За какво са токови трансформатори и как се различават от трансформаторите на напрежение

Говорейки за трансформатора на напрежение, имаме предвид електромагнитно устройство, предназначено да преобразува променливо напрежение с определена честота: от високо към ниско или от ниско към по -високо, в зависимост от предназначението на трансформатора, и в крайна сметка — от коефициента на трансформация на този екземпляр. Използване на трансформатор на напрежение електрическа енергия с достатъчно висока ефективност, той се прехвърля от първи контур във вторичен кръг, към който обикновено се свързва натоварването, тоест потребителят.

Потребителят трябва да съответства на трансформатора на напрежение по отношение на мощността: може да е по -малка мощност, отколкото трансформаторът може да предаде, но никога не трябва да бъде по -голяма мощност от тази, за която е предназначен този трансформатор, в противен случай напрежението на вторичната намотка на този трансформатор ще започне да намалява, сърцевината постоянно ще навлиза в насищане, а намотките и сърцевината ще се прегряват, ефективността на трансформатора ще падне.

Независимо от това, напрежението на вторичната намотка на трансформатор на напрежение, работещо при натоварване в нормален режим или без товар, винаги остава почти непроменено, поне с висока точност близо до номиналното напрежение на вторичната намотка на трансформатора, т.е. тя ще лежи в известен известен, доста тесен диапазон. Но в същото време токът на натоварване може да бъде много различен — може да варира от нула до максимално допустимия, в зависимост от импеданса и естеството на товара, който трансформаторът захранва в момента.

Настоящ трансформатор значително се различава от трансформатора на напрежение, както структурно и по предназначение, така и по отношение на приложението. Докато първичната и вторичната (или вторичната, ако има няколко) намотки на трансформатор на напрежение често имат значителен брой завои, съответстващи на коефициента на трансформация и параметрите на сърцевината, тогава първичната намотка на токовия трансформатор е само един оборот, преминаващ през прозореца на магнитната верига. Вторичната намотка на токов трансформатор има много завои и винаги е свързана с активен товар със строго определена стойност, например резистор.

Сега ако през първичната намотка ще тече променлив ток определена стойност, тогава вторичната намотка, натоварена с постоянен активен товар под формата на резистор, ще създаде спад на напрежението върху нея, пропорционален на тока на първичната намотка (през коефициент на трансформация) и устойчивост на натоварване. Тоест, в зависимост от тока на първи контур, напрежението на вторичната намотка на токовия трансформатор може да варира в широк диапазон — от нула до максимално допустимото.

Очевидно този режим е различен от режима на работа на трансформатора на напрежение. Тук (при токовия трансформатор) по правило няма тесен диапазон от номинални вторични напрежения, типичен за трансформаторите на напрежение. Типично приложение на токов трансформатор — измерване на ток във вериги, към които товарът вече е свързан.

Токовите трансформатори, в допълнение към разширяването на границите на измерване, изолират измервателните уреди от високо напрежение и правят възможно измерването на тока в мрежи с напрежение над 1000 V.

Първичната намотка на токовия трансформатор има изолацияноминално за пълното работно напрежение на мрежата. За да се гарантира безопасността на обслужващия персонал (в случай на повреда на изолацията), един от изводите на вторичната намотка и ядрото на трансформатора трябва да бъдат заземени.

За разлика от силови трансформатори вторичният ток в токовия трансформатор зависи от първичния ток (измерен ток). Ето защо, когато работите с токов трансформатор, е необходимо да обърнете специално внимание на факта, че така че вторичната намотка да е затворена… За тази цел те имат устройство за затваряне на вторичната намотка, когато измервателното устройство е изключено.

В случаите, когато проводникът с ток не може да бъде изключен, се използват трансформатори за свързване на токовия трансформатор във формата токова скоба… Ядрото на такива трансформатори се състои от две половини, свързани с панта, което дава възможност да се покрие токопроводящият проводник, без да се прекъсва. Вторичната намотка е късо съединена с амперметър, който обикновено е прикрепен към самата сърцевина.

Така, трансформатор на напрежение е предназначен да преобразува електрическа мощност на променлив ток, за да доставя натоварвания с различни номинали, предназначени за напрежението на вторичната намотка на трансформатора.

Трансформаторите за напрежение включват мощни индустриални трансформатори, трансформатори на подстанции, мрежови трансформатори, заваръчни трансформатори, трансформатори в захранванията на някои домакински уреди и др. Тези трансформатори могат да бъдат както повишаващи, така и понижаващи.

Трансформаторите за измервателно напрежение са предназначени да преобразуват високо напрежение в мрежата в напрежение, достъпно за измерване с конвенционални инструменти, т.е., за разширяване на границите на измерване на инструменти с променлив ток.

Токовите трансформатори се използват за измерване — когато е необходимо да се установи големината на променливия ток, протичащ през проводника. Токовият трансформатор е включен в прекъсването на този проводник, а към вторичната му намотка е свързан амперметър или волтметър, свързан към резистор с известна стойност. Чрез прости изчисления е лесно да се намери стойността на тока на първичната намотка. Изчисленията могат да се извършват както от хора, така и от електроника.