4.2. Принцип роботи трансформатора струму

Трансформатор струму представляє собою звичайний трансформатор, сердечник якого виконаний з листової сталі, первинна обмотка увімкнена безпосередньо в струмове коло силового обладнання (рис. 4.1), а до вторинної обмотки приєднується відповідне навантаження – пристрої релейного захисту, автоматики, лічильники електричної енергії тощо.

Рис. 4.1. Принцип роботи трансформатора струму

По первинній обмотці трансформатора струму протікає струм , який створює намагнічувальну силу . Під дією цієї намагнічувальної сили в магнітопроводі трансформатора створюється магнітний потік , який індукує у вторинній обмотці е.р.с. Якщо вторинна обмотка замкнена на навантаження, то під дією цієї е.р.с. у вторинній обмотці буде протікати струм, який в свою чергу буде створювати намагнічувальну силу і відповідно магнітний потік . Потік за законом Лєнца буде протидіяти магнітному потоку . Намагнічувальні сили, створювані первинною та вторинною обмотками та відповідні їм магнітні потоки векторно сумуються, створюючи результуючий магнітний потік .

Таким чином, математична модель трансформатора струму має вигляд

	(4.1)

Як видно з (4.1) магнітний потік створюється намагнічувальною силою , тобто струм намагнічування є частиною первинного струму . Таким чином, приведене значення вторинного струму відрізняється від первинного струму на величину струму намагнічування

(4.2)

де – коефіцієнт трансформації трансформатора струму, розрахований як співвідношення витків відповідно вторинної та первинної обмоток.

4.3. Розрахункова схема та векторна діаграма трансформатора струму

Розрахункова схема трансформатора струму наведена на рис. 4.2. В розрахунковій схемі магнітний зв‘язок між первинною та вторинною обмоткою замінений електричним. Тому на схемі фігурують приведені до вторинної сторони первинний струм та струм намагнічення.

Рис. 4.2. Розрахункова схема трансформатора струму

Як видно з рис. 4.2, в розрахунковій схемі трансформатора струму, на відміну від розрахункової схеми класичного трансформатора відсутній опір первинної обмотки. Це пояснюється тим, що трансформатор струму своєю первинною обмоткою послідовно вмикається в первинне коло, тобто він представляє собою джерело струму, внутрішній опір якого теоретично безмежно великий.

Згідно принципу роботи та розрахункової схеми векторна діаграма трансформатора струму має вигляд (рис. 4.3).

Магнітний потік відстає від струму намагнічення на кут , який визначає активні втрати в магнітопроводі трансформатора струму. Під дією магнітного потоку у вторинній обмотці трансформатора наводиться е.р.с. , під дією якої у замкненій на навантаження вторинній обмотці буде протікати струм . Вторинний струм відстає від е.р.с. на деякий кут , величина якого визначається співвідношенням активного та реактивного опорів вторинної обмотки трансформатора струму та навантаження .

Рис. 4.3. Векторна діаграма трансформатора струму