transformatorul de curent1

5/17/2018 Transformatorul de Curent1 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transformatorul-de-curent1 1/23

ATESTAT

TRANSFORMATORUL DE CURENT



TRANSFORMATORUL DE MASURAT

Transformatoarele de masurat sunt transformatoarele electrice

speciale, larg utilizate in tehnica masurarilor datorita urmatoarelor

avantaje :

-permit extindrea intervalelor de masurat a aparatelorde

masurat utilizate in curent alternativ (ampermetre, voltmetre,

wattmetre, varmetre, contoare etc)

-asigura protectia personalului de deservire, prin izolarea

aparatelor de masurat fata de circuitele de inalta tensiune;

-permit standardizarea aparatelor de masurat pentru animate

valori adoptate la fabricarea in serie a acestora: 5 A sau 1 A pentru

ampermetre si 100 V sau 110 V pentru voltmeter;

Dupa marimea pe care o reduc transofrmatoarele de masurat se

impart in transformatoare de curent si transformatoare de

tensiune.



Principiul de functionare al acestor transformatoare este

asemanator cu cel al transformatoarelor de forta si consta in

transferul de energie electromagnetica de la o infasurare primara la o

infasurare secundara, prin fenomenul de inductie electromagnetica

Constructia. Un transformator este un ansamblu de bobine

(infasurari)cuplate magnetic.Penru a se ealiza un cuplaj magnetic

strans, cele doua infasurari sunt asezate pe un miez magnetic coun

astfel incat aproape tot fluxul magnetic creat de o infasurare sa

treaca si prin cealalta.In figura 1.1 este reprezentat schematic un

transformator. Pe miezul magnetic sunt infasurate N1 spire

reprezentand infasurarea primara si N2 spire reprezentand

infasurarea secundara.La bornele infasurarii primare se aplica o

tensiune U1, iar la bornele infasurarii secundare seo bt o tens U2.

Prin infasurarea primara trece un curent de intensitate I1, iar prin

infasurarea secundara – un curent de intensitate I2. Rolul

transformatorului este de a transmite energia electromagnetica din

circuitul primar in circuitul secundar, modificand parametrii care



caracterizeaza aceasta energie (tensiunea si intensitatea curentului

de la iesire au valori diferite de cele ale tensiunii si ale intensitatii

curentului de la intrare).

PRINCIPIU DE FUNCTIONARE

U1

I1

N1

I2

N2

I1 I2



REPREZENTARE

U2

U1N1 N2



In cazul unui transformator ideal, la care se neglijeaza

pierderile, notand cu P1 puterea in circuitul primar si cu P2 puterea

in circuitul secundar,se poate scrie:

P1=P2 (1.1)

sau

I1U1=I2U2 (1.2)

de unde :

U2/U1=I1/I2 (1.3)

Stiind ca ambele infasurari sunt strabatute de acelasi

flux magnetic si considerand lungimea tuturor spirelor



egala, se poate afirma ca in fiecare spira se induce aceeasi

tensiune Usp. Infasurarea primara, care are N1 spire ,va

avea la bornele sale o tensiune U1=N1Usp iar infasurarea

secundara, care are N2 spire, va avea la bornele sale o

tensiune U2 = N2Usp. Reluand relatia (1.3), se poate scrie:

I1/I2=U2/U1=N2Usp/

N1Usp=N2/N1

De aici rezulta ca raportul intensitatilor curentilor este

invers proportional cu raportul tensiunilor s ca raportul

tensiunilor este proportional cu raportul numarului de spire.



La un transformator real aceste propietati se pastreaza,

cu o anumita aproximatie, datorita unor fenomene care vor

fi aratate in continuare

TRANSFORMATOARE DE CURENT

La masurarea intensitatilor unor curenti alternativi care

depasesc 50, ajungand pana la zeci de mii de amperi, se

folosesc ampermetre de 5 A sau de 1 A impreuna cu

transformatoare de curent (fig 1.2)

P1(K) S1(k)



fig 1.2

1. FUNCTIONARE

In secundarul transformatorului se monteaza

ampermetre de 5 A sau de 1 A, sau circuite de curent ale

altor aparate; toate acestea au o impedanta foarte mica. Din

acest motiv, regimul normal de functionare este asemanator

cu regimul de scurt circuit al transformatoarelor de forta.

N2 N1

S2(l)

I2

ra

P2(L)

A

I1



Fluxul magnetic al transformatorului este creat de

curentii care trec prin cele doua infasurari. Fluxul magnetic

creat de infasurarea primara este proportional cu

intensitatea curentului I1 si cu numarul de spire N1. Fluxul

magnetic creat de infasurarea secundara este proportional

cu intensitatea curentului I2 si cu numarul de spire N2. Din

insumarea celor doua fluxuri, se obtine un flux rezultant

La transformatoarele de curent, in functie de valorile

impedantei secundare Zs si intensitatii curentului primar I1,

se disting urmatoarele regimuri de functionare: regim

normal si regim de avarie.

Regimul normal : Zs < Zsn(cos > 0,8 ) si I1 = ( 0,1 ...

1,2) I1n,Zsn si I1n fiind valorile nominale ale impedantei

secundare si respectiv ale intensitatii curentului din primar.

In aceste conditii, atat fluxul creat de infasurarea primara,



cat si fluxul creat de infasurarea secundara, sunt mari, dar

fiind de sens contrar ele se compenseaza astfel incat fluxul

rezultant este mic. In acest caz, transformatorul

functioneaza normal.

Fluxul primar si fluxul secundar fiind aproximativ

egale, se poate scrie:

N1I1=N2I2

de unde:



I1/I2=N2/N1

De obicei I1>I2 si ca urmare N1<N2. In cazul

intensitatilor curentilor I1 foarte mari, N1 se poate reduce

la o singira spira

Regim de avarie: I1=0 si Zs = . Aceasta situatie poate

sa apara cand secundarul ramane deschis. Astfe I2= 0 si

fluxul rezultant creste foarte mult, devenind egal cu fluxul

creat de infasurarea primara (avand in vedere valoarea mare

a intensitatii curentului I1, acest flux este foarte mare ). O

data cu cresterea fluxului rezultant , cresc foarte mult

pierderile in fier, ceea ce face ca miezul magnetic sa se

incalzeasca, iar ca tensiunea de la bornele infasurarii

secundare creste si ea foarte mult , putand deveni



periculoasa pentru personalul de deservire. Pentru a evita

regimul de avarie, este necesar ca transformatoarele de

curent sa aiba montate in secundar impedantee mici

(ampermetre sau circuite de curent ale altor aparate de

masurat ca wattmetre, varmetre, contoare), iar in cazul in

care acestea lipsesc , bornele infasurarii secundare sa fie

legate in scurtcircuit.

2 MARCAREA BORNELOR SI MONTAREA IN

CIRCUIT

Pentru conectarea corecta a transformatorului de curent

in circuitul de masurare, bornele sale sunt marcate de

regula cu litere P1, P2 (sau K,L) pentru infasurarea primara

si S1, S2 (sau k , l ) pentru infasurarea secundara (vezi fig



1.2).La montare , borna P1 (sau K) se leaga spre sursa , iar

S1 (sau k)- la bornele polarizate ale aparatelor de masurat

(in cazul wattmetrelor, contoarelor etc)

In fig 1.3 si 1.4 este reprezentata conectarea

transformatoarelor de curent in circuit.

P1(K)

I1

P2(L)

Zs

A

I1

S1(k) S2(l)



Fig 1.4

P1(K)P2(L)

I1

A

I2

S1(k) S2(l)

Zs



3.ERORI, CLASE DE PRECIZIE

La utilizarea transformatoarelor de curent in masurari,

intervin unele erori specifice, cunoscute sub numele de

eroare de curent si eroare de unghi.

Eroarea de curent intervine ca urmare a diferentelor

ce apar intre valoarea intensittii curentului I1 masurata prin

intermediul transformatorului si valoarea reala a intensitatii

aceluiasi curent.

Pentru determinarea valorii intensitatii curentului

masurat prin intermediul unui transformator de curent, se



utilizeaza raportul nominal de transformare intre valorile

nominale ale intensitatilor curentilor I1nsi I2n:

K1n=I1n/I2n

Raportul nominal este determinat prin constructie si

este inscris pe carcasa transformaorului.

Valoarea intensitatii curentului masurat se va calcula

cu relatia

I1n=I2 * K1n



unde I2 este intensitatea curentului citita la ampermetrul

montat in secundarul transformatorului.

Trebuie defnit insa si raportul real de transformare,

adica raportul valorilor efective ale intensitatilor curentilor

I1 si I2 din primarul si respectiv secundarul

transformatorului de curent . el se noteaza K1:

K1=I1/I2



Acest raport nu este constant, el putand fi influentat de

valoarea intensitatii curentului I1 si de conditiile de

functionare a transformatorului.

Eroarea de curent este rezultatul inegalitatii raportului

de transformare nominal cu raportul de transformare

real.Ea reprezinta eroarea relativa cu care se masoara

intensitatea curentului din primarul transformatorului :

=I1m-I1/I1=K1nI2-K1I2/K1I2=K1n-K1/K1

Eroarea de unghi se defineste ca fiind egala cu unghiul

de defazajintre curentul I1 si curentul I2, luat cu semn

schimbat. (fig 1.4) prezenta erorii de unghi arata ca in



cazurile reale defazajul intre curentii I1 si I2 nu este 180 ,

ca in cazul ideal

.

I2

I1

-I2



Eroarea de unghi nu afecteaza indicatiile

ampermetrelor, dar introduce erori in indicatile

wattmetrelor, contoarelor si ale altor aparate, la care

indicatia depinde de defazajul curentilor din circuitele lor.

Clase de precizie. In functie de erorile de curent si de

unghi se definesc clase de precizie ale transformatoarelor

de curen, conform STAS 4324-70. Se construiesc

transformatoare de curent industriale, avand clasele de

precizie 0,2 ; 0,5 ; 1 si 3 si transformatoare de laborator,

avand clasele de precizie 0,1 ; 0,05 ; 0,02 si 0,01.

4. TIPURI CONSTRUCTIVE



Exista un numar foarte mare de tipuri si forme

constructive de transformatoare de curent. Ele se

construiesc fie ca transformatoare industriale, fie ca

transformatoare de laborator.

Transformatoarele industriale se realizeaza

catransformatoare portative de tip clese (fig 1.5)sau ca

transformatoare fixe tip suport (fig 1.6) cand se monteaza

pe console, si de tip bara (numite si transformatoare de

trecere- fig 1.7) cand infasurarea primara este realizata

chiar de bara prin care trebe curentul de

masurat.Transformatoarele destinate functionarii la

tensiunii de peste 10 kV au de regula doua sau trei

infasurari secundare, una de masurare, iar celelalte pentru

protectie.



Transformatoarele de laborator au de obicei mai

multe intervale de masurare, obtinute prin modificarea

numarului de spire (fig 1.8)

transformatorul de curent1

Documents