Transformatorul de curent

Transformatorul de curent este o solutie simpla de masurare izolata galvanic în cazul particular, dar des întalnit, al curentului alternativ pur sinusoidal. La fel cu senzorii de curent magnetici acesta este construit de obicei pe un tor din material feromagnetic (fig. 11A). Transformatorul de curent funcţionează ca orice transformator, curentii din înfasurarile primar si secundar fiind legati de relatia:

i S NS = i P NP (4)

unde iP = curentul din primar;

iS = curentul din secundar;
NP = numarul de spire din primar;
NS = numarul de spire din secundar (fig. 11B).

Curentul din primar induce în secundar un curent care este transformat de rezistenta de sarcina RL într-o tensiune (fig. 11C). În aplicatiile tipice ale transformatorului de curent secundarul are mai multe spire decat primarul care de obicei are o singura spira. Astfel curentul din secundar are valori substantial mai mici si mai usor de masurat decat cele din primar.

Transformatorul de curent este o solutie simpla de masurare izolata galvanic în cazul curentului alternativ (A). Curentii primar si secundar sunt dati de relatia iP NP = iS NS (B). Utilizarea corecta presupune o rezistenta de valoare mica pe bornele înfasurarii secundare.RT .

Un transformator de curent ideal nu apare ca o sarcina inductiva, asa cum apare senzorul de curent cu efect Hall, ci ca un rezistor în serie cu înfasurarea primara. Valoarea acestui rezistor este data de relatia:

RP = RS (NP / NS)2

Rezistenta parazita produce în circuitul primar o cadere de tensiune la fel ca o rezistenta reala de aceasi valoare în serie cu primarul.

Comportarea neideala a transformatorului de curent necesita cateva precizari. În masuratorile de curenti la frecvente joase pana la moderate (᝺ kHz) conteaza cuplajul mutual si reactanta secundarului. Cuplajul mutual reprezinta gradul în care fluxul generat de primar trece prin secundar si invers. Un transformator eficient are un cuplaj mutual mare. Miezurile toroidale si cele tip E favorizeaza cuplajul mare.

Reactanta secundarului este necesar sa fie, la frecventele de interes, semnificativ mai mare decat rezistenta sa totala (XLS > 10 RS) pentru a avea în secundar un curent care sa reflecte cu precizie curentul primar. Reactanta se poate calcula cu formula:

ZL = 2p f N2 AL / 109
unde f = frecventa de lucru în Hz:
N = numarul de spire;
AL = inductanta caracteristica în mH/1000 spire
ZR = reactanta inductiva în Ohm-i.

Fenomenul de saturatie se poate manifesta si în transformatoarele de curent, dar curentul alternativ necesar saturatiei este semnificativ mai mare decat cel din curent continuu deoarece curentul indus în secundar genereaza un flux magnetic în opozitie cu cel din primar (legea Lenz). Trebuie avut grija sa nu existe componente continui suprapuse peste curentul alternativ fiindcă acestea pot satura rapid miezul si distorsiona măsurătorile.

TRANSFORMATORUL TRIFAZAT - ELEMENT DE REŢEA

Transformatorul este un element component al reţelei electrice. Prin intermediul
transformatoarelor electrice se transformă o putere electrica alternativa cu anumiţi
parametrii într-o altă putere electrică alternativă de aceeaşi frecvenţă dar cu parametrii electrici modificaţi.

Elementele caracteristice sau datele de catalog ale unui transformator sunt:

* Puterea nominala aparenta, SnT;
* Tensiunile nominale primare . i secundare, U1 , U2;
* Raportul de transformare, K12;
* Impedanţa de scurtcircuit, Zsc;
* Tensiunile relative de scurtcircuit, usc;
* Curentul de mers in gol, I0;
* Pierderile în scurtcircuit, ?psc;
* Pierderile la mersul în gol, ?p0;
* Numerele caracteristice.

Înfăşurarea care primeşte energia se numeşte înfăşurare primară iar înfăşurarea care cedează (alimentează) energia se numeşte înfăşurare secundară.

CLASIFICAREA TRANSFORMATOARELOR

După funcţia pe care o au în cadrul sistemului electric, se disting următoarele categorii de transformatoare:

* Transformatoare de putere;
* Transformatoare auxiliare;
* Transformatoare de separare;
* Autotransformatoare.

CONEXIUNILE TRANSFORMATOARELOR

Conexiunea unui transformator reprezintă schema de conexiuni a înfăşurărilor
sale şi precizarea unghiului de defazaj al fazorului tensiunii secundare de linie faţă de fazorul tensiunii primare corespunzătoare. Pentru transformatoarele trifazate de putere se folosesc trei conexiuni de bază: în stea, în triunghi . i în zig-zag.

Conexiunile în stea, triunghi şi în zig-zag se reprezintă convenţional prin literele
Y, D şi Z, pentru înfăşurările de înalta tensiune şi prin literele y, d şi z pentru
înfăşurările de joasa tensiune. Când una din înfăşurări are nulul accesibil şi legat direct la pământ la simbolul respectiv se adaugă cifra 0, de exemplu Y0, sau y0.