วิธีการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้า？

การคำนวณอัตราส่วนการหมุนของหม้อแปลง

อัตราส่วนการหมุนของ a หม้อแปลงไฟฟ้า คำนวณโดยใช้ความสัมพันธ์พื้นฐานระหว่างแรงดันหรือกระแสปฐมภูมิและทุติยภูมิ อัตราส่วนการหมุน N เท่ากับแรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิหารด้วยแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ (N = Vpri/Vsec) ซึ่งเท่ากับกระแสทุติยภูมิหารด้วยกระแสปฐมภูมิ (N = ไอเซค/Ipri) . สำหรับหม้อแปลงแกนเฟอร์ไรต์ที่ใช้ในการใช้งานความถี่สูง สามารถคำนวณการหมุนหลักได้โดยใช้สูตร: เอ็นปรี = (วิน × 10^8) / (4 × ฉ × Bสูงสุด × เครื่องปรับอากาศ) โดยที่ Vin คือแรงดันไฟฟ้าขาเข้า f คือความถี่สวิตชิ่ง บีแม็กซ์ คือความหนาแน่นฟลักซ์สูงสุด (โดยทั่วไปคือ 1300-2000 เกาส์) และ กc คือพื้นที่หน้าตัดที่มีประสิทธิผลของแกนกลาง

ตัวอย่างการคำนวณเชิงปฏิบัติ

พิจารณาการออกแบบตัวแปลง DC-DC ด้วยพารามิเตอร์ต่อไปนี้: Vin = 10.5V, Vout = 330V, f = 50 กิโลเฮิร์ตซ์, Bmax = 1500G และ Ac = 1.25 ซม.² (แกน ETD39) อัตราผลตอบแทนจากการคำนวณเทิร์นหลัก: Npri = (10.5 × 10^8) / (4 × 50000 × 1500 × 1.25) = 3.2 รอบ ซึ่งปัดเป็น 3 เทิร์น อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าคือ 330/10.5 data 31.4 ดังนั้นรอบรองจะเป็น 3 × 32 = 96 รอบ ส่งผลให้มีอัตราส่วนการหมุนประมาณ 32:1

หม้อแปลงกระแสทำงานอย่างไร

หม้อแปลงกระแส (CTs) ทำงาน กฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ . เมื่อกระแสสลับไหลผ่านตัวนำปฐมภูมิ มันจะสร้างสนามแม่เหล็กที่แปรผันตามเวลาซึ่งเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าตามสัดส่วนในขดลวดทุติยภูมิ ความสัมพันธ์พื้นฐานคือ I_primary / I_secondary = N_secondary / N_primary . ตัวอย่างเช่น CT 600:5 ที่มีเทิร์นรอง 120 รอบและเทิร์นหลัก 1 รอบจะสร้างกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิ 5เอ พอดีเมื่อ 600A ไหลผ่านปฐมภูมิ

หลักการทำงานที่สำคัญ

• กระแสปฐมภูมิสร้างฟลักซ์แม่เหล็กในแกนกลางผ่านตัวนำ (มักจะหมุนรอบเดียว)
• แกนแม่เหล็กมีสมาธิและนำฟลักซ์ไปยังขดลวดทุติยภูมิ
• การเปลี่ยนฟลักซ์จะทำให้เกิด EMF ในขดลวดทุติยภูมิแบบหลายรอบ
• กระแสทุติยภูมิไหลผ่านภาระที่เชื่อมต่อ (มิเตอร์หรือรีเลย์)
• เอาต์พุตรองมาตรฐานได้แก่ 5เอ หรือ 1A เพื่อให้เข้ากับเครื่องมือได้

คำเตือนด้านความปลอดภัยที่สำคัญ: ห้ามเปิดวงจร CT ทุติยภูมิในขณะที่แหล่งจ่ายไฟหลักถูกจ่ายไฟ สิ่งนี้สามารถสร้างได้ หลายพันโวลต์ เนื่องจากความอิ่มตัวของแกนกลาง ทำให้เกิดอันตรายจากไฟฟ้าช็อต ฉนวนแตก และอุปกรณ์เสียหาย ขั้วต่อสำรองจะสั้นเสมอระหว่างการติดตั้งหรือการบำรุงรักษา

หม้อแปลงกระแสแบบบาดแผลกับแบบแท่ง

CTs แบบบาดแผล มีขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิเฉพาะที่พันบนแกนแม่เหล็ก ความแม่นยำสูงกว่า (คลาส 0.2-0.5) และความยืดหยุ่นในการเลือกอัตราส่วนกระแสน้ำ CT แบบบาร์ ใช้แถบตัวนำทึบเป็นตัวหลักแบบเลี้ยวเดียว ความแข็งแรงทางกลที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานที่มีกระแสสูง และลดการรั่วไหลของฟลักซ์เพื่อการวัดที่แม่นยำ แต่มีค่าใช้จ่ายสูงกว่า

ประเภทของหม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าแบ่งตามการก่อสร้าง การใช้งาน และประเภทแกน หม้อแปลงไฟฟ้า ใช้ในระบบส่งกำลัง (โดยทั่วไป> 33kV) ในขณะที่ หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย แรงดันสเต็ปดาวน์สำหรับผู้ใช้ปลายทาง (11kV ถึง 415V) หม้อแปลงเครื่องมือประกอบด้วยหม้อแปลงกระแส (CT) และหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (VT) สำหรับการวัดและการป้องกัน

โดยการก่อสร้าง

• ประเภทหลัก: ขดลวดล้อมรอบแขนขาแกนกลาง ทั่วไปสำหรับการใช้งานไฟฟ้าแรงสูง
• ประเภทเปลือก: แกนกลางล้อมรอบขดลวด ให้การป้องกันทางกลที่ดีขึ้น
• วงแหวน: แกนรูปวงแหวนที่มีขดลวดกระจายเท่าๆ กัน การรั่วไหลของฟลักซ์น้อยที่สุด

ประเภทหม้อแปลงกระแสตามการติดตั้ง

• โซลิดคอร์: แกนชิ้นเดียวที่ต้องการการลดพลังงานของวงจร ระดับความแม่นยำ 0.2-0.5
• แยกแกน: การออกแบบบานพับสำหรับการติดตั้งเพิ่มเติม ความแม่นยำระดับ 1-3
• ประเภทหน้าต่าง: แกนกลวงสำหรับการส่งผ่านสายเคเบิล มีความยืดหยุ่นสำหรับขนาดตัวนำต่างๆ

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า

CT สามารถวัดกระแส DC ได้หรือไม่?

ไม่ หม้อแปลงกระแสมาตรฐานใช้งานได้กับไฟฟ้ากระแสสลับเท่านั้น พวกเขาต้องการสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงเพื่อเหนี่ยวนำกระแสทุติยภูมิ DC สร้างสนามแม่เหล็กคงที่ ส่งผลให้ไม่มีเอาท์พุตที่ยั่งยืน สำหรับการวัด DC ให้ใช้เซ็นเซอร์ Hall Effect คอยล์ Rogowski หรือตัวต้านทานแบบแบ่ง

ภาระ CT คืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญ

ภาระคือโหลดทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับ CT ทุติยภูมิ ซึ่งวัดเป็น VA (โวลต์-แอมแปร์) หรือโอห์ม การมีภาระเกินพิกัดจะทำให้ความแม่นยำลดลงและความอิ่มตัวที่อาจเกิดขึ้นได้ . การจัดอันดับภาระมาตรฐานประกอบด้วย 1.25 VA, 5 VA และ 15 VA คำนวณภาระรวมเป็นผลรวมของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อทั้งหมดบวกกับความต้านทานของสายไฟ

ฉันจะเลือกระหว่าง CT การวัดแสงและการป้องกันได้อย่างไร

การวัดแสง CT (คลาส 0.1, 0.2, 0.5) จัดลำดับความสำคัญของความแม่นยำในระหว่างสภาวะโหลดปกติสำหรับการเรียกเก็บเงินและการจัดการพลังงาน การป้องกัน CT (คลาส 5P, 10P) ได้รับการออกแบบมาเพื่อหลีกเลี่ยงการอิ่มตัวระหว่างกระแสฟอลต์ ทำให้มั่นใจได้ว่ารีเลย์จะรับสัญญาณที่แม่นยำสำหรับการสะดุด ห้ามใช้ CT สูบจ่ายแทนการใช้งานด้านการป้องกัน

อะไรทำให้เกิดความอิ่มตัวของ CT?

ความอิ่มตัวเกิดขึ้นเมื่อแกนแม่เหล็กไม่สามารถดูดซับฟลักซ์ได้มากขึ้น ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดจาก กระแสหลักมากเกินไป (เงื่อนไขข้อบกพร่อง) หรือ ภาระสูง . อาการต่างๆ ได้แก่ การบิดเบือนของรูปคลื่น ข้อผิดพลาดของอัตราส่วน และข้อผิดพลาดของมุมเฟส Protection CT ได้รับการออกแบบให้มีแกนที่ใหญ่ขึ้นเพื่อให้ทนทาน จัดอันดับปัจจุบัน 20-30 เท่า โดยไม่ทำให้อิ่ม

อัตราส่วน CT ทั่วไปคืออะไร?