Akım trafoları: cihaz, çalışma prensibi ve çeşitleri

Akım transformatörleri, modern enerjide, temel değerleri korurken çeşitli elektrik parametrelerini benzerlerine dönüştürmek için ekipman olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Ekipmanın çalışması, sinüzoidal olarak değişen manyetik ve elektrik alanlarla ilgili olan indüksiyon yasasına dayanmaktadır. Transformatör, akımın birincil değerini modüle uygun olarak dönüştürür ve açının iletimini orijinal verilerle orantılı olarak dönüştürür. Cihazların kullanım kapsamına ve bağlı tüketici sayısına göre ekipman seçilmesi gerekmektedir.

Akım trafosu nedir?

Bu ekipman endüstride, kentsel iletişim ve mühendislik ağlarında, üretimde ve diğer alanlarda belirli fiziksel parametrelerle akım sağlamak için kullanılır.Birincil sargının dönüşlerine voltaj uygulanır, burada manyetik radyasyonun etkisinin bir sonucu olarak alternatif bir akım oluşur. Aynı radyasyon, EMF kuvvetlerinin hareket etmesi nedeniyle kalan dönüşlerden geçer ve ikincil dönüşler kısa devre yaptığında veya bir elektrik devresine bağlandığında, sistemde ikincil bir akım belirir.

Modern akım trafoları, kullanımı üzerinde çalışan ekipmana zarar vermeyecek parametrelerle enerjiyi dönüştürmenize izin verir. Ek olarak, birincil ve ikincil sıraların dönüşleri birbirinden güvenilir bir şekilde izole edildiğinden, ekipman ve personel için maksimum güvenlikle artan yükleri ölçmeyi mümkün kılarlar.

Transformatörlerin amacı

Bir akım trafosuna neden ihtiyaç duyulduğunu belirlemek oldukça basittir: kapsam, enerji miktarlarının dönüştürüldüğü tüm endüstrileri içerir. Bu cihazlar AC devresi oluşturulurken ölçü aletleri ve röleler ile paralel olarak kullanılan yardımcı ekipmanlar arasındadır. Bu durumlarda, transformatörler, parametrelerin daha uygun kodunun çözülmesi veya farklı özelliklere sahip ekipmanın tek bir devreye bağlanması için enerjiyi dönüştürür.

Ayrıca transformatörlerin ölçüm işlevini de ayırt ederler: ölçüm cihazlarının bağlanması gereken yüksek voltajlı elektrik devrelerini başlatmaya hizmet ederler, ancak bunu doğrudan yapmak mümkün değildir. Bu tür transformatörlerin ana görevi, akım parametreleri hakkında alınan bilgileri, ikincil tip sargıya bağlı manipülasyonları ölçmek için cihazlara aktarmaktır.Ekipman ayrıca devredeki akımı kontrol etmeyi de mümkün kılar: bir röle kullanırken ve maksimum akım parametrelerine ulaşıldığında, yanma ve personele zarar vermemek için ekipmanı kapatan koruma etkinleştirilir.

Çalışma prensibi

Bu tür ekipmanın çalışması, hangi voltajın birincil dönüşlere girdiğine ve akımın oluşturulan sargı direncinin üstesinden geldiğine göre indüksiyon yasasına dayanır, bu da manyetik devreye iletilen bir manyetik akının oluşumuna neden olur. Akış, akıma göre dikey bir yönde ilerler, bu da kayıpları en aza indirir ve ikincil sargının dönüşlerini geçtiğinde EMF kuvveti etkinleştirilir. Etkisinin bir sonucu olarak, sistemde bobinin direncinden daha güçlü bir akım ortaya çıkarken, ikincil dönüşlerin çıkışındaki voltaj azalır.

Bir transformatörün en basit tasarımı, bir metal çekirdek ve birbirine bağlı olmayan ve yalıtımlı tel olarak yapılmış bir çift sargıdan oluşur. Bazı durumlarda, yük yalnızca birincil dönüşlere gider ve ikincil dönüşlere gitmez: bu sözde boş moddur. Öte yandan, enerji tüketen ekipman sekonder sargıya bağlanırsa, dönüşlerden bir akım geçer ve bu da bir elektromotor kuvveti oluşturur. EMF parametreleri, dönüş sayısı ile belirlenir. Birincil ve ikincil dönüşler için elektromotor kuvvetin oranı, sayılarının oranından hesaplanan dönüşüm oranı olarak bilinir. Birincil veya ikincil sargının dönüş sayısını değiştirerek son enerji tüketicisi için voltajı düzenleyebilirsiniz.

Akım trafolarının sınıflandırılması

Amaç, kurulum yöntemi, dönüştürme aşamalarının sayısı ve diğer faktörler dahil olmak üzere bir dizi kritere göre ayrılan bu tür ekipmanların birkaç türü vardır. Bir akım trafosu seçmeden önce şu parametreleri göz önünde bulundurmanız gerekir:

• Randevu. Bu kritere göre ölçme, ara ve koruma modelleri ayırt edilir. Bu nedenle, röle koruma sistemlerinde ve diğer devrelerde hesaplama işlemleri için cihazlar bağlanırken ara tip cihazlar kullanılır. Ayrı olarak, göstergelerin artan doğruluğunu sağlayan, çok sayıda dönüşüm faktörüne sahip olan laboratuvar transformatörleri ayırt edilir.
• Yükleme metodu. Harici ve dahili kurulum için transformatörler vardır: sadece farklı görünmekle kalmaz, aynı zamanda dış etkenlere karşı farklı direnç göstergelerine de sahiptirler (örneğin, dış mekan kullanımı için cihazlar yağış ve sıcaklık değişikliklerinden korunur). Havai ve taşınabilir transformatörler de ayırt edilir; ikincisi nispeten küçük bir kütleye ve boyutlara sahiptir.
• Sargı tipi. Transformatörler tek ve çok turlu, bobin, çubuk, baradır. Hem birincil hem de ikincil sargılar farklılık gösterebilir ve farklılıklar yalıtımla da ilgilidir (kuru, porselen, bakalit, yağ, bileşik, vb.).
• Dönüşüm adımlarının seviyesi. Ekipman bir ve iki aşamalı (kaskad) olabilir, 1000 V'luk voltaj sınırı minimum veya tam tersine maksimum olabilir.
• Tasarım. Bu kritere göre, iki tip akım trafosu ayırt edilir - yağlı ve kuru.İlk durumda, sargı dönüşleri ve manyetik devre, özel bir yağlı sıvı içeren bir kapta bulunur: yalıtım rolünü oynar ve ortamın çalışma sıcaklığını kontrol etmenizi sağlar. İkinci durumda, soğutma hava yoluyla gerçekleşir, bu tür sistemler endüstriyel ve konut binalarında kullanılır, çünkü artan yangın tehlikesi nedeniyle yağ transformatörleri içeriye monte edilemez.
• Voltaj türü. Transformatörler düşürülebilir ve yükseltilebilir: ilk durumda, birincil dönüşlerdeki voltaj azalır ve ikincisinde artar.
• Başka bir sınıflandırma seçeneği, akım trafosunun güce göre seçimidir. Bu parametre, ekipmanın amacına, bağlı tüketicilerin sayısına, özelliklerine bağlıdır.

Parametreler ve özellikler

Bu tür ekipmanı seçerken, uygulama aralığını ve maliyeti etkileyen ana teknik parametreleri dikkate almak gerekir. Ana nitelikler:

• Nominal yük veya güç: Bu kritere göre seçim, karşılaştırmalı bir transformatör özellikleri tablosu kullanılarak yapılabilir. Parametre değeri, kesinlikle normalleştirildiğinden ve seçilen doğruluk sınıfındaki ekipmanın normal çalışmasını belirlemeye hizmet ettiğinden, diğer mevcut özellikleri belirler.
• Anma akımı. Bu gösterge, cihazın kritik sıcaklıklara aşırı ısınmadan çalışabileceği süreyi belirler. Transformatör ekipmanında, kural olarak,% 18-20'ye kadar aşırı yüklenme ile ısıtma seviyesi açısından katı bir rezerv vardır, çalışma normal modda gerçekleşir.
• Gerilim.Gösterge, sargı yalıtımının kalitesi için önemlidir, ekipmanın sorunsuz çalışmasını sağlar.
• Hata. Bu fenomen, manyetik akının etkisi nedeniyle oluşur, hata oranı, birincil ve ikincil akımın kesin verileri arasındaki farktır. Transformatör çekirdeğindeki manyetik akıdaki artış, hatada orantılı bir artışa katkıda bulunur.
• Birincil ve ikincil dönüşlerdeki akımın oranı olan dönüşüm oranı. Katsayının gerçek değeri, enerji dönüşümü sırasındaki kayıpların derecesine eşit bir miktarda nominal değerden farklıdır.
• Nominal değere gerçek biçimde birincil akımla ilgili olarak ifade edilen sınırlayıcı çokluk.
• Sekonder tip sargının dönüşlerinde meydana gelen akımın çokluğu.

Akım trafosunun temel verileri eşdeğer devre tarafından belirlenir: ekipmanın özelliklerini rölantiden tam yüke kadar farklı modlarda incelemenizi sağlar.

Ana göstergeler, cihazın gövdesinde özel bir işaret şeklinde belirtilmiştir. Ayrıca, ekipmanı kaldırma ve monte etme yöntemi hakkında veriler, ikincil dönüşlerde artan voltaj hakkında uyarı bilgileri (350 Volt'un üzerinde), bir topraklama pedinin varlığı hakkında bilgiler içerebilir. Enerji dönüştürücünün işaretlemesi çıkartma şeklinde veya boya ile yapılır.

Olası arızalar

Diğer tüm ekipmanlar gibi, transformatörler de zaman zaman bozulur ve teşhis ile nitelikli servis gerektirir. Cihazı kontrol etmeden önce, arızaların ne olduğunu, bunlara hangi işaretlerin karşılık geldiğini bilmeniz gerekir:

• Kasanın içinde düzensiz gürültü, çatırdama.Bu fenomen genellikle topraklama elemanında bir kırılmayı, sargı dönüşlerinden kasada bir örtüşmeyi veya manyetik devre için kullanılan levhaların preslenmesinin zayıflamasını gösterir.
• Kasanın çok fazla ısınması, tüketim tarafında akım gücünde artış. Sorun, yalıtım katmanındaki aşınma veya mekanik hasar nedeniyle bir sargı kısa devresinden, kısa devreden kaynaklanan sık aşırı yüklenmelerden kaynaklanabilir.
• İzolatörlerde çatlaklar, kayan deşarjlar. Çalışmaya başlamadan önce bir üretim hatası tespit edilmediğinde, bir yabancı cisim dökümü ve farklı değerlerdeki fazların girişi arasında bir örtüşme olduğunda ortaya çıkarlar.
• Egzoz yapısının zarının tahrip olduğu yağ emisyonları. Sorun, yalıtım aşınması, yağ seviyesindeki düşüş, voltaj düşüşleri veya geçiş tipi kısa devre durumunda aşırı akımların ortaya çıkması nedeniyle bir arayüz kısa devresi ile açıklanmaktadır.
• Contalardan veya transformatör musluklarından yağ sızıntısı. Ana nedenler, düğümlerin kalitesiz kaynağı, zayıf sızdırmazlık, contaların tahrip olması veya üst üste binmemiş valf tapalarıdır.
• Gaz koruma rölesinin açılması. Bu fenomen, sargı kısa devresi, açık devre, anahtarlama cihazının kontaklarının yanması veya trafo gövdesine kısa devre olması nedeniyle meydana gelen yağ ayrıştığında meydana gelir.
• Gaz koruma rölesinin kapatılması. Sorun, ara yüzeyin kapanması, iç veya dış parçanın aşırı gerilimi veya "çelik yangını" nedeniyle yağlı sıvının aktif olarak ayrışmasından kaynaklanır.
• Açılmış diferansiyel koruma. Bu arıza, giriş muhafazasında bir arıza olduğunda, fazlar arasında bir örtüşme olduğunda veya diğer durumlarda ortaya çıkar.

Cihaz işlevselliğinin verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için, bir termal görüntüleyici kullanarak düzenli olarak doğrulama yapmak gerekir: ekipman, kontakların kalitesinde bir düşüşün ve çalışma sıcaklığındaki bir düşüşün teşhis edilmesini sağlar. Doğrulama sırasında uzmanlar aşağıdaki manipülasyon aralığını gerçekleştirir:

• 1. Gerilim ve akım okumalarının alınması.
  2. Harici bir kaynak kullanarak yükü kontrol etme.
  3. Çalışma şemasındaki parametrelerin belirlenmesi.
  4. Dönüşüm oranının hesaplanması, göstergelerin karşılaştırılması ve analizi.

Transformatörün hesaplanması

Bu cihazın temel çalışma prensibi formül ile belirlenir. U1/U2=n1/n2öğelerinin kodu şu şekilde çözülür:

• U1 ve U2, birincil ve ikincil dönüşlerin voltajıdır.
• n1 ve n2 - sırasıyla birincil ve ikincil türlerin sargılarındaki sayıları.

Çekirdeğin kesit alanını belirlemek için başka bir formül kullanılır: S=1.15*√P, gücün watt olarak ölçüldüğü ve alan santimetre kare olarak ölçüldüğü. Ekipmanda kullanılan maça W harfi şeklinde ise orta çubuk için kesit indeksi hesaplanır. Birincil seviyenin sargısındaki dönüşleri belirlerken, formül kullanılır. n=50*U1/S, 50 bileşeni değişmez olmamakla birlikte, elektromanyetik parazit oluşmasını önlemek için yapılan hesaplamalarda, bunun yerine 60 değerinin ayarlanması tavsiye edilir. d=0.8*√I, burada d telin kesitidir ve I mevcut güç göstergesidir; kablo çapını hesaplamak için kullanılır.

Hesaplamalar sırasında elde edilen rakamlar, yuvarlak değerlere ayarlanır (örneğin, 37,5 W olan tahmini güç, 40'a yuvarlanır). Yuvarlamaya yalnızca yukarı izin verilir.Tüm bu formüller, 220 Volt şebekede çalışan transformatörleri seçmek için kullanılır; yüksek frekanslı çizgiler oluştururken diğer parametreler ve hesaplama yöntemleri kullanılır.

Benzer makaleler: