Измерительный трансформатор

Понятие измерительного трансформатора

Измерительный трансфомратор тока

Измерительный трансфомратор напряжения

Измерительный трансформатор применяют в установках переменного тока для изоляции цепей измерительных приборов и реле от сети высокого напряжения и для расширения пределов измерения измерительных приборов. Непосредственное включение измерительных приборов в цепь высокого напряжения сделало бы приборы опасными для прикосновения. Конструкция приборов в этом случае была бы сильно усложнена, так как изоляция токоведущих частей должна была бы быть рассчитана на высокое напряжение, а их сечение – на большие токи.

Измерительные трансформаторы делятся на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Их применение дает возможность пользоваться одними и теми же приборами со стандартными пределами измерения для измерения самых различных напряжений и токов.

Измерительный трансформатор тока преобразует измеряемый большой ток в малый, а измерительный трансформатор напряжения – измеряемое высокое напряжение в низкое.

Классификация измерительных трансформаторов

Опорный измерительный трансформатор

Проходной измерительный трансформатор

Встраиваемый измерительный трансформатор

По назначению измерительные трансформаторы подразделяются на измерительные трансформаторы для измерений и измерительные трансформаторы для защиты. Последние могут предназначаться для работы только в установившихся (статических) режимах либо в установившихся и переходных (динамических) режимах.

В зависимости от вида преобразования измерительные трансформаторы делятся на преобразователи тока в ток, тока в напряжение (например, трансреакторы, магнитные трансформаторы тока), тока в неэлектрическую величину (например, в световой поток). При этом по способу представления выходной информации измерительные трансформаторы подразделяются на аналоговые и дискретные.

Целесообразно разделять измерительные трансформаторы в зависимости от уровня напряжения, определяющего конструкцию, а иногда и принцип действия измерительного трансформатора.

Все измерительные трансформаторы и для измерений, и для защиты — можно классифицировать по следующим основным признакам.

По роду установки:

измерительные трансформаторы для работы на открытом воздухе;
измерительные трансформаторы для работы в закрытых помещениях;
измерительные трансформаторы для встраивания в полости электрооборудования;
измерительные трансформаторы для специальных установок (в шахтах, на судах, электровозах и т, д,).

По способу установки:

проходные измерительные трансформаторы, предназначенные для использования в качестве ввода и устанавливаемые в проемах стен, потолков или в металлических конструкциях;
опорные, предназначенные для установки на опорной плоскости;
встраиваемые измерительные трансформаторы, т, е. предназначенные для установки в полости электрооборудования.

По числу коэффициентов трансформации:

с одним коэффициентом трансформации;
с несколькими коэффициентами трансформации, получаемыми изменением числа витков первичной или вторичной обмотки, или обеих обмоток, или применением нескольких вторичных обмоток с различным числом витков, соответствующим различному номинальному вторичному току.

По числу ступеней трансформации:

одноступенчатые;
каскадные (многоступенчатые), т. е с несколькими ступенями трансформации.

Измерительные трансформаторы тока по выполнению первичной обмотки:

одновитковые;
многовитковые.

Одновитковые измерительные трансформаторы тока имеют две разновидности:

без собственной первичной обмотки;
с собственной первичной обмоткой.

Одновитковые измерительные трансформаторы тока, не имеющие собственной первичной обмотки, выполняются встроенными, шинными или разъемными.

Встроенный измерительный трансформатор тока представляет собой магнитопровод с намотанной на него вторичной обмоткой. Он не имеет собственной первичной обмотки. Ее роль выполняет токоведущий стержень проходного изолятора. Этот измерительный трансформатор тока не имеет изоляционных элементов между первичной и вторичной обмотками. Их роль выполняет изоляция проходного изолятора.
В шинном измерительном трансформаторе тока роль первичной обмотки выполняют одна или несколько шин распределительного устройства, пропускаемые при монтаже сквозь полость проходного изолятора. Последний изолирует такую первичную обмотку от вторичной.
Разъемный измерительный трансформатор тока тоже не имеет собственной первичной обмотки. Его магнитопровод состоит из двух частей, стягиваемых болтами. Он может размыкаться и смыкаться вокруг проводника с током, являющимся первичной обмоткой этого измерительного трансформатора, Изоляция между первичной и вторичной обмотками наложена на магнитопровод со вторичной обмоткой.

Одновитковые измерительные трансформаторы тока, имеющие собственную первичную обмотку, выполняются со стержневой первичной обмоткой или с U-образной.

Многовитковые измерительные трансформаторы тока изготавливаются

с катушечной первичной обмоткой, надеваемой на магнитопровод;
с петлевой первичной обмоткой, состоящей из нескольких витков;
со звеньевой первичной обмоткой , выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансформатора тока конструктивно распределена между первичной и вторичной обмотками, а взаимное расположение обмоток напоминает звенья цепи;
с рымовидиой первичной обмоткой, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансформатора тока нанесена в основном только на первичную обмотку, имеющую форму рыма.

Оптический измерительный трансформатор

По роду изоляции между первичной и вторичной обмотками измерительного трансформатора изготовляются

с твердой (фарфор, литая изоляция, прессованная изоляция и т. д.);
с вязкой (заливочные компаунды);
с комбинированной (бумажно-масляная, конденсаторного типа) или газообразной (воздух, элегаз) изоляцией.

По принципу преобразования тока измерительные трансформаторы тока делятся на

электромагнитные
оптико-электронные.

Назначение измерительного трансформатора

В современных электротехнических установках напряжение достигает 750 кВ и выше, а токи измеряются десятками килоампер и более. Для непосредственного их измерения потребовались бы очень громоздкие и дорогостоящие электроизмерительные приборы. В отдельных случаях такие измерения были бы совсем невозможны. Кроме того, при обслуживании приборов, непосредственно подключенных к сети высокого напряжения, обслуживающий персонал подвергался бы большой опасности поражения током. Применение измерительных трансформаторов расширяет пределы измерения обычных электроизмерительных приборов и одновременно изолирует их от цепей высокого напряжения.

Измерительные трансформаторы применяют для подключения амперметров, вольтметров, ваттметров, приборов релейной защиты и электроавтоматики, счетчиков для учета выработки и расхода электрической энергии. От их работы зависит точность учета электрической энергии и измерения электрических параметров, правильность и надежность действия релейной защиты при повреждениях электрического оборудования и линий электропередач.