실내 단상 변류기란 무엇입니까-? 어떻게 작동하나요?

변류기는 전력 시스템의 계측, 보호 및 모니터링에 없어서는 안 될 핵심 기기입니다. 공장 배전실, 변전소 또는 건물 배전 캐비닛 등 전류 측정이 필요한 거의 모든 곳에서 찾을 수 있습니다. 가장 널리 사용되는 유형인 실내 단상 변류기는 고전압 선로의 대전류를 계측기 및 계전기에서 안전하게 사용하기에 적합한 보다 작은 전류로 변환하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 기사에서는 실내 단상 변류기의 정의, 구조 및 작동 원리를 체계적으로 소개하여 전기 전문가와 초보자가 명확한 이해를 돕도록 돕습니다.

변류기(CT)는 특수 측정 및 변환 장치입니다. 핵심 기능은 전력 시스템의 큰 전류를 표준적인 더 작은 전류로 비례적으로 변환하는 것입니다. 일반적으로 큰 1차 전류를 2차 측의 표준 5A 또는 1A 출력으로 변환하여 전력 계측기, 전류계, 전력계 및 계전기 보호 장치와 같은 2차 장비의 안전한 사용을 보장합니다.
이 변환이 필요한 이유는 무엇입니까? 두 가지 이유가 있습니다. 첫째, 전력 시스템의 라인 전류가 종종 수백 또는 수천 암페어에 도달하여 일반 장비에 직접 연결하는 것이 불가능합니다. 둘째, 고-전압 라인은 측정 장비에 직접 연결할 수 없습니다. 그렇지 않으면 운영자는 감전의 위험에 직면하게 됩니다. 변류기는 전자기 유도 원리를 통해 전기적 절연을 달성하여 전류를 비례적으로 감소시키고 저-전압 2차 회로에서 고{3}}전압 측을 완전히 분리하여 측정 인력과 장비의 안전을 근본적으로 보장합니다.

실내: 실내 설치 환경을 위해 특별히 설계된 변압기 모델을 의미합니다. 절연 구조, 인클로저 보호 수준 및 연면 거리는 실내 조건에 맞게 설계되었으며 습하거나 더럽거나 비에 노출된-실외 환경에서 직접 사용하는 데는 적합하지 않습니다.
단상-: 이는 각 변압기가 위상당 하나의 장치가 구성된 단일 위상 라인의 전류만 측정한다는 것을 의미합니다. 3{2}}상 시스템에서 3상 전류 측정이 필요한 경우 일반적으로 2개 또는 3개의 단상 변압기가 필요합니다(배선 방법에 따라 다름). 3상 통합 변류기(-)에 비해 단상 변류기(-)는 크기가 더 작고 설치가 더 유연하여 다양한 배전 캐비닛, 스위치기어 및 계량 상자에 배치하기가 쉽습니다.

실내 단상 변류기는 주로 외부에서 내부로 다음과 같은 부품으로 구성됩니다.
1. 핵심
코어는 변압기의 자기 회로 코어로, 일반적으로 고투자율 실리콘 강판을 쌓아서 폐쇄형 자속 루프를 형성합니다.- 코어의 재질 및 단면적-은 변압기의 정확도 등급 및 오류 특성에 직접적인 영향을 미칩니다. 계량 변압기는 높은 코어 투자율과 낮은 히스테리시스 손실을 요구합니다. 보호 변압기는 높은-전류 오류로 인해 조기 포화를 방지하는 코어의 기능을 우선시합니다.
2. 1차 권선(1차 코일)
1차 권선에는 권선 수가 매우 적으며 일반적으로 1회에서 몇 회에 불과하며 때로는 코어를 통과하는 부스바 또는 구리 막대에 의해 직접 형성되기도 합니다. 1차 권선은 측정된 전력선에 직렬로 연결되며, 이 권선을 통해 큰 1차 전류가 흘러 자기장을 생성합니다.
3. 2차 권선(2차 코일) 2차 권선은 더 많은 권선을 가지며 철심에 감겨 있습니다. 철심의 자기장을 통해 1차 권선과 전자기 결합을 달성하여 2차 전류를 유도합니다. 2차 권선의 두 단자에는 일반적으로 외부 계측기 및 릴레이 연결을 위해 S1 및 S2(또는 K1 및 K2)가 표시되어 있습니다.
4. 절연체 절연체는 철심과 권선 주위를 감싸며, 고{1}}전압 1차 회로를 저-전압 2차 회로로부터 완전히 분리합니다. 실내 변류기의 일반적인 절연 방법에는 에폭시 수지 주조(모놀리식 주조, 우수한 절연성, 컴팩트한 구조) 및 바니시로 감싸는 절연지(전통적인 공정, 대용량-용량 제품에 적합)가 있습니다.
5. 하우징 및 장착 브래킷 하우징은 일반적으로 단일체 에폭시 수지 주물 또는 금속 하우징입니다. 설치 방법에는 관통형, 포스트형, 부싱형이 있으며 설치 위치와 회로 구조에 따라 형태가 달라집니다.

실내 단상 변류기의 작동 원리는 패러데이의 전자기 유도 법칙을 기반으로 합니다. 그 본질은 변압기와 동일하지만 작동 조건은 크게 다릅니다. 기본적인 작업 과정은 다음과 같습니다.
암페어의 법칙에 따라 피시험 회로의 1차 권선(N₁ 턴)에 1차 전류 I₁가 흐르면 전류는 철심에 교류 자속 Φ를 생성합니다. 이 교번자속은 N²턴으로 2차권선을 통과하며, 패러데이의 전자기유도법칙에 따라 2차권선에 2차기전력이 유도되어 부하와 연결된 2차회로(기기내부저항)에 2차전류 I2가 발생하게 된다.
변류기와 변압기의 주요 차이점은 다음과 같습니다. 변압기는 거의-부하가 없거나- 부하가 없는 조건에서 작동하며 2차 전압은 부하에 따라 달라집니다. 변류기는 2차측이 거의 -단락-된 회로 상태(최소 계측기 내부 저항 사용)에서 정상적으로 작동하며 2차 전류는 부하 크기와 관계없이 1차 전류와 고정된 비례 관계를 갖습니다. 이러한 특성으로 인해 변류기의 2차측을 개방 회로로 작동해서는 안 됩니다. 회로가 개방되면-2차측의 자기소거 암페어-손실로 인해 코어를 통과하는 자속이 급격하게 증가하여 코어 과포화로 이어지고-2차측에 위험할 정도로 높은 전압(최대 수 킬로볼트)이 발생하여 장비와 인력의 안전이 심각하게 위협받게 됩니다.

작동 원리를 이해한 후에는 다음 주요 매개변수도 숙지해야 합니다.
정격 전류비(변환비): 100/5, 200/5, 400/5 등과 같이 1차측 정격 전류와 2차측 정격 전류의 비율을 나타내는 것이 선택을 위한 주요 매개변수입니다.
정확도 등급(정밀 등급): 일반적으로 0.1, 0.2, 0.5(계량용) 및 5P, 10P(보호용)가 표시됩니다. 숫자가 작을수록 정확도가 높아집니다. 용도에 따라 다양한 등급을 선택해야 합니다.
정격 2차 부하(VA) : 변류기 2차측에 연결된 최대 허용 임피던스에 해당하는 피상전력을 말합니다. 일반적인 값은 5VA, 10VA, 15VA, 30VA 등입니다. 연결된 기기의 총 임피던스는 이 값을 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 오류가 증가합니다.
정격절연전압(Um) : 변류기 1차측과 접지간, 2차측의 절연내압등급을 나타내는 것으로 0.72kV, 3.6kV, 7.2kV 등이 있습니다.

시나리오 실내 단상 변류기는 다음과 같은 응용 분야에 널리 사용됩니다. 공장 배전 시스템의 계측 및 보호 회로; 10kV 스위치기어 및 저{2}}전압 배전 캐비닛의 전류 감지; 현재의

변전소 계전기 보호 장치의 샘플링; 건물 분배실의 에너지 계량 박스; 산업 자동화 시스템의 전류 모니터링 회로.

Q1: 변류기의 2차측은 왜 개방-회로될 수 없나요?
A: 2차측이 개방-되면 철심의 자속은 2차 전류의 감자 효과를 잃어 자속이 급격히 증가합니다. 이로 인해 2차측에 수천 볼트에 달하는 고전압이 유도되어 변류기의 절연파괴 및 감전사고로 이어지기 쉽습니다. 계측기를 분해하기 전에 2차측을 단락-시켜야 합니다.

Q2: 변류기에 대해 더 큰 변압비를 선택하는 것이 더 안전합니까?
답: 꼭 그렇지는 않습니다. 과도하게 큰 변환 비율은 정상 부하에서 2차 전류가 부족하여 측정 오류가 증가하고 기기 판독값이 부정확해집니다. 실제 최대 부하 전류를 기준으로 적절한 변환 비율을 선택해야 합니다. 일반적으로 정격 1차 전류의 60% ~ 80%의 정상 작동 전류가 바람직합니다.

Q3: 실내 변류기를 실외에 설치할 수 있습니까?
A: 아니요. 실내 변류기의 절연 구조와 연면 거리는 깨끗한 실내 환경을 위해 설계되었습니다. 실외의 습하고 더러운 환경과 자외선 환경은 절연체 노후화를 가속화하여 연면 섬락이나 절연 파괴로 이어집니다. 전용 실외 변류기를 사용해야 합니다.