Post on 19-Jul-2015
transcript
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 1/23
ATESTAT
TRANSFORMATORUL DE CURENT
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 2/23
TRANSFORMATORUL DE MASURAT
Transformatoarele de masurat sunt transformatoarele electrice
speciale, larg utilizate in tehnica masurarilor datorita urmatoarelor
avantaje :
-permit extindrea intervalelor de masurat a aparatelorde
masurat utilizate in curent alternativ (ampermetre, voltmetre,
wattmetre, varmetre, contoare etc)
-asigura protectia personalului de deservire, prin izolarea
aparatelor de masurat fata de circuitele de inalta tensiune;
-permit standardizarea aparatelor de masurat pentru animate
valori adoptate la fabricarea in serie a acestora: 5 A sau 1 A pentru
ampermetre si 100 V sau 110 V pentru voltmeter;
Dupa marimea pe care o reduc transofrmatoarele de masurat se
impart in transformatoare de curent si transformatoare de
tensiune.
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 3/23
Principiul de functionare al acestor transformatoare este
asemanator cu cel al transformatoarelor de forta si consta in
transferul de energie electromagnetica de la o infasurare primara la o
infasurare secundara, prin fenomenul de inductie electromagnetica
Constructia. Un transformator este un ansamblu de bobine
(infasurari)cuplate magnetic.Penru a se ealiza un cuplaj magnetic
strans, cele doua infasurari sunt asezate pe un miez magnetic coun
astfel incat aproape tot fluxul magnetic creat de o infasurare sa
treaca si prin cealalta.In figura 1.1 este reprezentat schematic un
transformator. Pe miezul magnetic sunt infasurate N1 spire
reprezentand infasurarea primara si N2 spire reprezentand
infasurarea secundara.La bornele infasurarii primare se aplica o
tensiune U1, iar la bornele infasurarii secundare seo bt o tens U2.
Prin infasurarea primara trece un curent de intensitate I1, iar prin
infasurarea secundara – un curent de intensitate I2. Rolul
transformatorului este de a transmite energia electromagnetica din
circuitul primar in circuitul secundar, modificand parametrii care
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 4/23
caracterizeaza aceasta energie (tensiunea si intensitatea curentului
de la iesire au valori diferite de cele ale tensiunii si ale intensitatii
curentului de la intrare).
PRINCIPIU DE FUNCTIONARE
U1
I1
N1
I2
N2
I1 I2
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 5/23
REPREZENTARE
U2
U1N1 N2
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 6/23
In cazul unui transformator ideal, la care se neglijeaza
pierderile, notand cu P1 puterea in circuitul primar si cu P2 puterea
in circuitul secundar,se poate scrie:
P1=P2 (1.1)
sau
I1U1=I2U2 (1.2)
de unde :
U2/U1=I1/I2 (1.3)
Stiind ca ambele infasurari sunt strabatute de acelasi
flux magnetic si considerand lungimea tuturor spirelor
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 7/23
egala, se poate afirma ca in fiecare spira se induce aceeasi
tensiune Usp. Infasurarea primara, care are N1 spire ,va
avea la bornele sale o tensiune U1=N1Usp iar infasurarea
secundara, care are N2 spire, va avea la bornele sale o
tensiune U2 = N2Usp. Reluand relatia (1.3), se poate scrie:
I1/I2=U2/U1=N2Usp/
N1Usp=N2/N1
De aici rezulta ca raportul intensitatilor curentilor este
invers proportional cu raportul tensiunilor s ca raportul
tensiunilor este proportional cu raportul numarului de spire.
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 8/23
La un transformator real aceste propietati se pastreaza,
cu o anumita aproximatie, datorita unor fenomene care vor
fi aratate in continuare
TRANSFORMATOARE DE CURENT
La masurarea intensitatilor unor curenti alternativi care
depasesc 50, ajungand pana la zeci de mii de amperi, se
folosesc ampermetre de 5 A sau de 1 A impreuna cu
transformatoare de curent (fig 1.2)
P1(K) S1(k)
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 9/23
fig 1.2
1. FUNCTIONARE
In secundarul transformatorului se monteaza
ampermetre de 5 A sau de 1 A, sau circuite de curent ale
altor aparate; toate acestea au o impedanta foarte mica. Din
acest motiv, regimul normal de functionare este asemanator
cu regimul de scurt circuit al transformatoarelor de forta.
N2 N1
S2(l)
I2
ra
P2(L)
A
I1
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 10/23
Fluxul magnetic al transformatorului este creat de
curentii care trec prin cele doua infasurari. Fluxul magnetic
creat de infasurarea primara este proportional cu
intensitatea curentului I1 si cu numarul de spire N1. Fluxul
magnetic creat de infasurarea secundara este proportional
cu intensitatea curentului I2 si cu numarul de spire N2. Din
insumarea celor doua fluxuri, se obtine un flux rezultant
La transformatoarele de curent, in functie de valorile
impedantei secundare Zs si intensitatii curentului primar I1,
se disting urmatoarele regimuri de functionare: regim
normal si regim de avarie.
Regimul normal : Zs < Zsn(cos > 0,8 ) si I1 = ( 0,1 ...
1,2) I1n,Zsn si I1n fiind valorile nominale ale impedantei
secundare si respectiv ale intensitatii curentului din primar.
In aceste conditii, atat fluxul creat de infasurarea primara,
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 11/23
cat si fluxul creat de infasurarea secundara, sunt mari, dar
fiind de sens contrar ele se compenseaza astfel incat fluxul
rezultant este mic. In acest caz, transformatorul
functioneaza normal.
Fluxul primar si fluxul secundar fiind aproximativ
egale, se poate scrie:
N1I1=N2I2
de unde:
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 12/23
I1/I2=N2/N1
De obicei I1>I2 si ca urmare N1<N2. In cazul
intensitatilor curentilor I1 foarte mari, N1 se poate reduce
la o singira spira
Regim de avarie: I1=0 si Zs = . Aceasta situatie poate
sa apara cand secundarul ramane deschis. Astfe I2= 0 si
fluxul rezultant creste foarte mult, devenind egal cu fluxul
creat de infasurarea primara (avand in vedere valoarea mare
a intensitatii curentului I1, acest flux este foarte mare ). O
data cu cresterea fluxului rezultant , cresc foarte mult
pierderile in fier, ceea ce face ca miezul magnetic sa se
incalzeasca, iar ca tensiunea de la bornele infasurarii
secundare creste si ea foarte mult , putand deveni
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 13/23
periculoasa pentru personalul de deservire. Pentru a evita
regimul de avarie, este necesar ca transformatoarele de
curent sa aiba montate in secundar impedantee mici
(ampermetre sau circuite de curent ale altor aparate de
masurat ca wattmetre, varmetre, contoare), iar in cazul in
care acestea lipsesc , bornele infasurarii secundare sa fie
legate in scurtcircuit.
2 MARCAREA BORNELOR SI MONTAREA IN
CIRCUIT
Pentru conectarea corecta a transformatorului de curent
in circuitul de masurare, bornele sale sunt marcate de
regula cu litere P1, P2 (sau K,L) pentru infasurarea primara
si S1, S2 (sau k , l ) pentru infasurarea secundara (vezi fig
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 14/23
1.2).La montare , borna P1 (sau K) se leaga spre sursa , iar
S1 (sau k)- la bornele polarizate ale aparatelor de masurat
(in cazul wattmetrelor, contoarelor etc)
In fig 1.3 si 1.4 este reprezentata conectarea
transformatoarelor de curent in circuit.
P1(K)
I1
P2(L)
Zs
A
I1
S1(k) S2(l)
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 15/23
Fig 1.4
P1(K)P2(L)
I1
A
I2
S1(k) S2(l)
Zs
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 16/23
3.ERORI, CLASE DE PRECIZIE
La utilizarea transformatoarelor de curent in masurari,
intervin unele erori specifice, cunoscute sub numele de
eroare de curent si eroare de unghi.
Eroarea de curent intervine ca urmare a diferentelor
ce apar intre valoarea intensittii curentului I1 masurata prin
intermediul transformatorului si valoarea reala a intensitatii
aceluiasi curent.
Pentru determinarea valorii intensitatii curentului
masurat prin intermediul unui transformator de curent, se
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 17/23
utilizeaza raportul nominal de transformare intre valorile
nominale ale intensitatilor curentilor I1nsi I2n:
K1n=I1n/I2n
Raportul nominal este determinat prin constructie si
este inscris pe carcasa transformaorului.
Valoarea intensitatii curentului masurat se va calcula
cu relatia
I1n=I2 * K1n
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 18/23
unde I2 este intensitatea curentului citita la ampermetrul
montat in secundarul transformatorului.
Trebuie defnit insa si raportul real de transformare,
adica raportul valorilor efective ale intensitatilor curentilor
I1 si I2 din primarul si respectiv secundarul
transformatorului de curent . el se noteaza K1:
K1=I1/I2
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 19/23
Acest raport nu este constant, el putand fi influentat de
valoarea intensitatii curentului I1 si de conditiile de
functionare a transformatorului.
Eroarea de curent este rezultatul inegalitatii raportului
de transformare nominal cu raportul de transformare
real.Ea reprezinta eroarea relativa cu care se masoara
intensitatea curentului din primarul transformatorului :
=I1m-I1/I1=K1nI2-K1I2/K1I2=K1n-K1/K1
Eroarea de unghi se defineste ca fiind egala cu unghiul
de defazajintre curentul I1 si curentul I2, luat cu semn
schimbat. (fig 1.4) prezenta erorii de unghi arata ca in
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 20/23
cazurile reale defazajul intre curentii I1 si I2 nu este 180 ,
ca in cazul ideal
.
I2
I1
-I2
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 21/23
Eroarea de unghi nu afecteaza indicatiile
ampermetrelor, dar introduce erori in indicatile
wattmetrelor, contoarelor si ale altor aparate, la care
indicatia depinde de defazajul curentilor din circuitele lor.
Clase de precizie. In functie de erorile de curent si de
unghi se definesc clase de precizie ale transformatoarelor
de curen, conform STAS 4324-70. Se construiesc
transformatoare de curent industriale, avand clasele de
precizie 0,2 ; 0,5 ; 1 si 3 si transformatoare de laborator,
avand clasele de precizie 0,1 ; 0,05 ; 0,02 si 0,01.
4. TIPURI CONSTRUCTIVE
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 22/23
Exista un numar foarte mare de tipuri si forme
constructive de transformatoare de curent. Ele se
construiesc fie ca transformatoare industriale, fie ca
transformatoare de laborator.
Transformatoarele industriale se realizeaza
catransformatoare portative de tip clese (fig 1.5)sau ca
transformatoare fixe tip suport (fig 1.6) cand se monteaza
pe console, si de tip bara (numite si transformatoare de
trecere- fig 1.7) cand infasurarea primara este realizata
chiar de bara prin care trebe curentul de
masurat.Transformatoarele destinate functionarii la
tensiunii de peste 10 kV au de regula doua sau trei
infasurari secundare, una de masurare, iar celelalte pentru
protectie.
5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 23/23
Transformatoarele de laborator au de obicei mai
multe intervale de masurare, obtinute prin modificarea
numarului de spire (fig 1.8)