Um7.ru

Аренда стройтехники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подключение амперметра к трансформатору тока

Подключение амперметра к трансформатору тока

Если при измерении электрического тока Вы используете амперметр с пределом 1, 5 или даже 10А, а нагрузка будет составлять значение больше этой предельной величины амперметра, то Вам может помочь измерительный трансформатор тока с необходимым коэффициентом.

схема подключения амперметра к трансформатору тока

Напомню, что амперметр включается в электрическую цепь последовательно. А как же будет подключаться амперметр при использовании трансформатора тока?

В общем случае на тт будут два измерительных вывода для подключения амперметра. Подключение же первичного тока к тт происходит последовательно, но имеет особенности в зависимости от типа аппарата, о чем и поговорим ниже.

Измерительные трансформаторы

Преобразователи тока (измерительные трансформаторы) трансформируют ток с высокой начальной нагрузкой до безопасных показателей для замера во вторичной катушке. Они работают при частоте 50 Гц и номинальной силе тока 5 А. Трансформатор с коэффициентом видоизменения 100/5 выдерживает максимальный ток 100 А, а измерительный — 5 А. Показания счетчика с таким трансформатором умножают на 20.

Ток с первоначальными значениями протекает по последовательно подсоединенной первичной обмотке трансформатора. Направленное движение электронов во вторичном контуре с подключенной катушкой создается благодаря электромагнитной индукции, в результате чего значения тока становятся ниже первоначальных в несколько раз, что фиксируется электросчетчиком.

Подключение трансформаторов тока

Трехфазное устройство

Трехфазный счетчик для нагруженной сети с током более 100 А сделать трудно, т. к. требуется выполнить большое сечение первичной обмотки. Разработаны одновитковые и многовитковые трансформаторы, которые устанавливают перед катушками. Такая структура цепи избавляет от производства мощных измерительных устройств, защищает прибор от коротких замыканий и перегрузок.

Выпускается два типа трехфазных счетчиков:

Схема подключения трансформаторов тока

  1. Приборы косвенного подключения трёхфазного счётчика через трансформаторы тока — этот тип встраивается в цепь с помощью преобразователя потока. Их чаще устанавливают на производственных мощностях с целью контроля энергии высоковольтных линий.
  2. Прямого подсоединения — электроприбор напрямую проверяет потребление электричества. Он работает при допустимой мощности до 60 кВт, при этом максимальное значение тока — до 100 А. Устройство используется для подключения проводов с поперечным сечением 1 мм².

Магнитный привод изготавливается разъемного или сплошного типа со стержневой или разветвленной обмоткой. Многофазные приборы содержат в конструкции звеньевую или петлевую обвивку. Выбор измерительного приспособления зависит от номинального тока и напряжения в начале и при прохождении через вторичную обмотку. Прибор состоит из сердечника, группы первичных витков и вторичной катушки с большим числом оборотов проволоки.

Работа в сетях 380 В

В трехфазных сетях с мощностью больше 60 кВт и током свыше 100 А при учете потребляемой энергии используется косвенная схема подсоединения.

Подключение трансформаторов тока к трехфазному счетчику

После считывания показаний применяется коэффициент для пересчета.

У такого способа подключения есть и недостатки. Если пользователь потребляет небольшой объем энергии, то измерительный ток может быть ниже значения, необходимого для запуска счетчика. Прибор стоит в нерабочем состоянии — такой эффект возникает при установке индукционных счетчиков старого образца, отличающихся большим потреблением энергии на собственные нужды. В моделях последних лет этот недостаток почти всегда отсутствует.

Читайте так же:
Чем отличаются погружные пилы от циркулярных

Особенности включения в цепь 380 В:

Как подключить трансформаторы тока к трехфазному счетчику

  • При подсоединении трансформаторов соблюдается полярность на входе и выходе, используется кабель, выбранный с помощью расчета нагрузок.
  • Используется провод с сечением более 2,5 мм² для вторичных контуров.
  • Соединения с клеммами выполняются проводниками с маркировкой соответствующего цвета.
  • Применяется подсоединение последующего контура посредством промежуточного клеммника с установкой пломбы.
  • Не разрешается установка трехфазных трансформаторов с разными коэффициентами преобразования на один учетный прибор.

Производится замена счетчика без остановки электропитания пользователей и снятия напряжения. Технический осмотр происходит в безопасном режиме, поверка погрешностей учетных устройств также производится на действующей линии без отключения.

Перед выбором схемы подключения трансформатора тока к счетчику проверяют пригодность прибора для такого варианта использования. Если устройство рассчитано на прямой способ установки, то его запрещено применять совместно с трансформатором. Условия работы счетчика описываются в техническом паспорте, где приводится рекомендуемая схема подключения.

Подключение трансформатора тока к микроконтроллеру

Иногда нужно узнать – какой ток течет в электрической цепи. Если ток небольшой, для этого можно использовать простой резистор. Если-же ток достигает неприличных величин (к примеру, как в трансформаторах Тесла), приходится искать другие методы измерения. Один из таких методов – использование трансформатора тока.

image

 

Что это такое?

Трансформатор тока, для краткости будем называть его ТТ, используется повсеместно. К примеру, в электросчетчиках и на подстанциях. Мы-же будем рассматривать то, как его можно использовать для измерения тока в импульсных источниках питания – сварочных аппаратах, трансформаторах Тесла итп. Стоит сразу обратить внимание, что с помощью ТТ можно измерять только переменный ток, но никак не постоянный!

Итак, ТТ позволяет нам измерять очень большой ток. Чем-же ТТ отличается от обычного трансформатора? А вот ничем! Название придумали из-за области применения и характерной конструкции – катушка на тороидальном сердечнике, через которую пропущен провод.

ТТ преобразует проходящий через него ток в пропорциональное напряжение. К примеру, если через трансформатор проходит 100А, то он выдает 1В, а если проходит 200А, то на выходе мы получим 2В.

Основные соотношения

Проделав нехитрые математические выкладки, можно убедиться, что для токов в обмотках ТТ с очень большим коэффициентом трансформации по напряжению и  с короткозамкнутой вторичной обмоткой действует такой закон для тока в обмотках:

image

Для того, чтобы преобразовать ток в напряжение, используют обычный резистор. Типичная схема включения ТТ:

image

Напряжение, падающее на резисторе R, согласно закону Ома, равно E=IR. Таким образом, зависимость выходного напряжения ТТ от тока определяется простым выражением:

imageК примеру, рассмотрим трансформатор Тесла, где через ТТ течет ток в 500А. Если у нас 1 виток в первичной обмотке ( да, просто пропущенный через кольцо провод считается за один виток), а во вторичной обмотке — 1000 витков, то ток во вторичной обмотке окажется равным 0.5А. Если мы возьмем сопротивление R1 = 2ом, то при полном токе на нем будет падать 1вольт.

Применения

Раз мы уже знаем, что такое токовый трансформатор, давайте подумаем куда его можно всунуть. Кроме того, что можно измерять большие токи, можно еще строить автогенераторы с обратной связью по току. Практически все DRSSTC являются именно такими. Можно также организовывать защиту от превышения тока, без такой защиты большинство импульсных блоков питания являются ”живыми мертвецами”.

Читайте так же:
Пескоструйный аппарат какой нужен компрессор

Запаздывание по фазе

Для автогенераторного применения важна еще одна характеристика ТТ – задержка сигнала.

Запаздывание сигнала может произойти из-за таких факторов

Для анализа обоих этих ситуация, я набросал простую модель в SWCad’е.

Для предыдущего примера с трансформатором Тесла, возьмем сердечник R25.3 из материала N87 фирмы Epcos. В качестве паразитной емкости, возьмем 1нФ. Не спрашивайте, откуда такая емкость. Мне она кажется значительно большей, чем может возникнуть в любой реальной ситуации. Модель выглядит так:

image

Результаты симуляции при к. связи = 1

image

image

Как видно, отличаются только амплитуды. Сигнала. Никакого запаздывания нет в обоих случаях. Такое поведение сохраняется вплоть до очень высоких частот и до очень маленьких коэффициентов связи. Таким образом, можно сделать вывод, что фаза сигнала практически не зависит от паразитных параметров.

Каскадирование токовых трансформаторов

Люди всегда были ленивыми. Некоторым лениво встать из-за компа, а некоторым – мотать тысячи витков в ТТ. Поэтому придумали соединять трансформаторы последовательно. Решение спорное, и поэтому попробуем его проанализировать при помощи того-же симулятора. Включим последовательно два трансформатора на том-же сердечнике с обмоткой по 33 витка на каждом. Замечу, что паразитная емкость в каждом из трансформаторов сильно уменьшилась, что не удивительно.

image

Результаты симуляции очень похожи на одиночный трансформатор. Никакого запаздывания нет. Только амплитуда становится немного менее предсказуемая – она определяется произведением коэффициентов связи в обоих трансформаторах.

image

Вывод – в подавляющем большинстве случаев можно применять несколько ТТ, включенных последовательно.

Прямоугольный выходной сигнал

Часто необходимо получить прямоугольный выходной сигнал из синусоиды, выдаваемой ТТ. Конечно, это можно сделать с помощью компаратора, однако быстродействующие компараторы дороги и требуют особых навыков от разработчика. Проще собрать следующую, уже почти ставшую стандартом, схему:

image

Для чего такие сложности? Стабилитроны – очень медленные устройства. Для повышения быстродействия ограничителя, к ним добавлены диоды Шоттки. Когда напряжение меняет полярность – диоды Шоттки быстро закрываются и не дают стабилитронам испортить сигнал. Такой ограничитель выдает сигнал +-5 вольт. Замечу, что сигнал нужно обязательно ограничивать симметрично, иначе произойдет сдвиг фазы.

Далее идет диодная “вилка” которая защищает вход последующей микросхемы от пробоя отрицательным напряжением.

Диодную вилку нельзя поставить сразу после ТТ, потому, как выбросы из силовой части преобразователя попадут в чувствительные цепи управляющей электроники.

Конструкция

Заметьте, что ТТ работает как источник тока, и чем больше витков вы намотаете, тем ближе ТТ будет к идеальному источнику тока и тем точнее будут показания. Также, чем больше витков, тем меньше ток течет через резистор, а значит, уменьшается рассеиваемая на нем мощность. Именно предельная мощность на резисторе обычно является определяющим факторов для количества витков в любительских конструкциях.

Читайте так же:
Сколько стоит шина на бензопилу штиль

Для того, чтобы сделать коэффициент трансформации побольше, первичную обмотку обычно делают всего из одного витка, а во вторичной мотают порядка тысяч.

Проблема насыщения сердечника очень редко проявляется в токовых трансформаторах. Что такое насыщение и как с ним бороться, можно прочитать в статье о GDT.

Чем больше проницаемость сердечника, тем больше к. связи и точнее показания, однако больше становится и паразитная индуктивность, добавляемая в измеряемые цепи. Это часто нежелательно. На практике, в качестве сердечника для ТТ может использоваться практически любой феррит, работающий на необходимой частоте. Для низкочастотных применений используют обычное трансформаторное железо.

В качестве проволоки для вторичной обмотки стоит выбирать проволоку с наибольшим возможным сечением – так уменьшается погрешность измерения.

Промышленные ТТ

Естественно, промышленность выпускает громаднейший ассортимент токовых трансформаторов. Они хорошо настроены и могут быть использованы для точных измерений.  Естественно, есть проблемы с доставабельностью в неэпических количествах. К примеру, в киеве, несколько ТТ я видел в магазине “радиомаг”

image

Еще почитать

К моему удивлению, материалов по ТТ очень мало. Но википедия, все-же, знает, что это такое.

Кнопки

При подключении кнопки к микроконтроллеру могут иногда возникнуть простые проблемы. Первая (и самая раздражающая проблема) возникает в виде отскока, когда кнопка посылает много сигналов при нажатии и отпускании.

Кнопки обычно представляют собой кусок металла, который при контакте соприкасается с каким-то другим металлом, но когда кнопки вступают в контакт, они часто отскакивают (хотя они чаще всего крошечные). Этот отскок означает, что кнопка соединяется и отключается несколько раз, прежде чем зафиксироваться, а в итоге — результат, который ненадолго выглядит случайным. Поскольку микроконтроллеры очень быстрые, они могут поймать этот отскок и выполнять события нажатия кнопки несколько раз. Чтобы избавиться от отскока, можно использовать схему ниже. Схема, показанная здесь, представляет собой очень тривиальную схему, которая хорошо работает и проста в построении.

Трансформатор тока для детектирования включений нагрузки в сети 220В

Сердечник и вторичная обмотка самодельного трансформатора тока

Сердечник и вторичная обмотка самодельного трансформатора тока

Недавно у меня возникла необходимость определять на микроконтроллере моменты включения/выключения погружного насоса с поплавковым выключателем, запитанного от сети 220В, т.е. по сути определять наличие потребляемого тока в цепи питания насоса. Когда речь идет об измерениях в сети 220В, то в первую очередь стоит подумать о том, как обеспечить качественную гальваническую развязку, т.е. отсутствие электрического контакта между высоковольтными и низковольтными цепями.

Пожалуй самым простым и быстрым решением было бы взять готовый модуль на эффекте Холла (например на микросхеме ACS712). Однако мне такой вариант не подошёл по двум причинам. Во-первых, он требует питания 5В, а у меня всё было запитано от 3.3В. Во-вторых, он включается в разрыв измеряемой цепи, а мне было очень важно не нарушить работу насоса даже в случае ошибки проектирования или выхода из строя датчика.

Как ни странно, нагуглить готовое решение без специальных модулей для такой казалось бы простой задачи не удалось, поэтому здесь хочу поделиться опытом расчета и изготовления простейших измерительных трансформаторов тока.

Читайте так же:
Расход электродов на 1 метр шва таблица

Принцип работы трансформатора тока

Пожалуй каждый, кто когда-нибудь работал с аналоговой электроникой, сталкивался наводками от сети 220В. Казалось бы, если от этих наводок так сложно избавиться, то может быть и определить включение нагрузки должно быть очень легко? Однако всё оказалось не совсем так просто.

Действительно, простейший измерительный трансформатор тока можно сделать из мотка обычного двухжильного силового кабеля — по одной из жил запустить измеряемый ток, а с другой снимать полезный сигнал. Попробуем прикинуть (хотя бы по порядку величины), какое напряжение образуется на концах «сигнальной» жилы, если через «силовую» пропустить ток к целевой нагрузке? Может этого будет уже достаточно для решения поставленной задачи?

Моток кабеля в такой конфигурации по сути представляет собой трансформатор с воздушным сердечником. Ток, проходящий через витки силовой жилы, формирует переменное магнитное поле. Это поле создаёт электродвижущую силу ЭДС индукции в каждом витке сигнальной жилы. Величина ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока проходящего через окружённую витком поверхность:

Если предположить, что витки в мотке кабеля уложены достаточно плотно, а ток в измерительной жиле равен нулю, то магнитный поток через все витки будет одинаковым, и его можно будет посчитать как произведение индуктивности одного витка , числа витков и тока в силовой жиле . ЭДС во всех измерительных витках будет одинакова и суммарное напряжение на концах сигнальной жилы будет равно произведению числа витков на ЭДС в одном витке:

В бытовой сети переменного тока , где — частота, равная 50 Гц, а — амплитудное значение силы тока. Значение можно определить исходя из мощности нагрузки и действующего значения напряжения , равного 230 В. В итоге для производной тока по времени получаем такую формулу:

Например, для нагрузки мощностью 1 кВт, подключённой к обычной бытовой сети с напряжением 230 В, вычисленная по этой формуле амплитуда производной тока по времени получится чуть меньше 2000 ампер в секунду.

Индуктивность одного витка посчитаем исходя из радиуса нашего мотка и радиуса проволоки, из которой сделана жила кабеля :

Здесь — магнитная постоянная. Для мотка кабеля диаметром 10 см, имеющего жилы диаметром 2 мм, индуктивность витка получается около 0.25 мкГн. Если такой моток сделать из кабеля длиной 10 метров, то получится около 30 витков. В итоге для нашей нагрузки в 1 кВт напряжение на разомкнутой сигнальной жиле получится таким:

Значение получается вполне детектируемое, но что произойдёт в момент включения или выключения нагрузки, когда ток может изменяться в десятки или даже сотни раз быстрее, чем при нормальной работе? В этом случае вместо 450 мВ на концах сигнальной жилы может быть скачок напряжения в несколько десятков или даже сотню вольт, который вполне может повредить вход микроконтроллера.

Принцип работы измерительных трансформаторов

принцип работы измерительного трансформатора

Принцип измерительного и обычного трансформатора тока (ТТ) не имеют различия кроме точности передачи тока во вторичной обмотке. Не измерительные ТТ применяются в цепях токовой релейной защиты, однако, в любом случае принцип их работы одинаков. По первичной обмотке, включенной последовательно в линию, будет протекать электрический ток такой же, как и в нагрузке. Иногда, это зависит от конструкции ТТ, первичной обмоткой может служить алюминиевая или медная шина, идущая от источника энергии, к потребителю. За счёт прохождения тока и наличия магнитопровода во вторичной обмотке возникает тоже ток но уже меньшей величины, который уже можно измерять с помощью обычных измерительных приборов, или же счётчиков. При расчете израсходованной электроэнергии нужно учитывать коэффициент, определяющий окончательную величину затрат. Фазный ток, протекающий по линии, будет в разы больше чем ток вторичной обмотки, и зависит он от коэффициента трансформации.

Читайте так же:
Настольный сверлильный станок зубр

Таким образом, данная манипуляция и установленный трансформатор тока обеспечивает не только возможность измерять большие тока, но и способствуют безопасности проведения таких измерений.

Интересным является тот факт что все ТТ выдают при определённом номинале, на который он рассчитан в первичной обмотке, всего лишь 5 Ампер во вторичной. Например, если номинальный ток первичной обмотки будет 100А, то во вторичной будет 5 А. Если оборудование более мощное и выбирается измерительный трансформатор 500А, то всё равно коэффициент трансформации выбран таким образом, что во вторичной обмотке будет опять-таки 5 Ампер. Поэтому выбор счётчика здесь очевиден и несложен, главное, чтоб он был рассчитан на 5 Ампер. Вся ответственность лежит на выборе именно измерительного трансформатора. Ещё один важный фактор работы такой цепочки это частота переменного напряжения, она должна быть строго 50 Гц. Это стандартная величина частоты, которая чётко контролируется компанией поставщиком электроэнергии и её отклонение недопустимо для работы любого, применяемого в странах постсоветского пространства стандартного электрооборудования. По всей плане эта частота регламентируется другими величинами.

Одной из важных особенностей ТТ является также невозможность работы его без нагрузки, а когда это необходимо какими-либо мероприятиями, то стоит закоротить концы вторичной обмотки, чтобы не было пробоя. Ты даже представить себе не можешь, чем занимается голодный брат с сестренкой, который не видел её голой уже больше суток. Прямо здесь посмотреть можно видео бесплатно или скачать к себе на девайс. В коллекции всегда получится найти крутой свежий контент и получить просто максимальное наслаждение! .

Как подключить тепловое реле через трансформаторы тока 1

Описание

Чем выше значение протекающего через реле РТ-03 тока, тем сильнее изгибается биметаллическая пластина реле, размещенная в каждом полюсе. При достижении током величины 1.1 х заданное значение тока уставки изгиб пластины становится таким, что она размыкает контакт, и электродвигатель отключается от сети.

Тепловое реле перегрузки РТ-03 может устанавливаться непосредственно вместе с контактором, так и отдельно от него на специальное основание ОС-03.

Сфера применения

Тепловые реле перегрузки РТ-03 разработаны для защиты цепей переменного тока и электродвигателей от перегрузки, асимметрии фаз, затянутого пуска и заклинивания ротора.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector