных переключателей.

ТН упрощает работу оперативного персонала, помогает вычислить перегоревший предохранитель. При этом система сигнализации и контроля реагирует только в случае замыкания на землю и не замечает междуфазного замыкания или перегрузки.

НАМИ — трансформатор напряжения, антирезонансный, масляный, с обмоткой для контроля изоляции. Явление феррорезонанса наблюдается при работе ТН с первичными обмотками, соединенными с землей. Возникновение колебаний приводит к тому, что через обмотку проходит ток, во много раз превышающий номинальный. В результате трансформатор преждевременно выходит из строя из-за теплового пробоя. Стартом для феррорезонанса становится замыкание на землю. Чтобы нейтрализовать колебания, конструкцию прибор дополнили трансформаторами на отдельных магнитопроводах и особым образом подключили к цепям резисторы.

НАМИТ — аналогичное устройство, предназначенное исключительно для трехфазных сетей.

НАЛИ — трансформатор напряжения, антирезонансный, литой, с обмоткой для контроля изоляции. Явление феррорезонанса наблюдается при работе ТН с первичными обмотками, соединенными с землей. Возникновение колебаний приводит к тому, что через обмотку проходит ток, во много раз превышающий номинальный. В результате трансформатор преждевременно выходит из строя из-за теплового пробоя. Стартом для феррорезонанса становится замыкание на землю. Чтобы нейтрализовать колебания, конструкцию прибор дополнили трансформаторами на отдельных магнитопроводах и особым образом подключили к цепям резисторы.

НОЛ — трансформатор напряжения, однофазный, литой. Это устройства нового поколения, лишенные недостатков масляных ТН. Изолирующий состав в них не разливается, в отличие от масляных ТН и пожаробезопасен. Он позволяет уменьшить габариты приборов и использовать их в КРУ без выделения специальных ячеек. Их можно использовать как в однофазных, так и в трехфазных сетях, установив рядом 3 прибора.

НОЛП — модели со встроенным предохранителем.

ЗНОЛ— заземляемые литые трансформаторы.

Как выбрать и установить трансформаторы в электрических сетях?

1. Определение требуемых характеристик трансформатора

Перед выбором и установкой трансформатора необходимо определить требуемые характеристики, такие как номинальное напряжение, номинальный ток, частота и класс точности. Номинальное напряжение должно соответствовать требуемому уровню напряжения в электрической сети. Номинальный ток должен быть достаточным для обеспечения нормальной работы подключенных устройств. Частота выбирается в зависимости от характеристик электрической сети. Класс точности трансформатора определяет его способность сохранять заданную нагрузку при изменении условий работы.

2. Выбор подходящего типа трансформатора

Существует несколько типов трансформаторов, таких как трансформаторы напряжения, трансформаторы тока, автотрансформаторы и специализированные трансформаторы. Для правильного выбора типа трансформатора необходимо учесть требования к приложению и особенности работы электрической системы.

Трансформаторы напряжения используются для изменения напряжения в сети, обеспечивая безопасность при подключении низконапряженных устройств к высоконапряженной сети. Трансформаторы тока, с другой стороны, используются для измерения тока и обеспечения защиты от перегрузок и коротких замыканий.

3. Расчет необходимой емкости и размера трансформатора

Расчет емкости и размера трансформатора зависит от нагрузки, которую он должен снабжать электроэнергией. Учитывайте ожидаемую максимальную нагрузку и возможные перегрузки при выборе трансформатора

Также обратите внимание на местоположение и размеры пространства для установки трансформатора

Важно учесть возможные потери мощности и напряжения в трансформаторе при выборе его емкости. Это поможет избежать проблем с эффективностью работы системы и потери энергии

4. Установка и подключение трансформатора

Установка и подключение трансформатора должны проводиться квалифицированными специалистами. Они должны следовать инструкциям производителя и учитывать требования безопасности.

Перед установкой трансформатора необходимо убедиться в надежности и электрической безопасности установленной системы. Правильное подключение электрических соединений и заземление помогут предотвратить аварии и повреждения оборудования.

После установки трансформатора рекомендуется проверить его работу и настройки, чтобы убедиться в его исправности и соответствии заданным параметрам.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете правильно выбрать и установить трансформаторы в электрических сетях, обеспечивая стабильность и безопасность работы электрической системы.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения можно отнести больше к электротехнике, чем к электронике. Самый обыкновенный однофазный трансформатор напряжения выглядит вот так.

Если откинуть верхнюю защиту трансформатора, то мы можем четко увидеть, то он состоит из какого-то железного каркаса, который собран из металлических пластин, а также из двух катушек, которые намотаны на этот железный каркас. Здесь мы видим, что из одной катушки выходит два черных провода

12 недорогих наборов электроники для самостоятельной сборки и пайки

Моя личная подборка конструкторов с Aliexpress “сделай сам” для пайки от простых за 153 до 2500 рублей. Дочке 5 лет – надо приучать к паяльнику))) – пусть пока хотя-бы смотрит – переходи посмотреть, один светодиодный куб чего только стоит

а с другой катушки два красных провода

Эти обе катушки одеваются на сердечник трансформатора. То есть в результате мы получаем что-то типа этого

Ничего сложного, правда ведь?

Но дальше самое интересное. Если подать на одну из этих катушек переменное напряжение, то в другой катушке тоже появляется переменное напряжение. Но как же так возможно? Ведь эти обмотки абсолютно не касаются друг друга и они изолированы друг от друга. Во чудеса! Все дело, в так называемой электромагнитной индукции.

Если объяснить простым языком, то когда на первичную обмотку подают переменное напряжение, то в сердечнике возникнет переменное магнитное поле с такой же частой. Вторая катушка улавливает это переменное магнитное поле и уже выдает переменное напряжение на своих концах.

Важность коэффициента трансформации, класса точности, погрешности

Коэффициент трансформации (КТ) — определяет пропорциональность преобразования, задается при проектировании ТТ, при выпуске обязательно проверяется. На схеме это К1, определяемый соотношением l1/l2 (двумя векторами).

Эффективность коэффициентов собранных изделий отображает класс точности. При реальном функционировании токовые величины не постоянные, поэтому коэффициент обозначают номинальным. Пример: 1000/5 — при 1 кА рабочего тока (первичного) во вторичной цепи действует нагрузка 5 А. Именно по описанным значениям и проводится расчет продолжительность эксплуатации этого трансформаторного тока.

Погрешность ТТ влияет на класс его точности и определяется сечением, уровнем проницаемости материала магнитопровода, величинами магнитного пути.

Возрастание сопротивления нагрузки во вторичной цепи, превышающее возможности ТТ (при этом там генерируется повышенное напряжение), провоцирует пробой изоляции — трансформатор выходит из строя, перегорает

Поэтому важно правильно подбирать данный параметр. Предельное сопротивление есть в справочных материалах

Силовые трансформаторы

Термином «силовой» определяют назначение, связанное с преобразованием высоких мощностей. Вызвано это тем, что большинство бытовых и производственных потребителей электрических сетей нуждаются в питании напряжением 380/220 вольт. Однако доставка его на большие расстояния связана с огромными потерями энергии, которые снижаются за счет использования высоковольтных линий.

Воздушные ЛЭП высокого напряжения соединяют в единую сеть подстанции с силовыми трансформаторами соответствующего класса.

Силовой трансформатор 110 кВ

А по другим линиям напряжение 6 или 10 кВ подводится к силовым трансформаторам, обеспечивающих питанием 380/220 вольт жилые комплексы и производственные предприятия.

Преимущества и недостатки трансформаторов тока и напряжения

Трансформаторы тока и трансформаторы напряжения – это два основных типа трансформаторов, используемых в электротехнике. Оба этих устройства играют важную роль в измерении и контроле электрических параметров в электроэнергетике и автоматизации.

Трансформатор тока

Преимущества трансформаторов тока:

Преобразование высокого тока в пропорциональный низкому значению, что облегчает измерение и обработку данных;
Экономия средств и улучшение безопасности путем использования специализированных измерительных приборов, а не прямого подключения к электрической сети;
Удобство монтажа и замены, так как они обычно представляют собой отдельный блок с зажимами для подключения;
Высокая точность и надежность, что особенно важно в критических ситуациях, например, для защиты электрооборудования от перегрузки.

Недостатки трансформаторов тока:

Ограниченная ширина измеряемого тока – трансформаторы тока имеют определенный диапазон измеряемых значений и не могут справиться с слишком высокими или слишком малыми значениями;
Сложность установки и подключения в системе, особенно при необходимости замены существующего трансформатора на другой;
Значительные потери в энергии при преобразовании большого кругового тока в меньший.

Трансформатор напряжения

Преимущества трансформаторов напряжения:

Преобразование высокого напряжения в пропорциональный низкому значению, что облегчает измерение и контроль параметров;
Экономия средств и защита оборудования, так как позволяет использовать специализированные измерительные приборы;
Удобство монтажа и замены – трансформаторы напряжения обычно компактны и просты в установке, а также могут быть легко заменены;
Высокая точность и надежность, особенно в критических ситуациях, когда точность измерения напряжения играет важную роль.

Недостатки трансформаторов напряжения:

Ограниченная ширина измеряемого напряжения – каждый трансформатор напряжения имеет свой диапазон измеряемых значений, что может быть ограничивающим фактором;
Сложность установки и подключения в сети из-за необходимости обеспечения правильного соотношения числа оборотов;
Потенциальная опасность при работе с высоким напряжением – необходимы специальные меры безопасности для избежания травм или поражения электрическим током.

В итоге, трансформаторы тока и трансформаторы напряжения обладают своими преимуществами и недостатками, и их выбор зависит от конкретных требований и условий эксплуатации. Оба этих устройства широко применяются в электротехнике и энергетике для измерения и контроля электрических параметров и играют важную роль в обеспечении безопасности и эффективности работы электрооборудования.

Нормативная документация

Технические условия

Технические условия (ТУ) — это документ, устанавливающий технические требования, которым должны удовлетворять конкретное изделие, материал, вещество и пр. или их группа. Кроме того, в них должны быть указаны процедуры, с помощью которых можно установить, соблюдены ли данные требования.

Технические условия являются неотъемлемой частью комплекта конструкторской или другой технической документации на продукцию.

Требования, установленные техническими условиями, не должны противоречить обязательным требованиям государственных или межгосударственных стандартов, распространяющихся на данную продукцию.

Руководство по эксплуатации

Руководство по эксплуатации входит в состав конструкторской документации на готовое изделие (трансформатор).

Руководство по эксплуатации предназначено для двух видов деятельности:

целевое применение трансформатора;
техническое обслуживание трансформатора.

Задача руководства по эксплуатации — обеспечить необходимой технической информацией, как для применения, так и для обслуживания оборудования.

В руководстве по эксплуатации оборудования должны быть описаны:

Описание и работа оборудования; эксплуатация оборудования; поверка оборудования; техническое обслуживание; хранение оборудования; транспортирование оборудования и другое.

Фактически, это разделы руководства по эксплуатации.

Ремонт оборудования

Что касается ремонтных работ, то для их проведения прибор должен быть отключен от сети. Запрещено эксплуатировать трансформатор с незаземленным цоколем, а все неисправности должны устраняться специалистами. Исправное оборудование в процессе работы издает равномерный звук без треска и резких шумов. Кроме того, в сетях до 10 кВ случаются резонансные повышения напряжения. Причиной их появления считается многократные разряды емкости, получающиеся в результате дугового замыкания. Это в свою очередь приводит к образованию феррорезонанса в трансформаторе напряжения и выходу его из строя. Избежать этого можно при заземлении нейтрали через резистор.

Измерительные трансформаторы

В этом классе работают два вида устройств, обеспечивающих в целях измерения параметров сети преобразования:

Измерительные трансформаторы создаются с высоким классом точности. Во время эксплуатации их метрологические характеристики периодически подвергают поверке на правильность измерения как величин, так и углов отклонения векторов тока и напряжения.

Трансформаторы тока

Главная особенность их устройства заключается в том, что они постоянно эксплуатируются в режиме короткого замыкания. У них вторичная обмотка полностью закорочена на маленькое сопротивление, а остальная конструкция приспособлена для такой работы.

Чтобы исключить аварийный режим входная мощность ограничивается специальным устройством первичной обмотки: в ней создается всего один виток, который не может создать при протекании по нему тока большого падения напряжения на обмотке и, соответственно, передать в магнитопровод высокую мощность.

Этот виток врезается непосредственно в силовую цепь, обеспечивая его последовательное подключение. У отдельных конструкций просто создается сквозное отверстие в сердечнике, через которое пропускают провод с первичным током.

Нагрузку вторичных цепей трансформатора тока, находящегося под напряжением, нельзя разрывать. Все провода и соединительные клеммы по этой причине изготавливаются с повышенной механической прочностью. В противном случае на разорванных концах сразу возникает высоковольтное напряжение, способное повредить вторичные цепи.

Благодаря работе трансформаторов тока создается возможность обеспечения постоянного контроля и анализа нагрузок, протекающих в электрической системе. Особенно это актуально на высоковольтном оборудовании.

Измерительные трансформаторы тока 110 кВ

Номинальные значения вторичных токов измерительных трансформаторов энергетики принимают в 5 ампер для оборудования до 110 кВ включительно и 1 А — выше.

Широкое применение трансформаторы тока нашли в измерительных приборах. За счет использования конструкции раздвижного магнитопровода удается быстро выполнять различные замеры без разрыва электрической цепи, что необходимо делать при использовании обычных амперметров.

Токовые клещи с раздвижным магнитопроводом трансформатора тока позволяют обхватить любой проводник с напряжением и замерить величину и угол вектора тока.

Трансформаторы напряжения

Отличительная особенность этих конструкций заключается в том, что они работают в режиме, близком к состоянию холостого хода, когда величина их выходной нагрузки невысокая. Они подключается к той системе напряжений, величина которой будет измеряться.

Измерительный трансформатор напряжения 110 кВ

Измерительные трансформаторы напряжения обеспечивают гальваническую развязку оборудования первичных и вторичных цепей, работают в каждой фазе высоковольтного оборудования.

Из них создают целые комплексы систем измерения, позволяющие фильтровать и выделять различные составляющие векторов напряжения, учет которых необходим для точной работы защит, блокировок, систем сигнализации.

За счет работы трансформаторов тока и напряжения снимают вектора вторичных величин, пропорциональные первичным в реальном масштабе времени. Это позволяет не только создавать цепи измерения и защит по току и напряжению, но и за счет математических преобразований векторов анализировать состояние мощностей и сопротивлений в действующей электрической системе.

Разновидности

Доступные на сегодня трансформаторы классифицируются по следующему ряду признаков:

Назначению.

В зависимости от сферы применения устройства подразделяются на несколько видов:

Силовые – преобразуют ток большой мощности как в сетях, так и на установках.
Для систем освещения – используются для электропитания подсветок и систем освещения.
Сварочные – применяются для стабилизации сварочной дуги в сварочных аппаратах.
Измерительные – устанавливаются в инструменты для проведения измерений.
Импульсные – применяются в современных точных устройствах для сохранности выходной формы электротока.

Кроме того, трансформаторные модули могут иметь обозначение по применимости к конкретному месту, устройству, технике.

Для стабилизации дуги и контроля параметров тока в сварочном аппарате применяется электротрансформаторИсточник 220-volt.ru

Типу охлаждения.

Для успешной работы трансформатору требуется эффективное отведение вырабатываемого тепла. Для этого применяется 2 типа систем охлаждения:

Воздушные или сухие – с охлаждением за счет воздуха. Это стандартные бытовые установки для работы в 2-х и 3-х-фазных сетях.
Масляные – с радиаторной системой отвода тепла, где в качестве теплоносителя заливается минеральное масло. Как правило, это агрегаты мощностью свыше 6 кВт.

Видео описание

Видео о том, что такое трансформатор и как он работает:

Бывают также установки с жидкостным диэлектрическим охлаждением. Теплоносителем служит специальная жидкость-диэлектрик.

Виду электрического тока.

В стандартном представлении трансформатор предназначен для понижения или повышения напряжения в сети переменного тока. Однако бывают также варианты для постоянного тока.

Естественно, это несколько иные по конструкции и принципу действия устройства. Применяются они гораздо реже, чем обычные модели.

Количеству фаз.

В зависимости от количества преобразуемых фаз установки бывают:

1-фазные.
3-фазные.
Многофазные.

Последние применяются в особых условиях, когда оборудование должно всегда работать безотказно. При потере одной фазы на смену включается запасная.

Применение

Трансформатор, по сути, это универсальное устройство, и потому применяется везде, где есть необходимость понижения или повышения напряжения. Это, прежде всего, такие области:

Электроэнергетическая отрасль. Ни одна электростанция не обходится без стационарного трансформаторного блока для транспортировки на расстояние и распределения электричества по объектам.

Видео описание

Видео-обзор видов трансформаторов, их особенностей и способа проверки:

Промышленная сфера. Большая часть промышленного оборудования требует трансформации тока под заданные характеристики. Для этого применяются силовые агрегаты.
Электротехника. В блоках питания, передатчиках и усилителях используются трансформаторы высокочастотного и импульсного типа.
Системы освещения. Для осветительных приборов на дорогах, зданиях, в цехах устанавливаются особые трансформаторные устройства.
Электросварочные работы. Для стабилизации дуги и настроек тока применяются специальные трансформаторные агрегаты напряжения.
Транспорт. Питание электроприводов различных транспортных средств (локомотивов, трамваев, авто) выполняется с помощью тяговых трансформаторов.
Точные и измерительные приборы.

Видео описание

Видео о том, какие сердечники бывают у трансформаторов, и чем они различаются:

Коротко о главном

Трансформатор служит для повышения или понижения напряжения. Работает на принципе магнитной индукции. Состоит устройство из 3-х рабочих частей – сердечника, обмоток и корпуса.

При подаче переменного тока на 1-ую обмотку возникает переменный магнитный поток. Проходя через замкнутый магнитовод, он индуцирует ток во 2-ой обмотке.

Любой трансформатор характеризуется 3-мя параметрами – коэффициентом трансформации, КПД и потерей мощности. При этом классифицируется по ряду признаков:

Назначению.
Типу охлаждения.
Числу фаз.
Виду тока.

Поверка

Поверка измерительных трансформаторов, трансформаторов напряжения, поверки трансформаторов тока всех возможных видов не имеют одного фиксированного срока. Разные типы и модели имеют свою периодичность поверочных мер.

Межповерочный интервал находится в диапазоне 4–16 лет. Например (модель — срок в годах):

ТТИ-А — 5;
ТОП — 8;
ТШП — 16;
ТОЛ-10 — 8;
ТПЛ-10 — 8.

Узнать сроки можно из таких источников:

паспорт изделия. Самый простой способ, так как данная информация в технической документации на такой товар обязательная. Если оригинальные бумаги утеряны, то можно направить запрос производителю. Примерные данные можно узнать из интернета — в сети есть сканы и образцы паспортов;
у завода-изготовителя;
в сертификате предыдущей процедуры;
ГОСТ 7746-2015.

Поверки нужны для допуска к эксплуатации, мероприятие осуществляют специальные аккредитованные и лицензированные учреждения, лаборатории, структуры энергетических компаний. Исполнитель должен иметь соответствующее свидетельство. После мероприятия его проведение и состояние изделия подтверждается поверительным клеймом, пломбой, отметкой в паспорте, протоколом.

Основная цель поверки — определить погрешность. По непригодным изделиям гасят клеймо, вносят запись в паспорт, выдают извещение о непригодности, аннулируют предыдущие свидетельства.

При тестировании используют несколько методик и приборов (мегаомметры, вольтметры, амперметры, приборы сравнения токов). Подробно процедура прописана в ГОСТе 8.217-2003.

Вопрос-ответ:

В чем основное отличие между трансформатором напряжения и трансформатором тока?

Основное отличие между трансформатором напряжения и трансформатором тока заключается в том, что первый используется для изменения напряжения, а второй — для изменения тока.

Как работает трансформатор напряжения?

Трансформатор напряжения состоит из двух обмоток — первичной и вторичной. При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, создается магнитное поле, которое индуцирует переменное напряжение во вторичной обмотке. Соотношение между числом витков в обмотках определяет изменение напряжения.

Каким образом трансформатор тока отличается от трансформатора напряжения?

Трансформатор тока используется для измерения тока и имеет одну первичную обмотку и несколько вторичных обмоток. Ток, проходящий через первичную обмотку, создает магнитное поле, которое проникает через вторичные обмотки. Таким образом, трансформатор тока создает пропорциональный ток во вторичных обмотках, который можно использовать для измерения или контроля.

В чем преимущество использования трансформатора напряжения?

Использование трансформатора напряжения позволяет эффективно изменять и управлять электрическим напряжением. Он облегчает передачу напряжения на большие расстояния и обеспечивает эффективную работу электрических устройств. Также, трансформатор напряжения помогает защитить электронные компоненты от перенапряжений и снижает риск возникновения пожара или повреждения оборудования.

Каковы основные области применения трансформатора тока?

Основные области применения трансформатора тока включают энергетику, автоматизацию, силовую электронику и измерительные системы. Он используется для измерения электрического тока в электроприборах, приборах автоматического регулирования, электронных приборах, а также в системах контроля и управления электроэнергией.

Чем отличается трансформатор напряжения от трансформатора тока?

Трансформатор напряжения (ТН) и трансформатор тока (ТТ) — это два разных устройства, которые используются в электротехнике. Главное отличие между ними заключается в том, что ТН используется для изменения напряжения в электрической сети, а ТТ — для измерения тока.

Как работает трансформатор напряжения?

Трансформатор напряжения — это устройство, которое позволяет изменять напряжение в электрической сети. Он состоит из двух обмоток — первичной и вторичной. Первичная обмотка подключается к источнику электрического напряжения, а вторичная обмотка — к потребителю. Когда в первичной обмотке протекает переменный ток, он создает переменное магнитное поле, которое индуцирует напряжение во вторичной обмотке. Значение напряжения во вторичной обмотке зависит от отношения числа витков в первичной и вторичной обмотках.