Что такое трансформатор тока?

Трансформатор тока (ТТ) — это устройство, преобразующее величину тока, часто сокращенно ТТ.

Величина тока, поступающего на трансформатор тока, преобразуется в соответствии с соотношением количества катушек или витков на входе и выходе. Он используется для преобразования тока сильноточной цепи или высоковольтной цепи в слабый ток. Также он используется для измерения тока и реле.

Применение трансформаторов тока

Трансформаторы тока широко используются в промышленности и инфраструктурном оборудовании.

Ниже приведены примеры применения трансформаторов тока:

Мониторинг тока насосов для перекачивания воды
Мониторинг падающей воды в насосах для сточных вод и очистки сточных вод
Мониторинг тока в месте передачи электроэнергии на подстанциях
Контроль количества электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях

Трансформаторы тока используются для изоляции цепей и преобразования тока. Изоляция цепи используется для изоляции главной цепи от цепи управления, где протекает большой ток, а также трансформаторы тока используются для контроля тока небольших насосов (5 А или около того) с целью изоляции цепи.

Трансформаторы тока используются для вывода больших токов в виде малых токовых цепей. Поскольку вводить несколько тысяч А тока в цепь управления неэкономично из-за большого размера проводки управления, трансформаторы тока используются для преобразования тока до максимума около 5 А для управления и контроля.

Принцип трансформатора тока

Трансформаторы тока для переменного тока состоят из железного сердечника, первичной катушки и вторичной катушки. Каждая из них намотана вокруг железного сердечника.

Когда ток протекает через первичную катушку, в железном сердечнике генерируется магнитный поток, возбуждающий вторичную катушку. Вторичная катушка генерирует ток на вторичной стороне в соответствии с величиной возбуждаемого магнитного потока.

Значение тока, генерируемого во вторичной катушке, определяется током в первичной катушке и отношением витков: чем больше витков в первичной катушке, тем выше значение тока, и чем меньше витков во вторичной катушке, тем ниже значение тока. Обычно значение тока вторичной катушки регулируется до 1 А или 5 А для максимально допустимого тока в первичной катушке.

Типы трансформаторов тока

Трансформаторы тока подразделяются на проволочные трансформаторы тока и проходные трансформаторы тока. Ниже приведены примеры типов трансформаторов тока:

1. Трансформатор тока

Трансформаторы тока состоят из кольцевого железного сердечника и входных/выходных катушек.

Он работает так, как описано в разделе «Принципы». Он в основном используется для небольших трансформаторов тока от нескольких А до нескольких десятков А, поскольку чем больше ток в измерительной цепи, тем больше допустимый ток проводки на первичной стороне. Он характеризуется своей способностью измерять небольшие токи с высокой точностью.

2. Трансформатор тока сквозного типа

Трансформаторы тока — это трансформаторы, в которых отсутствует катушка первичной стороны. Проводка цепи, подлежащая измерению, вставляется между железным сердечником и первичной катушкой.

Трансформаторы тока обычно выбираются для больших токовых цепей в диапазоне от нескольких десятков А до нескольких сотен А и более, и могут быть установлены с низкими затратами, поскольку нет катушки первичной стороны.

3. Трансформатор постоянного тока

Трансформаторы тока для цепей переменного тока описаны в разделе «Принципы». Их нельзя использовать для цепей постоянного тока, поскольку в железном сердечнике не создается магнитный поток. Трансформатор постоянного тока с использованием элемента Холла используется для измерения постоянного тока.

Когда магнитное поле прикладывается к цепи, в которой течет ток, генерируется напряжение, соответствующее значению тока. Это называется эффектом Холла, а элемент Холла — это элемент, который выводит напряжение на основе этого принципа. Большинство трансформаторов постоянного тока являются трансформаторами тока, использующими элементы Холла.

Однако в случае постоянного тока существуют источники питания с высоким током, например, для трамваев. Их значения тока могут составлять десятки тысяч А, что трудно измерить с помощью трансформатора тока на основе элемента Холла.

4. Делитель тока шунтирующего резистора

Шунтирующий резистор — это резистор с низким сопротивлением для измерения тока. Поскольку значение сопротивления заранее определено, его можно преобразовать в значение тока, измерив напряжение на обоих концах.

Шунты-резисторы используются для измерения больших постоянных токов в несколько десятков тысяч А. Поскольку шунтирующие резисторы в цепях с большим током генерируют большое количество тепла, их часто охлаждают водой.

Как выбрать трансформатор тока

Трансформаторы тока в основном выбираются в соответствии со значением тока, протекающего на первичной стороне, и следует выбирать трансформатор тока с характеристикой тока, превышающей максимальный ток, протекающий на первичной стороне.

Трансформаторы тока подключаются к реле максимального тока или индикатору тока на вторичной стороне. В зависимости от предполагаемого применения рекомендуется выбирать трансформатор тока со значением тока вторичной стороны 0-1 А или 0-5 А,

Поскольку реле максимального тока часто размещается близко к трансформатору тока, для трансформатора тока часто выбирается изделие со спецификацией тока вторичной стороны 0-5 А. Это связано с тем, что 0-5 А позволяет точнее измерять значения тока.

С другой стороны, индикатор тока может быть отделен от трансформатора тока, и в этом случае спецификация тока вторичной стороны часто устанавливается на 0-1 А. Это связано с тем, что спецификация 0-1 А позволяет снизить мощность источника питания, необходимую для трансформатора тока.