Srovės keitiklis ir srovės transformatorius – panašumai ir skirtumai

Energetikoje ir matavimo automatikoje dažnai kyla klausimas: kuo skiriasi srovės keitiklis nuo srovės transformatoriaus ir kada reikėtų naudoti kiekvieną iš šių prietaisų? Nors abu jie atlieka matavimo funkciją, jų veikimas ir paskirtis šiek tiek skiriasi.

Srovės transformatorius – tai elektromagnetinis elementas, kuris didelę pirminę srovę paverčia proporcinga antrine srove mažesnės vertės. Taip galima matuoti dideles sroves naudojant prietaisus su mažesniais matavimo diapazonais, pavyzdžiui, 5 A ar 10 A.

Srovės keitiklis, savo ruožtu, yra matavimo įrenginys, kuris ne tik sumažina srovės vertę, bet ir paverčia ją į standartizuotą elektrinį signalą – analoginį (pvz., 0…20 mA, 4…20 mA, 0…10 V) arba skaitmeninį (pvz., Modbus).

Srovė ir matavimai praktikoje

Elektros srovė grandinėje gali siekti šimtus amperų. Tokias dideles vertes įprastu ampermetru išmatuoti saugiai neįmanoma. Čia padeda srovės transformatoriai, kurie naudojant pirminę ir antrinę apvijas bei feromagnetinę šerdį sumažina pirminę srovę iki nominalios vertės, pavyzdžiui, 5 A.

Srovės keitikliai, savo ruožtu, leidžia ne tik atlikti matavimus, bet ir stebėti bei perduoti srovės vertę į valdiklius, energijos valdymo sistemas ar matavimo prietaisus, esančius toliau nuo stebimos grandinės.

Srovės transformatoriaus veikimo principas

Srovės transformatoriaus veikimas grindžiamas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu. Pirminėje apvijoje tekanti srovė sukuria magnetinį lauką šerdyje, kuris indukuoja srovę antrinėje apvijoje. Antrinės srovės vertė priklauso nuo transformacijos koeficiento, t. y. apvijų vijų skaičiaus santykio.

Dėl to pirminė srovė, kurios vertė, pavyzdžiui, 200 A, gali būti paversta į antrinę srovę 5 A, kurią galima saugiai išmatuoti prietaisu arba perduoti į elektros skaitiklį.

Srovės keitiklis – veikimas ir paskirtis

Srovės keitiklis veikia kiek kitaip. Jo užduotis – ne tik sumažinti srovės vertę, bet ir paversti ją į elektrinį signalą, tinkamą tolesniam apdorojimui. Tai gali būti:

• srovės signalas 4…20 mA arba 0…20 mA,
• įtampos signalas 0…10 V,
• skaitmeninis signalas, perduodamas komunikacijos protokolu.

Taigi srovės keitikliai yra universalesni – juos galima tiesiogiai prijungti prie valdiklių, matavimo prietaisų ar SCADA sistemų.

Skirtumai tarp keitiklių ir transformatorių

Praktikoje egzistuoja aiškūs skirtumai tarp keitiklių ir transformatorių:

1. Srovės transformatorius sumažina srovę iki nominalios vertės, paprastai 5 A arba 1 A, ir naudojamas daugiausia ampermetrams, elektros skaitikliams bei relių apsaugos įrenginiams maitinti.

2. Srovės keitiklis paverčia matuojamą srovę į standartizuotą išėjimo signalą, kuris lengvai integruojamas į stebėjimo ir valdymo sistemas.

3. Srovės transformatorius veikia išimtinai elektromagnetinės indukcijos principu, o keitiklis gali naudoti elektronines grandines ir papildomą signalo apdorojimą.

4. Keitiklis užtikrina galvaninę izoliaciją ir didesnį atsparumą trikdžiams, kas ypač svarbu pramoniniuose taikymuose.

Keitikliai ir transformatoriai kintamajai ir nuolatinei srovei

Srovės transformatoriai daugiausia naudojami kintamosios srovės (AC) matavimams. Nuolatinės srovės (DC) atveju jų taikymas ribotas, nes transformatoriaus veikimas pagrįstas kintančio magnetinio srauto principu.

Srovės keitikliai, priešingai, gali būti suprojektuoti tiek kintamajai, tiek nuolatinei srovei. Todėl jie naudojami fotovoltinėse sistemose, akumuliatorių įrenginiuose ar elektronikos prietaisų srovės matavimuose.

Tikslumo klasė ir matavimo parametrai

Kiekvienas srovės transformatorius ir keitiklis pasižymi tam tikra tikslumo klase, kuri rodo, kaip tiksliai jis atkuria matuojamas srovės vertes. Transformatoriams tikslumo klasė priklauso nuo antrinės apvijos apkrovos ir transformacijos koeficiento.

Keitikliams svarbūs parametrai yra:

• pirminės srovės matavimo diapazonas (pvz., 0…20 A),
• išėjimo signalo tipas,
• galvaninė izoliacija,
• atsparumas elektromagnetiniams trikdžiams.

Srovės transformatorių taikymas

Srovės transformatoriai naudojami daugiausia energetikoje ir aukštos įtampos įrenginiuose. Jų pagrindinės užduotys:

• užtikrinti galimybę matuoti dideles sroves naudojant mažesnio diapazono prietaisus,
• maitinti elektros skaitiklius,
• dirbti su apsaugos įrenginiais,
• stebėti elektros linijų apkrovą.

Dėl matavimo transformatorių galima matuoti srovę dideliu atstumu nuo stebimos grandinės.

Srovės keitiklių taikymas

Srovės keitikliai daugiausia naudojami:

• pramoninėje automatikoje,
• energijos suvartojimo stebėjimo sistemose,
• DC ir AC maitinimo sistemose,
• PLC valdikliuose ir SCADA sistemose,
• įrangos apsaugai nuo perkrovos.

Jie nepakeičiami ten, kur vien matavimo transformatoriaus antrinė srovė nepakanka, o reikalingas signalas tolesniam apdorojimui.

Pavyzdys – 5 A ir 20 A

Daugelyje taikymų standartu laikomas 5 A srovės transformatorius, t. y. toks, kuris sumažina pirminę srovę, pavyzdžiui, 200 A, iki antrinės srovės 5 A. Tokia standartizuota srovė gali būti perduodama į ampermetrą ar elektros skaitiklį.

Srovės keitiklis, savo ruožtu, gali matuoti iki 20 A sroves ir paversti jas į išėjimo signalą 4…20 mA ar 0…10 V, kuris vėliau perduodamas į valdiklį. Tai leidžia tiksliai valdyti technologinį procesą ir greitai reaguoti į apkrovos pokyčius.

Santrauka – keitikliai ir transformatoriai kartu

Srovės transformatoriai ir keitikliai nekonkuruoja tarpusavyje, bet papildo vienas kito taikymo sritis. Srovės transformatorius leidžia matuoti dideles sroves naudojant mažesnio diapazono prietaisus, o srovės keitiklis pateikia standartizuotą elektrinį signalą tolesnei analizei ir valdymui.

Pasirinkimas tarp šių prietaisų priklauso nuo konkrečių reikalavimų – ar reikia tik matavimo, ar ir išėjimo signalo, suderinamo su automatikos sistemomis bei valdikliais.

Kviečiame susipažinti su mūsų pasiūlymu ir pasirinkti tinkamą matavimo sprendimą. Susisiekite su mumis, kad rastumėte geriausią keitiklį ar transformatorių savo poreikiams.