Кой токов трансформатор да избера?

Токовият преобразувател е измервателно устройство, предназначено да измерва електрическия ток, протичащ в дадена верига, и да го преобразува в стандартен изходен сигнал, лесен за интерпретация от контролер или друга управляваща система. Това може да бъде напреженов сигнал (0–10 V) или токов сигнал (напр. 4–20 mA). Благодарение на това измервателният преобразувател позволява да се следят промените в силата на тока в устройства, машини и електрически инсталации.

Преобразувателят е необходим в системи, където е важно безопасното и точно измерване на първичния ток, а след това преобразуването му във вторичен сигнал с по-ниски стойности, съобразени с измервателните уреди.

Ток и измерване – защо се използват преобразуватели?

Електрическият ток във верига може да достигне много високи стойности. Измерването му директно с класически уреди би било опасно и непрактично. Поради това се използват токови преобразуватели, които превръщат първичния ток в пропорционален изходен сигнал.

Измервателният токов преобразувател позволява:

• мониторинг на енергопотреблението,
• контрол на работата на промишлени устройства,
• защита на електрическите системи от претоварвания,
• интеграция със системи за автоматизация и PLC контролери.

Токов преобразувател – принцип на работа на токов трансформатор

Основен елемент на много токови преобразуватели е токовият трансформатор. Той се състои от магнитопровод и първична и вторична намотка.

• Първичният ток преминава през първичната намотка и създава магнитно поле в магнитопровода.
• Магнитното поле индуцира ток във вторичната намотка, който е пропорционален на първичния ток.
• Така могат да се измерват много високи стойности на ток, като се получава вторичен сигнал в безопасен диапазон за измервателните устройства, напр. 5 A.

Този принцип на действие прави токовите преобразуватели приложими както за измерване на променлив (AC), така и на постоянен ток (DC), в зависимост от конструкцията на устройството.

Видове токови преобразуватели

На практика се използват различни видове преобразуватели в зависимост от характера на тока и приложението.

• AC токов преобразувател – използва се за измерване на променлив ток в електрическите мрежи.
• DC токов преобразувател – предназначен за мониторинг на постоянен ток в технологични системи.
• Измервателен преобразувател с аналогов изход – генерира сигнал 0–10 V, 0–20 mA или 4–20 mA.
• Токов преобразувател с Modbus RTU – съвременни цифрови устройства, които предават данни към контролери чрез RS485 интерфейс.

Някои модели са двойни преобразуватели, които позволяват едновременно измерване на два електрически кръга.

Токов трансформатор – класически измервателен елемент

Токовият трансформатор е вид преобразувател, който се използва в енергетиката от десетилетия. Той използва явлението магнитна индукция и благодарение на подходящо подбраното съотношение на намотките позволява безопасно измерване на високопървични токове.

Например, първичният ток в дадена верига може да бъде 200 A, а токовият трансформатор го преобразува във вторичен ток от 5 A, който може безопасно да бъде свързан към амперметър, PLC контролер или измервателен токов преобразувател.

Измервателен токов преобразувател в индустриалната автоматизация

В индустриалната автоматизация токовите преобразуватели играят ключова роля за мониторинг и защита на инсталациите. Контролерът получава стандартизиран електрически сигнал и въз основа на него може да изключи веригата, да управлява процес или да следи енергопотреблението.

Благодарение на това е възможно:

• проследяване на стойностите на тока в реално време,
• засичане на претоварвания,
• оптимизация на работата на оборудването,
• намаляване на енергийните загуби.

AC и DC токови преобразуватели

В зависимост от вида ток се различават:

• AC преобразуватели – предназначени за преобразуване на измервания променлив ток, напр. в мрежови инсталации,
• DC преобразуватели – използвани в устройства, захранвани с постоянен ток, като батерии или фотоволтаични системи.

На практика съществуват и хибридни решения, които позволяват измерване на токове и в двата режима.

Изходи на преобразувателите – аналогови и цифрови

Токовият преобразувател може да генерира различни изходни сигнали:

• Аналогови – 0…10 V, 0…20 mA или 4…20 mA. Тези сигнали са лесни за свързване и се използват широко в автоматизационни системи.
• Цифрови – напр. Modbus RTU, които позволяват точно предаване на измервателни данни и интеграция с по-големи системи.

Благодарение на това токовият измервателен преобразувател може да се използва както в прости приложения, така и в усъвършенствани системи за управление на енергията.

Точност и измервателен обхват

При избора на токов преобразувател трябва да се обърне внимание на:

• обхват на първичния ток (напр. 0…20 A, 0…100 A, 0…500 A),
• точност на измерването,
• тип на изходния сигнал,
• галванична изолация,
• съвместимост с избрания контролер или измервателен уред.

В много индустриални приложения се използват преобразуватели с изход 5 A, който е стандарт за вторични измервания.

Приложения на токовите преобразуватели

Токовият преобразувател намира приложение в много области:

• енергетика и електроразпределение,
• системи за индустриална автоматизация,
• мониторинг на работата на мотори и машини,
• фотоволтаични и батерийни инсталации,
• защита от претоварвания и къси съединения.

Във всяка от тези области токовият измервателен преобразувател изпълнява ролята на надежден контролен елемент.

Обобщение

Токовият преобразувател и токовият трансформатор са основни измервателни устройства, използвани в енергетиката и автоматизацията. Основната им задача е безопасното измерване на първичния ток и преобразуването му във вторичен сигнал, който може да бъде анализиран от контролер или измервателна система. Налични са както аналогови, така и цифрови преобразуватели, включително с интерфейс Modbus RTU.

Изборът на подходящ модел зависи от вида ток (AC или DC), измервателния обхват, необходимата точност и спецификата на приложението. Благодарение на преобразувателите е възможно ефективно наблюдение и защита на електрическите устройства, както и оптимизация на индустриалните процеси.

Каним ви да се запознаете с нашето предложение и да изберете подходящ токов преобразувател за вашите приложения. Свържете се с нас, за да намерите най-доброто решение за нуждите на вашата система.