Простейший токовый трансформатор это обмотка, по оси которой пропущен провод, по которому идет переменный по направлению ток.
В предельном случае это виток провода вокруг токонесущей жилы.
Токовым он назван потому, что используется он в качестве измерительного прибора, своего рода амперметр, позволяющий определять величину тока в токопроводящей проводной линии(жиле)
Для лэп до киловольта такой трансформатор выглядит так
Обратите внимание на шильдик сбоку, Внимание опасно! На простых трансформаторах напряжения вы такого шильдика даже на повышающих трансформаторах не увидите. На этом трансформаторе нет номинала напряжения и какое оно, никто не знает--но опасное!
для Лэп 110 киловольт токовый трансформатор выглядит так
почему не знают про напряжение? так по умолчанию-его никто и не измерял никогда! да оно физмату и не надо, он не мощность и измеряет, а ток. все логично! и теории по величине напряжения нет, нет и практики измерения. А предполагать высокое напряжение еще не располагать !
Сердечника то в трансформаторе этом нет, а при разомкнутой обмотке он работает в холостом режиме и физмат не знает как работает-потому что не знает, что обмотка тут выступает как антенна или как вторичная обмотка трансформатора Тесла- открытый колебательный контур-вибратор-повышающий напряжение, а значит понижающий ток.
А физмат теории на эту тему вообще не имеет. Потому и загадочный шильдик стоит, потому и строжайшие рекомендации в инструкциях к токовым трансформаторам высоковольтных Лэп с категоричным требованием снимать напругу при отключении и даже малом снижении нагрузки такого трансформатора. Оно и понятно, сразу при размыкании получается пульсирующая дуга не от 110 киловольт-а от того напряжения во много раз больше, которое сгенерится от переменного тока линии в колебательном контуре с резонансом и гармониками стоячей волны по напряжению и дуга эта пойдет либо на землю, либо на заземленные проводники рядом, либо вообще на большую электропроводную массу. Резкое падение напряжения в дуге и рост тока, а отключить пульсирующую дугу только аварийным отключением линии можно. Палка о двух концах-любые неконтакты-и аварийная ситуация, и разряд то может и не с самого трансформатора идти, а с того, с чем электрически соединен и с места неконтакта или плохого контакта.
Вот так, к примеру: https://youtu.be/U8lw-wrHH_4 часами может идти до выгорания металла, а потом бывает и до пожара от такой сварки с возгоранием на земле хоть сухой травы от брызг металла.
А вот так происходит само отключение, https://youtu.be/aWgSA2O0w-U
Замечу-что эти дуги являются явными потерями электрической мощности, а кто за эти потери рассчитывается-объяснение ниже.
Про холостой ход вроде все ясно, а разомкнутый колебательный контур с питаловым от переменного тока по сути дела - типичный импульсный лазер, накачиваемый любым переменным магнитным полем в результате индукции и периодически постоянным током-дугой, адресно срабатывающий на проводники тока с передачей им заряда до уравнивания при их изолированности от других проводников либо их посредством-утечка в землю.
Измерение тока таким трансформатором-просто накоротко замыкается вторичная обмотка амперметром или другим измеряющим ток прибором, предназначенным для измерения небольших токов.
Трансформатор тока указанного вида является понижающим! И трансформирует токи от сотен до тысяч ампер в приемлемые несколько ампер-обычно 1-5, измеряемые просто. Коэффициент трансформации по току не рассчитывается, а подбирается опытным путем количеством витков и толщиной проводов витков обмотки при его изготовлении на номинальные(предполагаемые) токи линии.
Для анализа трансформаторов тока, для расчета его коэффициента трансформации, собирают цепь, где ток величиной от 20 до 100 % номинала пропускают по первичной обмотке трансформатора, при этом измеряется и вторичный ток.
Так и находят коэффициент трансформации трансформатора тока опытным путем: численную величину заданного первичного тока I1 делят на значение измеренного тока во вторичной обмотке I2. Это и будет коэффициент трансформации трансформатора тока. Найденное значение сравнивают с паспортным, если паспорт имеется.
Ставится такой трансформатор на каждую фазу в начале и конце линии на промежуточных подстанциях.
при наличии нагрузки в линии вторичная обмотка работает в режиме короткого замыкания: через нее течет максимальный ток, который и измеряется как ток нагрузки в режиме параллельного не гальванического подсоединения к линии, не нарушая особо ее работы и функционирует как вольтметр подключаемый параллельно для измерения, а не амперметр, включаемый непосредственно последовательно в саму линию.
физмат ничего не говоря про напряжение, легко и просто плюет на него, забыв про закон Ома, при коротком замыкании ток максимален, а напряжение минимально, что сопротивление очень маленькое, падение напряжения с киловольт до милливольт и даже меньше.
А это автоматический по закону Ома- рост тока который трансформируется в эти 1-5 ампер. и если знать напряжение можно посчитать мощность такого тока "нагрузки"
пять ампер на милливольты, на край вольты. так это мощность самого трансформатора! который ничуть и не греется в режиме короткого замыкания.
в итоге-два таких трансформатора-с неизвестным падением напряжения-почти одинаковый ток показывают, за время в режиме короткого замыкания потому, что мощность у них-разная и зависит от напряжения, его падение увеличивает ток...мощность растет..чай кипит быстрее, наоборот при росте напряжения ток меньше-медленнее.
А теперь вопрос, если в линии утечка, хоть коронным разрядом, что будет с током на таком трансформаторе? ответ-падение напряжения в линии вызовет падение напряжения на трансформаторе и автоматический рост тока-считаемого током нагрузки и спишется на потребителя практическим равенством тока на входном трансформаторе до места утечки с возросшим током от утечки на выходном за счет роста мощности самого трансформатора.
а дальше https://zen.yandex.ru/media/id/5ca7207a49beef00b4148895/elektrichestvo-5ef034a07a786a5c2097cf1e
Подписывайтесь на канал https://zen.yandex.ru/id/5ca7207a49beef00b4148895
Обсуждайте, спорьте, пишите письма Fatyalink@mail.ru