Stromwandler im Elektronikbereich

Überall dort, wo große Ströme gemessen und verarbeitet werden, sind Stromwandler oder CTs unverzichtbar. Diese Transformatoren reduzieren Hochspannungsströme effektiv und bewerten und überwachen den tatsächlichen Strom durch die Wechselstromübertragungsleitung auf bequeme Weise sicher und auf der Grundlage herkömmlicher Amperemeter. Der CT erfüllt diese Aufgabe, indem er in der Sekundärwicklung einen Wechselstrom erzeugt, der proportional zum Strom in der Primärwicklung ist.
Tatsächlich ist der grundlegende Zweck von Stromwandlern ein anderer als der von Standard-Spannungswandlern. Stromtransformatoren haben nur eine bis wenige Windungen der Primärwicklung – in Form einer einzelnen flachen Windung, eines mit einer Spule aus dickem Draht umwickelten Magnetkerns oder einfach einer durch ein Loch geführten Sammelschiene oder einem Leiter. Aufgrund dieser Schaltungsanordnung ist es nicht verwunderlich, dass CT auch als Serientransformator bezeichnet wird.
Im Vergleich zu dieser ultraeinfachen Primärwicklungsstruktur verfügt die Sekundärwicklung des CT über viele Spulen, die auf einen laminierten Kern aus verlustarmem magnetischem Material gewickelt sind. Das Blechpaket hat einen größeren Querschnitt, wodurch die magnetische Flussdichte minimiert wird und auf Drähte mit kleinerem Querschnitt zurückgegriffen werden kann. Die genaue Geometrie hängt von der Strommenge ab, die reduziert werden muss, wenn der Draht versucht, einen konstanten Strom auszugeben – unabhängig von der angeschlossenen Last.
Während des Betriebs sendet die Sekundärwicklung Strom an einen Kurzschluss (z. B. ein Amperemeter) oder eine ohmsche Last, es sei denn, die in der Hilfswicklung erzeugte Spannung reicht aus, um den Magnetkern einzutauchen … oder es kommt zu einer Fehlfunktion aufgrund eines Spannungsausfalls. Im Vergleich zum Spannungswandler ist der Grundstrom des Stromwandlers nicht vom sekundären Laststrom abhängig, sondern wird von der externen Last verwaltet.
Der Hilfsstrom wird üblicherweise mit dem Standard 1 A oder 5 A bewertet, um eine höhere Nennleistung zu erhalten. Stromwandler können den Strompegel von Tausenden von Ampere oder auf einen Standardwert mit einem bekannten Verhältnis reduzieren … für normale Anwendungen auf 5 A oder wieder 1 A. Stromwandler können solche anspruchsvollen und hochpräzisen Komponenten und Steuerungsgeräte bedienen, da diese sie wirksam vor nahegelegenen Hochspannungskabeln schützen können.
Messanwendungen und andere Anwendungen von Stromwandlern gibt es in Hülle und Fülle. Stromwandler arbeiten beispielsweise in Leistungsfaktormessern, Wattmetern, Wattstundenzählern und Schutzrelais. Stromwandler können auch als Auslösespulen in magnetischen Schutzschaltern oder MCBs verwendet werden.
Im Vergleich zum Spannungswandler kann der Spannungsabgriff einfach und sicher an den Stromkreis angeschlossen werden, um die Spannung des vorhandenen elektrischen Systems zu messen. In einer weiterentwickelten Variante dient der Spannungsabgriff des Transformators auch als Regelanschluss an der Transformatorspule, über den der Ingenieur die Spannung steuern kann. Diese Spannungsabgriffe passen die Spannung an, um den Sekundärwert auf einem bestimmten Nennwert zu halten.
Genauer gesagt kann durch die Anpassung der Anzapfungsverbindung die Ausgangsspannung des Transformators angepasst werden, um die volle Ausgangsspannung sicherzustellen. Wenn die Netzspannung niedriger oder höher als die Nennspannung des Primärtransformators ist, wirkt sich dieser Unterschied proportional auf die Sekundärspannung aus, was wiederum dazu führt, dass der Strom- und Spannungsausgang ungenau ist. Mithilfe des Spannungsabgriffs kann das Spannungsverhältnis des Transformators geändert werden, um seine Sekundärspannung auf der Zielausgangsspannung zu halten. Bei großen Transformatoren gleicht der Abgriff auf der Primärseite Eingangswerte aus, die höher oder niedriger als normal sind. Diese Art der Spannungsabgriffsverbindung wird normalerweise vom Komponentenlieferanten eingestellt, um bestimmte Netzspannungswerte festzulegen. Im Falle einer einzigartigen Anlagen- oder Standortspannung kann der Lieferant den Spannungsabgriff vor dem Versand entsprechend anpassen.
Der Spannungsabgriff ist direkt mit der Transformatorwicklung verbunden. Zwischen den Spannungsabgriffsleitungen ist die ganze Windungszahl erforderlich, sonst befindet es sich auf der falschen Seite des Transformators.
In der Installation ist normalerweise ein Spannungsabgriffschalter enthalten, um Aktionen zu ermöglichen, die eine Abschaltung des Transformators erfordern. Der Maschinenbediener sollte zunächst den Transformator abschalten und eine Schutzerdung an den Transformatorklemmen anbringen. Dann sollte er oder sie den Stufenschalter von der aktuellen Position in die entsprechende Position bewegen.