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Stromwandler (CT)

Definition: Ein Stromwandler ist ein Gerät, das verwendet wirdfür die Umwandlung eines Stroms von einem höheren Wert in einen proportionalen Strom in einen niedrigeren Wert. Sie wandelt den Hochspannungsstrom in den Niederspannungsstrom um, durch den der starke Strom durch die Übertragungsleitungen fließt, der vom Amperemeter sicher überwacht wird.

Der Stromwandler wird mit dem AC verwendetInstrument, Messgeräte oder Steuerungsgeräte, bei denen der zu messende Strom so groß ist, dass das Messgerät oder die Instrumentenspule nicht bequem mit ausreichender Strombelastbarkeit hergestellt werden kann. Der Stromwandler ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Stromwandler
Der Primär- und Sekundärstrom des StromsTransformatoren sind zueinander proportional. Der Stromwandler wird zur Messung des Hochspannungsstroms verwendet, da die Isolierung im Zähler selbst schwierig ist. Der Stromwandler wird in Zählern zur Messung des Stroms bis zu 100 Ampere verwendet.

Bau von Stromwandlern

Der Kern des Stromwandlers ist aufgebautmit Laminierung aus Siliziumstahl. Zur Erzielung einer hohen Genauigkeit wird Permalloy oder Mumetal für die Herstellung von Kernen verwendet. Die Primärwicklungen der Stromwandler führen den zu messenden Strom und sind mit dem Hauptstromkreis verbunden. Die Sekundärwicklungen des Transformators führen den Strom proportional zum zu messenden Strom und sind mit den Stromwicklungen der Messgeräte oder der Instrumente verbunden.

Die Primär- und die Sekundärwicklung sindisoliert von den Kernen und voneinander. Die Primärwicklung ist eine Wicklung mit einer einzigen Windung (auch als Stabprimärwicklung bezeichnet) und führt den vollen Laststrom. Die Sekundärwicklung der Transformatoren weist eine große Anzahl von Windungen auf.

Stromwandler-Schaltung
Das Verhältnis von Primärstrom und Sekundärstrom wird als a bezeichnet Stromwandlerverhältnis der Schaltung. Das Stromverhältnis des Transformators ist normalerweise hoch. Die Sekundärstromwerte liegen in der Größenordnung von 5A, 1A und 0,1A. Die aktuellen Primärnennwerte variieren von 10 A bis 3000 A oder mehr. Die symbolische Darstellung des Stromwandlers ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Stromwandler vom Typ Bar-Typ
Das Arbeitsprinzip des Stromwandlersist etwas anders als der Transformator. In einem Stromwandler unterscheidet sich die Impedanz der Last oder die Belastung der Sekundärseite geringfügig von den Leistungstransformatoren. Somit arbeitet der Stromwandler unter Sekundärkreisbedingungen.

Last auf einer Last

Die Belastung eines Stromwandlers ist der Wertder Last, die über den Sekundärtransformator angeschlossen ist. Sie wird als Ausgang in Voltampere (VA) ausgedrückt. Die Nennbelastung ist der Wert der Belastung auf dem Typenschild des CT. Die Nennlast ist das Produkt der Spannung und des Stroms auf der Sekundärseite, wenn der Stromwandler das Instrument oder Relais mit seinem maximalen Nennstrom versorgt.

Einfluss offener Sekundärwicklungen eines CT

Unter normalen Betriebsbedingungen ist die sekundäreDas Wickeln eines Stromwandlers ist mit seiner Last verbunden und immer geschlossen. Wenn der Strom durch die Primärwicklungen fließt, fließt er immer durch Sekundärwicklungen und Amperewindungen jeder Wicklung sind nachfolgend gleich und entgegengesetzt.

Die sekundären Windungen liegen um 1% und 2% unterdie Primärwindungen und der Unterschied, der im magnetisierenden Kern verwendet wird. Wenn also die Sekundärwicklung geöffnet ist und der Strom durch die Primärwicklungen fließt, tritt aufgrund des Sekundärstroms kein Entmagnetisierungsfluss auf.

Durch das Fehlen des Gegenstroms schaltet sich der Ampere ausder sekundäre, der nicht aufgegebene primäre MMF wird einen ungewöhnlich hohen Fluss im Kern aufbauen. Dieser Fluss erzeugt bei nachfolgendem Erwärmen einen Kernverlust und eine Hochspannung wird über den Sekundäranschluss induziert.

Diese Spannung verursachte den Ausfall derEine Isolierung und auch ein Genauigkeitsverlust in der Zukunft können auftreten, weil die übermäßige MMF den Restmagnetismus im Kern belässt. Daher kann die Sekundärseite des Stromwandlers niemals geöffnet sein, wenn die Primärwicklung den Strom führt.

Zeigerdiagramm des Stromwandlers

Das Zeigerdiagramm des Stromwandlers istin der Abbildung unten dargestellt. Der Hauptfluss wird als Referenz genommen. Die induzierten Primär- und Sekundärspannungen liegen um 90 ° hinter dem Hauptfluss. Die Höhe der Primär- und Sekundärspannung hängt von der Anzahl der Windungen der Wicklungen ab. Der Erregerstrom wird durch die Komponenten Magnetisierung und Arbeitsstrom induziert.

Zeigerdiagramm des Stromwandlers
wo ichs - Sekundärstrom
Es - sekundäre induzierte Spannung
ichp -primärer Strom
Ep - Primärinduzierte Spannung
Kt - Windungsverhältnis, Nummer der Sekundärkurve / Nummer der Primärwindung
ich0 - Erregerstrom
ichm - Magnetisierungsstrom
ichw - Arbeitskomponente
Φs - Hauptfluss

Der Sekundärstrom bleibt dem Sekundärstrom hinterherinduzierte Spannung um einen Winkel θº. Der Sekundärstrom verlagert sich auf die Primärseite, indem er den Sekundärstrom umkehrt und mit dem Windungsverhältnis multipliziert. Der Strom, der durch den Primärstrom fließt, ist die Summe des Erregerstroms I0 und das Produkt aus dem Windungsverhältnis und dem Sekundärstrom Kt ichs.

Verhältnis- und Phasenwinkelfehler der CT

Der Stromwandler weist zwei Fehler auf - den Verhältnisfehler und einen Phasenwinkelfehler.

Aktuelle Ratio-Fehler - Der Stromwandler ist hauptsächlich auf die Energiekomponente des Erregerstroms zurückzuführen und wird als angegeben

Verhältnis-Strom-Transformator-Gleichung
Wo ichp ist der Primärstrom. Kt ist das Windungsverhältnis und ist der Sekundärstrom.

Phasenwinkelfehler - In einem idealen Stromwandler der VektorWinkel zwischen dem primären und dem umgekehrten sekundären Strom ist Null. Bei einem tatsächlichen Stromwandler besteht jedoch eine Phasendifferenz zwischen dem Primär- und dem Sekundärstrom, da der Primärstrom auch die Erregerkomponente geliefert hat. Daher wird die Differenz zwischen den beiden Phasen als Phasenwinkelfehler bezeichnet.

Arten des Stromwandlers

Der Stromwandler wird hauptsächlich in drei Arten klassifiziert, d. H. Wickelstromwandler, Ringkernstromwandler und Stabtransformatoren.

1. Wundtransformator - In diesem Transformator ist die Primärwicklunginnerhalb des Transformators zusammengesetzt. Die Primärwicklung hatte eine einzige Windung und war mit dem Leiter, der den Strom gemessen hatte, in Reihe geschaltet. Der gewickelte Transformator wird hauptsächlich zum Messen des Stroms von 1 A bis 100 A verwendet.

gewickelter Stromwandler
2. Stabstromwandler - Der Stabtransformator hat nur Sekundärwicklungen. Der Leiter, auf dem der Transformator montiert ist, dient als Primärwicklung der Stromwandler.

Stromwandler
3.Toroidalstromwandler - Dieser Transformator enthält keine PrimärwicklungWicklungen. Die Leitung, durch die der Stromfluss im Netzwerk durch ein Loch oder ein Fenster der Transformatoren verbunden ist. Der Hauptvorteil dieses Transformators ist, dass der Transformator eine symmetrische Form hat, aufgrund derer er einen geringen Streufluss hat und somit weniger elektromagnetische Interferenzen aufweist.

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