Transformatoare de masurare

Transformatoare de masurare

Sunt transformatoare electrice speciale, destinate extinderii intervalului de masurare al instrumentelor de masurare de curent alternativ, precum si izolarii galvanice a acestor aparate, de circuitele de inalta tensiune, periculoase pentru personalul de deservire.

Principiul de functionare al acestor transformatoare se bazeaza pe fenomenul de inductie electromagnetica, astfel incat acestea pot fi utilizate numai in curent alternativ.

Exista doua tipuri de transformatoare de masurare:

- transformatoare de curent (TC)

- transformatoare de tensiune (TT)

1. Transformatorul de curent

Constructiv transformatorul de curent este constituit dintr-un miez feromagnetic toroidal pe care se afla o infasurare primara cuprinzand un numar redus de spire de sectiune mare si o infasurare secundara, avand un numar mai mare de spire de sectiune inferioara celei din primar. Cel mai apropiat de miez se bobineaza secundarul, cu spirele uniform distribuite pe circumferinta.

Fig.3.11. Schema de principiu si simbolul unui transformator de curent

In exterior se bobineaza primarul, izolat galvanic de secundar si cu prize pentru realizarea diferitelor valori nominale ale curentului primar.

Transformatoarele de curent sunt prevazute cu mai multe valori nominale ale curentului primar si de regula cu o singura valoare a curentului secundar, de 5A sau 1A.

Schema de principiu si simbolul unui transformator de curent sunt prezentate in Fig.3.11. Primarul transformatorului se conecteaza in serie cu circuitul al carui curent trebuie masurat, iar secundarul lui se inchide pe un ampermetru sau pe circuitul de curent al unui wattmetru, contor, cosfimetru, etc.

-bornele primare (K, L sau L₁, L₂ ;)

-bornele secundare (k, l sau l₁, l₂ );

Date nominale ale transformatorului de curent

-curent primar nominal (I_n=510000A );

-curent secundar nominal ( I_2n=5A sau 1A ;)

-raportul de transformare nominal K_In=I_1n/I_2n (ex;100/5, 2000/5 );

-puterea nominala secundara ( S_2n=220VA );

-Impedanta nominala secundara ( Z_2n=Sn/I22n );

-clasa de precizie ( c=0,1;0,2;0,5;1;3 );

-eroarea de unghi: definita ca fiind unghiul de defazaj dintre curentul primar si cel secundar.

Ca urmare transformatoarele de curent functioneaza practic in scurtcircuit, impedanta aparatelor conectate in secundar fiind foarte mica. Regimul de functionare in gol constituie un regim de avarie pentru transformator, deoarece curentul de magnetizare I₀ devine foarte mare. Ca urmare fluxul magnetic din miezul transformatorului creste foarte mult, ceea ce duce la:

-inducerea in secundarul transformatorului a unei tensiuni de valoare ridicata, periculoasa pentru operator;

-cresterea pierderilor in fier, avand ca urmare o incalzire excesiva a miezului care poate avea ca efect distrugerea izolatiei infasurarilor ai chiar aprinderea transformatorului.

Pentru evitarea functionarii accidentale in gol a transformatorului de curent, in secundarul acestuia nu se monteaza niciodata sigurante fuzibile.

Raportul curentilor nominali se numeste raport de transformare nominal K_In iar raportul celorlalti curenti, diferiti de cei nominali, se numeste raport de transformare efectiv sau real K_I.

- raport de transformare nominal

- raport de transformare efectiv sau real

2. Transformatorul de tensiune

Sunt utilizate pentru reducerea valorilor tensiunii in circuitele cu tensiuni nominale de peste 500V, la tensiunea secundara nominala de 100V (sau 110V).

Constructiv un transformator de tensiune este alcatuit dintr-un miez feromagnetic toroidal, pe care se gaseste infasurarea primara cu N₁ spire si infasurarea secundara cu N₂ spire.

Fig.3.12. Schema de principiu si simbolul unui transformator de tensiune

La bornele infasurarii primare se aplica tensiunea de masurat U₁, iar la bornele secundare se conecteaza un voltmetru sau circuitul de tensiune al unui wattmetru, contor, cosfimetru etc. Deoarece impedanta aparatelor conectate in secundar este mare, regimul nominal de functionare a acestor transformatoare este apropriat de regimul de functionare in gol.

Raportul tensiunilor nominale se numeste raport de transformare nominal, iar raportul celorlalte tensiuni, diferite de cele nominale, se numeste raport de transformare efectiv sau real.

- raport de transformare nominal

- raport de transformare efectiv sau real