Трансформатор струму: принцип дії та сфера застосування
При роботі в сільноточних ланцюгах змінної напруги виникає необхідність застосовувати компактні пристрої, за допомогою яких можна безконтактним способом контролювати необхідні параметри. Для цих цілей широко використовується трансформатор струму, який, крім вимірювальних, виконує додатково ряд корисних функцій. Такі пристрої випускаються в промислових масштабах і мають саме різне виконання. Відмінними властивостями цих приладів є діапазон виміру, ступінь захисту самого пристрою і його конструктивні особливості.
Сучасний трансформатор струму використовує у своїй роботі простий принцип, відомий ще з часів винаходу електрики. При роботі під навантаженням в провіднику породжує електромагнітне поле, яке і вловлюється чутливим приладом. Чим більшу інтенсивність має поле, тим, відповідно, більший струм протікає в провіднику. Залишається тільки перерахувати коефіцієнт посилення пристрою і віддати виділений сигнал в ланцюзі управління, контролю або захисту.
Таким чином, трансформатор струму грає роль рамки на силовому кабелі і реагує на зміни в мережі живлення. Сучасні прилади складаються з великої кількості витків і володіють хорошим коефіцієнтом передачі. При налаштуванні такого пристрою знімають вольт-амперну характеристику, щоб визначити точку перегину кривої. Це необхідно для знаходження ділянки графіка, за яким визначають діапазон стійкої роботи пристрою. Трансформатор струму також володіє своїм коефіцієнтом посилення, що уточнюється при проведенні пусконалагоджувальних робіт.
Крім вимірювальних функцій, пристрій дозволяє гальванічно розділити силові й управлінські ланцюга. Це важливо в цілях безпеки. Важко уявити собі контактна пристрій, який працює в електромережах з напругою, припустимо, в 10 000 Вольт. Використовуючи сучасні вимірювальні трансформатори струму, можна отримати гальванически розділений від силового ланцюга сигнал малої потужності, з яким зручно і безпечно працювати.
Навантаженням таких пристроїв може служити будь вимірювальний прилад, здатний працювати з вимірювальним трансформатором. Якщо відстань між ними велике настільки, що починає позначатися внутрішній опір лінії, то виробляють калібрування приладу. Крім цього, виміряний сигнал може подаватися в ланцюзі захисту або управління на базі сучасних електронних пристроїв. З їх допомогою легко провести аварійне відключення силових ліній і переглянути передаварійну історію. Такі прилади контролюють стан мережі і розраховують всі необхідні параметри: активна / реактивна потужність, струм, енергоспоживання і т.д.
У процесі проектування виникає завдання: підібрати пристрої для контролю і виміру. Вибір трансформаторів струму здійснюють, виходячи із середніх розрахункових параметрів експлуатованої мережі і конструктивних особливостей самого вимірювального приладу. Зазвичай потужні силові установки йдуть в комплекті з вимірювальними приладами, мається на увазі: потужні силові трансформатори, високовольтні панелі і т.д.
Без пристроїв вимірювання важко уявити собі сучасне виробництво і наше повсякденне життя. Чуйні прилади захищають дороге обладнання і відповідають за безпеку людини. Вони прекрасно працюють в електричних ланцюгах, забезпечуючи контроль над вимірюваними параметрами.