1

Transformatorul de curentTransformatorul de curent este o solutie simpla de masurare izolata galvanic n cazul particular, dar des ntalnit, al curentului alternativ pur sinusoidal. La fel cu senzorii de curent magnetici acesta este construit de obicei pe un tor din material feromagnetic (fig. 11A). Transformatorul de curent funcioneaz ca orice transformator, curentii din nfasurarile primar si secundar fiind legati de relatia:

i S NS = i P NP (4)

unde iP = curentul din primar; iS = curentul din secundar; NP = numarul de spire din primar; NS = numarul de spire din secundar (fig. 11B).

Curentul din primar induce n secundar un curent care este transformat de rezistenta de sarcina RL ntr-o tensiune (fig. 11C). n aplicatiile tipice ale transformatorului de curent secundarul are mai multe spire decat primarul care de obicei are o singura spira. Astfel curentul din secundar are valori substantial mai mici si mai usor de masurat decat cele din primar.

Un transformator de curent ideal nu apare ca o sarcina inductiva, asa cum apare senzorul de curent cu efect Hall, ci ca un rezistor n serie cu nfasurarea primara. Valoarea acestui rezistor este data de relatia:

RP = RS (NP / NS)2Rezistenta parazita produce n circuitul primar o cadere de tensiune la fel ca o rezistenta reala de aceasi valoare n serie cu primarul.

Comportarea neideala a transformatorului de curent necesita cateva precizari. n masuratorile de curenti la frecvente joase pana la moderate ( 10 RS) pentru a avea n secundar un curent care sa reflecte cu precizie curentul primar. Reactanta se poate calcula cu formula:

ZL = 2p f N2 AL / 109unde f = frecventa de lucru n Hz: N = numarul de spire; AL = inductanta caracteristica n mH/1000 spire ZR = reactanta inductiva n Ohm-i.

Fenomenul de saturatie se poate manifesta si n transformatoarele de curent, dar curentul alternativ necesar saturatiei este semnificativ mai mare decat cel din curent continuu deoarece curentul indus n secundar genereaza un flux magnetic n opozitie cu cel din primar (legea Lenz). Trebuie avut grija sa nu existe componente continui suprapuse peste curentul alternativ fiindc acestea pot satura rapid miezul si distorsiona msurtorile.

TRANSFORMATORUL TRIFAZAT - ELEMENT DE REEATransformatorul este un element component al reelei electrice. Prin intermediul

transformatoarelor electrice se transform o putere electrica alternativa cu anumii

parametrii ntr-o alt putere electric alternativ de aceeai frecven dar cu parametrii electrici modificai.

Elementele caracteristice sau datele de catalog ale unui transformator sunt:

Puterea nominala aparenta, SnT;

Tensiunile nominale primare . i secundare, U1 , U2;

Raportul de transformare, K12;

Impedana de scurtcircuit, Zsc;

Tensiunile relative de scurtcircuit, usc;

Curentul de mers in gol, I0;

Pierderile n scurtcircuit, psc;

Pierderile la mersul n gol, p0;

Numerele caracteristice.

nfurarea care primete energia se numete nfurare primar iar nfurarea care cedeaz (alimenteaz) energia se numete nfurare secundar.

CLASIFICAREA TRANSFORMATOARELOR

Dup funcia pe care o au n cadrul sistemului electric, se disting urmtoarele categorii de transformatoare:

Transformatoare de putere;

Transformatoare auxiliare;

Transformatoare de separare;

Autotransformatoare.

CONEXIUNILE TRANSFORMATOARELOR

Conexiunea unui transformator reprezint schema de conexiuni a nfurrilor

sale i precizarea unghiului de defazaj al fazorului tensiunii secundare de linie fa de fazorul tensiunii primare corespunztoare. Pentru transformatoarele trifazate de putere se folosesc trei conexiuni de baz: n stea, n triunghi . i n zig-zag.

Conexiunile n stea, triunghi i n zig-zag se reprezint convenional prin literele

Y, D i Z, pentru nfurrile de nalta tensiune i prin literele y, d i z pentru

nfurrile de joasa tensiune. Cnd una din nfurri are nulul accesibil i legat direct la pmnt la simbolul respectiv se adaug cifra 0, de exemplu Y0, sau y0.

Alegerea grupei de conexiuni a transformatorului se face n funcie de condiiile

de funcionare ale transformatorului. Astfel pentru transformatoarele din staiile

centralelor electrice nfurrile pe partea centralei se adopt n triunghi iar pe partea reelei n stea. Pentru transformatoarele din staiile de conexiuni se adopta conexiunea stea-stea.SCHEMELE ECHIVALENTE ALE TRANSFORMATOARELOR

In cadrul studiilor de sistem, un transformator electric poate fi considerat ca i o

cutie neagr, cu o intrare i o ieire. Terminalele de la intrare sunt legate la reea i au un anumit nivel de tensiune, iar ieirea este legata la sarcina electrica cu un alt nivel de tensiune.

Parametrii electrici din schema electric echivalent . a transformatorului se

numesc constantele transformatorului. Acestea caracterizeaz regimul de funcionare al transformatorului. Constantele transformatorului se determin practic din ncercrile transformatorului, sau prin msurtori pe transformatoarele existente. In funcie de reeaua de secven ce se construiete, se disting schemele electrice echivalente de secvena ale transformatoarelor i corespunztor constantele de secven. Acestea sunt constantele de secven direct/pozitiv, invers/negativ i homopolar/zero.Schemele electrice echivalente de secven direct i invers sunt identice, iar constantele transformatorului de secven direct i invers sunt egale. Schema electrica echivalenta de secven. homopolar depinde de tipul constructiv al transformatorului, de schema de conexiuni a nfurrilor i de puterea transformatorului. Un transformator trifazat, n regim de ncrcare simetric i echilibrat poate fi reprezentat printr-o schem electric echivalent monofazat raportat la tensiunea nominal a nfurrii primare sau secundare. Aceast reprezentare, pentru schema de secven direct i invers poate fi in T, PI ori , dup cum este reprezentat n figurile 1.11, -a i b si 1.12.

Rezistenta RT si reactana XT definesc parametrii longitudinali ai transformatorului, iar conductana GT i susceptana inductiva BT formeaz. parametrii transversali ai transformatorului.PARAMETRII/CONSTANTELE TRANSFORMATOARELOR CU DOU

NFURRI

Parametrii de secven direct i invers

Transformatorul fiind un element static (fr elemente n micare),

Parametrii / constantele lui de secven direct . sunt egali cu parametrii de secven invers.

Schema i constantele unui transformator sunt complet determinate dac se cunosc

urmtoarele mrimi:

SN - puterea aparenta nominala, n VA, KVA sau MVA;

UN - tensiunile nominale primare, respectiv secundare, n V sau KV;

Pscn - pierderile nominale de putere n cupru (sau pierderile n scurtcircuit),

corespunz . tor regimului de scurtcircuit, n W sau KW;

PFe - pierderile nominale de putere corespunztoare regimului de mers n gol, n W sau KW; Usc - tensiunea nominala de scurtcircuit, n %;