Obecné informace o proudových transformátorech
Proudové transformátory se používají především v případech, kdy není možné měřit proud přímo. Jedná se o speciální typ transformátoru, který převádí primární proud na menší (zpravidla), normovaný sekundární proud určité přesnosti (třídy), a také galvanicky odděluje primární a sekundární okruh. Fyzikálně podmíněné nasycení materiálu jádra navíc poskytuje ochranu sekundárního okruhu před nadměrně silnými proudy.
Rozlišují se jednootáčkové a víceotáčkové transformátory proudu. Nejběžnějším typem jednootáčkového transformátoru proudu je proudový transformátor přípojnicový, který se montuje na proudovodný kabel a mění se tak na transformátor s primárním vinutím (a sekundárním vinutím podle transformačního poměru).
<img src=”https://zeuselectro.com/upload/resize_cache/webp/medialibrary/2c2/nilbx0c4fpehrx9uv7vd1qgh2roc7gms.webp” />
Výběr proudových transformátorů
<b>Konverzní faktor</b>
Vypočítaný transformační poměr je poměr primárního vypočteného proudu k sekundárnímu vypočtenému proudu, je uveden na výkonovém štítku jako nesprávný zlomek.
Nejčastěji používané transformátory jsou x/5 A. Většina měřicích přístrojů má vyšší třídu přesnosti při 5 A. Z technických a především ekonomických důvodů se doporučuje pro dlouhé měřící vedení použít transformátory x / 1 A Ztráty na vedení u transformátorů 1A jsou pouze 4 % ztrát u transformátorů 5A. Ale v tomto případě mají měřicí přístroje obvykle nižší třídu přesnosti.
Jmenovitý nebo jmenovitý proud (dříve používaný název) je hodnota primárního a sekundárního proudu (primární jmenovitý proud, sekundární jmenovitý proud), pro který je transformátor navržen, jak je uvedeno na typovém štítku. Standardizované návrhové proudy (kromě tříd 0,2 S a 0,5 S) se rovnají 10 – 12,5 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 – 75 A, stejně jako čísla získaná z těchto hodnot vynásobením násobkem deseti. Standardizované sekundární proudy jsou 1 a 5 A, nejlépe 5 A.
Standardní návrhové proudy pro třídy 0,2 S a 0,5 S jsou 25 – 50 – 100 A, stejně jako čísla získaná z těchto hodnot vynásobením násobkem deseti, sekundární proud (pouze) 5 A.
Pro přesnost měření je velmi důležitý správný výběr jmenovitého proudu primárního vinutí. Doporučuje se mít poměr co nejblíže shora k měřenému/určenému proudu (In).
Příklad: In = 1 154 A; Zvolený poměr = 1 250/5.
Jmenovitý proud lze určit na základě následujících předpokladů:
• Jmenovitý proud transformátoru vynásobený cca 1,1 (transformátor s nejbližší charakteristikou)
• Pojistka (jmenovitý proud pojistky = jmenovitý proud transformátoru) měřené části instalace (hlavní rozvaděče nízkého napětí, rozvodné skříně)
• Skutečný jmenovitý proud vynásobený 1,2 (tato metoda by se měla použít, pokud je skutečný proud výrazně nižší než jmenovitý proud transformátoru nebo pojistky)
Není vhodné používat transformátory s nadměrnými návrhovými hodnotami, protože v tomto případě může být přesnost měření značně snížena při relativně nízkých proudech (ve vztahu k primárnímu návrhovému proudu).
Odhadovaná síla
Jmenovitý výkon proudového transformátoru je výsledkem zatížení elektroměru a sekundárního kvadrantu jmenovitého proudu a je měřen ve VA. Standardizované hodnoty jsou 2,5 – 5 – 10 – 15 – 30 VA. Hodnoty vyšší než 30 VA lze také zvolit podle aplikace. Jmenovitý výkon popisuje schopnost transformátoru propustit sekundární proud zátěží v rámci dovolené chyby.
Při volbě vhodného výkonu je třeba vzít v úvahu následující parametry: příkon měřicích přístrojů (se sériovým zapojením), délku kabelu, průřez kabelu. Čím delší je kabel a čím menší je jeho průřez, tím větší jsou ztráty v elektrickém vedení, tzn. Jmenovitý výkon transformátoru musí mít odpovídající hodnotu.
Výkon spotřebičů se musí blížit vypočtenému výkonu transformátoru. Velmi nízký výkon spotřebičů (snížená zátěž) zvyšuje násobek zatěžovacího proudu, takže měřicí přístroje nemusí být dostatečně chráněny proti zkratu. Příliš mnoho energie od spotřebitelů (přetížení) má negativní dopad na přesnost.
Často systém již má proudové transformátory, které lze použít při instalaci nového měřiče. V tomto případě je třeba věnovat pozornost jmenovitému výkonu transformátoru: stačí pro přídavná měřicí zařízení?
<b>Třídy přesnosti</b>
V závislosti na přesnosti jsou proudové transformátory rozděleny do tříd. Standardní třídy přesnosti: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 0,1 S; 0,2 S; 0,5 S. Kód třídy odpovídá aktuální chybové křivce a úhlové chybě.
Třídy přesnosti proudových transformátorů závisí na naměřené hodnotě. Pokud proudové transformátory pracují s proudem, který je v poměru ke jmenovitému proudu malý, přesnost měření je výrazně snížena. Níže uvedená tabulka ukazuje limity chyb na základě hodnot jmenovitého proudu:
Pro kombinované měřicí přístroje se doporučuje použít proudové transformátory stejné třídy přesnosti. Proudové transformátory s nižší třídou přesnosti vedou ke snížení přesnosti měření celého systému – proudový převodník + měřicí zařízení, která je v tomto případě určena třídou přesnosti proudového transformátoru. Použití proudových transformátorů s nižší přesností měření než v měřicím zařízení je však z technického hlediska možné.
<b>Chybová křivka proudu transformátoru</b>
<b>Přístrojové transformátory a ochranné transformátory</b>
Zatímco měřicí transformátory se musí po překročení rozsahu odběru proudu (vyjádřeného jako násobek zatěžovacího proudu FS) co nejrychleji saturovat, aby v případě poruchy (např. zkratu) nezvýšil sekundární proud a chránily tak připojená zařízení, ochranné transformátory se nesmí saturovat co nejdéle.
Ochranné transformátory se používají k ochraně instalace v kombinaci s příslušnými spínacími zařízeními. Standardní třídy přesnosti ochranných transformátorů jsou 5P a 10P. „P“ znamená „ochrana“. Poměr jmenovitého zatěžovacího proudu je uveden (v %) za označením třídy ochrany. Například 10P5 znamená, že při pětinásobku jmenovitého proudu není záporná odchylka na sekundární straně od hodnoty očekávané podle transformačního poměru (lineární) větší než 10 % očekávané hodnoty.
Pro kombinované měřicí přístroje se důrazně doporučuje použití měřicích transformátorů.
Standardní velikost přípojnic pro transformátory