Transformator saat ini: perangkat, prinsip operasi dan jenis

Trafo arus banyak digunakan dalam energi modern sebagai peralatan untuk mengubah berbagai parameter listrik menjadi serupa dengan tetap mempertahankan nilai dasarnya. Pengoperasian peralatan didasarkan pada hukum induksi, yang relevan untuk medan magnet dan listrik yang berubah secara sinusoidal. Transformator mengubah nilai utama arus sesuai dengan modul dan transmisi sudut sebanding dengan data asli. Diperlukan untuk memilih peralatan berdasarkan ruang lingkup penggunaan perangkat dan jumlah konsumen yang terhubung.

Apa itu trafo arus?

Peralatan ini digunakan dalam industri, komunikasi perkotaan dan jaringan teknik, dalam produksi dan di area lain untuk memasok arus dengan parameter fisik tertentu.Tegangan diterapkan pada belitan belitan primer, di mana, sebagai akibat dari aksi radiasi magnetik, arus bolak-balik terbentuk. Radiasi yang sama melewati belokan yang tersisa, yang menyebabkan gaya EMF bergerak, dan ketika belokan sekunder korsleting atau ketika terhubung ke sirkuit listrik, arus sekunder muncul dalam sistem.

Transformator arus modern memungkinkan Anda untuk mengubah energi dengan parameter sedemikian rupa sehingga penggunaannya tidak membahayakan peralatan yang bekerja di atasnya. Selain itu, mereka memungkinkan untuk mengukur peningkatan beban dengan keamanan maksimum untuk peralatan dan personel, karena belokan baris primer dan sekunder diisolasi dengan andal satu sama lain.

Tujuan transformator

Cukup sederhana untuk menentukan mengapa transformator arus diperlukan: ruang lingkupnya mencakup semua industri di mana jumlah energi diubah. Perangkat ini termasuk di antara peralatan bantu yang digunakan secara paralel dengan alat ukur dan relai saat membuat rangkaian AC. Dalam kasus ini, transformator mengubah energi untuk penguraian kode parameter yang lebih nyaman atau menghubungkan peralatan dengan karakteristik berbeda ke dalam satu sirkuit.

Mereka juga membedakan fungsi pengukuran transformator: mereka berfungsi untuk memulai sirkuit listrik dengan peningkatan tegangan, yang diperlukan untuk menghubungkan alat ukur, tetapi tidak mungkin untuk melakukan ini secara langsung. Tugas utama transformator tersebut adalah untuk mentransfer informasi yang diterima tentang parameter arus ke instrumen untuk mengukur manipulasi, yang terhubung ke belitan tipe sekunder.Peralatan juga memungkinkan untuk mengontrol arus di sirkuit: saat menggunakan relai dan mencapai parameter arus maksimum, perlindungan diaktifkan yang mematikan peralatan untuk menghindari kelelahan dan membahayakan personel.

Prinsip operasi

Pengoperasian peralatan tersebut didasarkan pada hukum induksi, yang menurutnya tegangan memasuki belitan primer dan arus mengatasi hambatan belitan yang dibuat, yang menyebabkan pembentukan fluks magnet yang ditransmisikan ke sirkuit magnetik. Aliran berjalan dalam arah tegak lurus relatif terhadap arus, yang meminimalkan kerugian, dan ketika melintasi belitan belitan sekunder, gaya EMF diaktifkan. Sebagai akibat dari pengaruhnya, arus muncul dalam sistem, yang lebih kuat dari hambatan koil, sedangkan tegangan pada keluaran lilitan sekunder berkurang.

Dengan demikian, desain transformator yang paling sederhana terdiri dari inti logam dan sepasang belitan yang tidak terhubung satu sama lain dan dibuat sebagai kawat dengan insulasi. Dalam beberapa kasus, beban hanya mengalir ke putaran primer, dan bukan putaran sekunder: inilah yang disebut mode siaga. Sebaliknya, jika peralatan yang mengkonsumsi energi dihubungkan ke belitan sekunder, arus melewati belitan, yang menciptakan gaya gerak listrik. Parameter EMF ditentukan oleh jumlah putaran. Rasio gaya gerak listrik untuk putaran primer dan sekunder dikenal sebagai rasio transformasi, dihitung dari rasio jumlah mereka. Anda dapat mengatur tegangan untuk konsumen energi akhir dengan mengubah jumlah belitan belitan primer atau sekunder.

Klasifikasi trafo arus

Ada beberapa jenis peralatan tersebut, yang dibagi menurut beberapa kriteria, termasuk tujuan, metode pemasangan, jumlah tahap konversi, dan faktor lainnya. Sebelum memilih trafo arus, Anda perlu mempertimbangkan parameter ini:

• Janji temu. Menurut kriteria ini, model pengukuran, perantara dan pelindung dibedakan. Jadi, perangkat tipe perantara digunakan saat menghubungkan perangkat untuk tindakan komputasi dalam sistem proteksi relai dan sirkuit lainnya. Secara terpisah, transformator laboratorium dibedakan, yang memberikan peningkatan akurasi indikator, memiliki sejumlah besar faktor konversi.
• Metode instalasi. Ada transformator untuk pemasangan eksternal dan internal: mereka tidak hanya terlihat berbeda, tetapi juga memiliki indikator ketahanan yang berbeda terhadap pengaruh eksternal (misalnya, perangkat untuk penggunaan di luar ruangan dilindungi dari curah hujan dan perubahan suhu). Trafo overhead dan portabel juga dibedakan; yang terakhir memiliki massa dan dimensi yang relatif kecil.
• Jenis berliku. Trafo adalah satu dan banyak putaran, koil, batang, busbar. Gulungan primer dan sekunder dapat berbeda, dan perbedaannya juga berkaitan dengan insulasi (kering, porselen, bakelite, minyak, senyawa, dll.).
• Tingkat langkah transformasi. Peralatan dapat berupa satu dan dua tahap (kaskade), batas tegangan 1000 V bisa minimal atau, sebaliknya, maksimum.
• Rancangan. Menurut kriteria ini, dua jenis transformator arus dibedakan - oli dan kering.Dalam kasus pertama, belitan belitan dan sirkuit magnetik berada dalam wadah berisi cairan berminyak khusus: ia memainkan peran insulasi dan memungkinkan Anda untuk mengontrol suhu operasi media. Dalam kasus kedua, pendinginan terjadi melalui udara, sistem seperti itu digunakan di bangunan industri dan perumahan, karena transformator oli tidak dapat dipasang di dalam karena meningkatnya bahaya kebakaran.
• Jenis tegangan. Transformer dapat diturunkan dan dinaikkan: dalam kasus pertama, tegangan pada belitan primer berkurang, dan yang kedua meningkat.
• Pilihan klasifikasi lainnya adalah pilihan transformator arus berdasarkan daya. Parameter ini tergantung pada tujuan peralatan, jumlah konsumen yang terhubung, propertinya.

Parameter dan karakteristik

Saat memilih peralatan seperti itu, perlu mempertimbangkan parameter teknis utama yang memengaruhi kisaran aplikasi dan biaya. Kualitas utama:

• Beban pengenal, atau daya: pemilihan dengan kriteria ini dapat dilakukan dengan menggunakan tabel perbandingan karakteristik transformator. Nilai parameter menentukan karakteristik arus lainnya, karena dinormalisasi secara ketat dan berfungsi untuk menentukan operasi normal peralatan di kelas akurasi yang dipilih.
• Nilai saat ini. Indikator ini menentukan periode di mana perangkat dapat berfungsi tanpa terlalu panas hingga suhu kritis. Dalam peralatan transformator, sebagai suatu peraturan, ada cadangan yang solid dalam hal tingkat pemanasan, dengan kelebihan beban hingga 18-20%, operasi terjadi dalam mode normal.
• Voltase.Indikator penting untuk kualitas insulasi belitan, memastikan kelancaran pengoperasian peralatan.
• Kesalahan. Fenomena ini terjadi karena pengaruh fluks magnet, tingkat kesalahan adalah perbedaan antara data yang tepat dari arus primer dan sekunder. Peningkatan fluks magnet di inti transformator berkontribusi pada peningkatan kesalahan yang proporsional.
• Rasio transformasi, yaitu rasio arus pada belitan primer dan sekunder. Nilai sebenarnya dari koefisien berbeda dari nilai nominal dengan jumlah yang sama dengan tingkat kerugian selama konversi energi.
• Multiplisitas pembatas, dinyatakan dalam kaitannya dengan arus primer dalam bentuk nyata dengan nilai nominal.
• Banyaknya arus yang terjadi pada belitan belitan tipe sekunder.

Data kunci dari transformator arus ditentukan oleh rangkaian ekivalen: ini memungkinkan Anda untuk mempelajari karakteristik peralatan dalam mode yang berbeda, dari idle hingga beban penuh.

Indikator utama ditunjukkan pada badan perangkat dalam bentuk tanda khusus. Ini juga dapat berisi data tentang metode pengangkatan dan pemasangan peralatan, informasi peringatan tentang peningkatan tegangan pada putaran sekunder (lebih dari 350 Volt), informasi tentang keberadaan bantalan pembumian. Penandaan konverter energi diterapkan dalam bentuk stiker atau dengan cat.

Kemungkinan malfungsi

Seperti peralatan lainnya, trafo rusak dari waktu ke waktu, dan memerlukan layanan yang memenuhi syarat dengan diagnostik. Sebelum memeriksa perangkat, Anda perlu tahu apa itu kerusakan, tanda-tanda apa yang sesuai dengannya:

• Suara tidak rata di dalam casing, berderak.Fenomena ini biasanya menunjukkan kerusakan pada elemen pentanahan, tumpang tindih pada kasing dari belitan belitan, atau melemahnya penekanan lembaran yang digunakan untuk sirkuit magnetik.
• Terlalu banyak pemanasan kasing, peningkatan kekuatan arus di sisi konsumsi. Masalahnya dapat disebabkan oleh korsleting belitan karena keausan atau kerusakan mekanis pada lapisan isolasi, seringnya kelebihan beban akibat korsleting.
• Retak pada isolator, pelepasan geser. Mereka muncul ketika cacat manufaktur tidak diidentifikasi sebelum dimulainya operasi, lemparan benda asing dan tumpang tindih antara input fase dengan nilai yang berbeda.
• Emisi oli di mana membran struktur knalpot dihancurkan. Masalahnya dijelaskan oleh korsleting antarmuka karena keausan insulasi, penurunan level oli, penurunan tegangan, atau munculnya arus lebih dalam kondisi korsleting tipe tembus.
• Kebocoran oli dari gasket atau keran trafo. Alasan utamanya adalah pengelasan node yang berkualitas buruk, penyegelan yang buruk, kerusakan gasket atau sumbat katup yang tidak tersusun.
• Menghidupkan relai pelindung gas. Fenomena ini terjadi ketika oli terurai, yang terjadi karena korsleting belitan, hubung singkat, terbakarnya kontak perangkat switching, atau jika terjadi korsleting ke rumah transformator.
• Mematikan relai pelindung gas. Masalahnya disebabkan oleh dekomposisi aktif cairan berminyak sebagai akibat dari penutupan antarmuka, tegangan berlebih dari bagian internal atau eksternal, atau karena apa yang disebut "api baja".
• Perlindungan diferensial tersandung. Kerusakan ini muncul ketika ada kerusakan pada rumah saluran masuk, ketika ada tumpang tindih antar fase, atau dalam kasus lain.

Untuk memaksimalkan efisiensi fungsionalitas perangkat, perlu untuk melakukan verifikasi secara teratur menggunakan imager termal: peralatan memungkinkan mendiagnosis penurunan kualitas kontak dan penurunan suhu pengoperasian. Selama verifikasi, spesialis melakukan berbagai manipulasi berikut:

• 1. Mengambil pembacaan tegangan dan arus.
  2. Memeriksa beban menggunakan sumber eksternal.
  3. Penentuan parameter dalam skema kerja.
  4. Perhitungan rasio transformasi, perbandingan dan analisis indikator.

Perhitungan transformator

Prinsip dasar pengoperasian perangkat ini ditentukan oleh rumus U1/U2=n1/n2, yang elemen-elemennya didekodekan sebagai berikut:

• U1 dan U2 adalah tegangan belitan primer dan sekunder.
• n1 dan n2 - nomornya masing-masing pada belitan tipe primer dan sekunder.

Untuk menentukan luas penampang inti, rumus lain digunakan: S=1,15*√P, di mana daya diukur dalam watt, dan luas diukur dalam sentimeter persegi. Jika inti yang digunakan pada peralatan berbentuk huruf W, indeks penampang dihitung untuk batang tengah. Saat menentukan belokan di belitan tingkat primer, rumus digunakan n=50*U1/S, sementara komponen 50 tidak dapat diubah, dalam perhitungan untuk mencegah terjadinya interferensi elektromagnetik, disarankan untuk menetapkan nilai 60 sebagai gantinya. d=0,8*√I, di mana d adalah penampang kabel, dan I adalah indikator kekuatan arus; digunakan untuk menghitung diameter kabel.

Angka yang diperoleh selama perhitungan disesuaikan dengan nilai putaran (misalnya, perkiraan daya 37,5 W dibulatkan menjadi 40). Pembulatan hanya diperbolehkan ke atas.Semua rumus ini digunakan untuk memilih trafo yang beroperasi di jaringan 220 Volt; saat membangun saluran frekuensi tinggi, parameter lain dan metode perhitungan digunakan.

Artikel serupa: