Как значения тока и напряжения, полученные на вторичной обмотке ТТ, находятся в диапазоне милливольт/ампер?

У меня есть блок распределения питания (PDU), используемый в серверах. Он имеет номинальный ток 32 А. Я хочу измерить этот ток и преобразовать его в пропорциональное напряжение с помощью ТТ (трансформатора тока). Ток 32 А, проходящий по токоведущему кабелю БРП. Этот провод пропущен через 1 ТТ. Его соотношение оборотов составляет 1:2500. Подключу нагрузочный резистор 7,5 Ом по ТТ и измерю напряжение на нагрузочном резисторе.

Согласно теории трансформаторов, V1/V2=N1/N2 =I2/I1 . Предположим, что V1=Vin=230, I1=Iin=32A, N1=1, N2=2500. Здесь, поэтому V2 должно быть 230 * 2500 = 575000 В, а I2 = Iout должно быть I1 / 2500 = 0,0128 A. Когда я выполнил моделирование приведенной выше схемы, я получаю то же значение I2, но V2 составляет 96 мВ? Я думаю, что они сделали следующий расчет V2=Vout=I2*Rburdon= 0,0128*7,5=96 мВ.

Но я не понимаю, как это возможно? Почему результаты моделирования показывают V2= 96 мВ вместо 575000 В? Как значения тока и напряжения, полученные на вторичной обмотке трансформатора тока, находятся в диапазоне милливольт/ампер? Как насчет отношения коэффициента трансформации трансформатора?введите описание изображения здесь

Ответы (2)

Напряжение на первичной обмотке трансформатора тока равно отраженному импедансу нагрузочного резистора 7,5 Ом, умноженному на ток. Так что первичное напряжение очень маленькое, не 230В. Большая часть напряжения падает на нагрузке. (Если бы напряжение на ТТ было 230 В, вы бы получили нулевое напряжение на нагрузке с помощью KVL, верно? Вам нужен очень маленький первичный импеданс ТТ для малых вносимых потерь и малой рассеиваемой мощности.)

Отраженный импеданс в трансформаторе является результатом написанных вами уравнений трансформатора. Первичный импеданс будет равен вторичному импедансу (7,5 Ом), деленному на квадрат отношения витков. Вы можете легко вывести это из уравнений. (В совершенно идеальном трансформаторе.) Поскольку трансформатор не идеален, необходимо учитывать другие факторы, которые подробно описаны в связанном документе.

Вот хорошее обсуждение того, как работают трансформаторы тока: Current Transformer Theory.

Эквивалентная схема взята из ссылки выше:введите описание изображения здесь

Вместо того, чтобы воссоздавать всю математику, я отредактировал свой ответ, добавив ссылку на действительно хорошее обсуждение того, как работает CT.

Согласно теории трансформаторов, V1/V2=N1/N2 =I2/I1. Предположим, что V1=Vin=230, I1=Iin=32A, N1=1, N2=2500. Здесь, поэтому V2 должно быть 230 * 2500 = 575000 В, а I2 = Iout должно быть I1/2500 = 0,0128A.

Нет, нет, это не так. Напряжение, наблюдаемое «на» первичной обмотке трансформатора тока, составляет в лучшем случае милливольт — это небольшое падение напряжения на небольшом участке вашего 32-амперного кабеля, который проходит через отверстие в центре трансформатора тока. Это не номинальное напряжение переменного тока 32-амперной цепи!

Твоя нагрузка 7 Ом - вот тут ты и начинаешь анализировать вещи. Таким образом, 7 Ом, подключенных к трансформатору 1:1, выглядят как 7 Ом на другой стороне трансформатора, но когда вы используете трансформатор без коэффициента трансформации 1:1, импеданс 7 Ом увеличивается или увеличивается. вниз. Для ТТ 7 Ом понижаются.

Соотношение, которое он понижает, равно квадрату соотношения витков, поэтому 7 Ом на вторичной обмотке выглядит так:

7 2500 2 Ом на первичной обмотке.

Это 1,12 мкОм. Да, это звучит невероятно, но так и должно быть, чтобы КТ работал и чтобы не было насыщения ядра. Это означает, что при 32 А в первичной цепи эффективное первичное напряжение составляет около 36 мкВ (среднеквадратичное значение).