Трансформаторы тока и напряжения измерительные представляют собой важнейшие компоненты для безопасного и точного измерения электрических величин в системах электроснабжения и энергетических установках. Они обеспечивают изоляцию между высоковольтными цепями и измерительными приборами, а также позволяют производить точные измерения переменного тока и напряжения. Такие устройства являются незаменимыми для контроля за состоянием электросети, мониторинга энергоэффективности, а также для проведения различных видов диагностики и проверки электрооборудования.
Трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН) измерительные используются для преобразования высоких значений тока и напряжения в более низкие, которые могут безопасно измеряться стандартными приборами. Эти устройства обеспечивают изоляцию и защиту, а также снижают высокое напряжение или ток до уровня, безопасного для подключаемых измерительных приборов. Трансформаторы выполняют функцию по преобразованию электрической энергии, но в отличие от силовых трансформаторов, их основная цель – это обеспечение точных измерений в процессе эксплуатации электрических установок.
Принцип работы трансформаторов тока и напряжения основан на законе электромагнитной индукции. В трансформаторах тока используется токовая катушка, которая создает магнитное поле, воздействующее на вторичную обмотку, в результате чего на вторичной обмотке возникает ток, пропорциональный току в первичной цепи. В свою очередь, трансформаторы напряжения используют принцип деления напряжения через обмотки трансформатора, таким образом, создавая безопасное напряжение для измерений.
Трансформаторы тока измеряют ток в цепи, снижая его до безопасных значений, тогда как трансформаторы напряжения снижают напряжение до уровня, удобного для подключения измерительных приборов.
Измерительные трансформаторы могут быть разных типов, в зависимости от их назначения и конструктивных особенностей. Основными типами являются:
Основной параметр, определяющий качество работы измерительного трансформатора, – это его класс точности. Классы точности подразделяются по стандартам на несколько категорий, например, класс точности 0.2, 0.5, 1.0 и так далее. Чем ниже класс точности, тем выше точность измерений, что особенно важно для установки на промышленных объектах, где необходимо максимально точное измерение электрических величин. Наиболее распространенным является класс точности 0.5 для большинства стандартных применений, однако в высококачественных лабораториях могут использоваться устройства с классом точности 0.1 и ниже.
Выбор класса точности зависит от того, как строго требуется измерять токи и напряжения в конкретной системе. Для некоторых приборов и оборудования точность измерений может быть критически важна, например, в электрических станциях, в то время как для других применений достаточно и более простых трансформаторов с меньшей точностью.
Измерительные трансформаторы широко применяются в различных отраслях промышленности и энергетике. Они используются для:
В энергетических компаниях трансформаторы тока и напряжения применяются для контроля и учета электроэнергии в высоковольтных сетях. Они устанавливаются на различных элементах системы: от распределительных подстанций до трансформаторных подстанций, чтобы снизить величины тока и напряжения до безопасных для измерения значений. Таким образом, можно получать точные данные для расчетов потребления электроэнергии.
На крупных промышленных предприятиях измерительные трансформаторы используются для мониторинга работы электросетей. Например, в больших химических заводах или на металлургических предприятиях, где используется огромное количество электрической энергии, важно точно измерять потребление тока и напряжения, чтобы корректно учитывать расход и предотвращать перегрузки сети.
В распределительных сетях измерительные трансформаторы устанавливаются для того, чтобы точно учитывать потребление энергии на различных участках сети. Это важно для точного выставления счетов потребителям, а также для анализа и оптимизации работы всей энергосистемы.
Измерительные трансформаторы также активно используются в системах автоматизации для контроля напряжения и тока на различных объектах. Например, на системах непрерывного питания (UPS), где необходимо точно отслеживать колебания напряжения и тока, чтобы обеспечить бесперебойную работу критически важных объектов, таких как серверные и медицинские устройства.
Рекомендация эксперта по использованию: При выборе измерительного трансформатора необходимо учитывать не только его класс точности, но и предполагаемую нагрузку и условия эксплуатации. Для применения в высоковольтных сетях лучше выбирать устройства с высоким классом точности, в то время как для менее критичных систем может быть достаточно стандартных моделей с классом точности 1.0. Важно также учитывать, что для больших промышленных предприятий, где могут возникать колебания напряжения и тока, необходимы трансформаторы с большим запасом по мощности и точности.