Stroomtrafo zelf maken en wat is er bijzonder aan?

De meetresultaten zijn voor een 250/5 trafo.
Maar omdat mijn ampère tang maar tot 620A gaat heb ik er nog een 2de stroom trafo bij die tot 2500A kan meten. De laatste meting doe ik dan zonder de stroom tang en lees dan op de stroommeter achter de 2500/5 trafo een stroom van 1200A.

Kun je een schets maken hoe je 250/5 CT primair doet voeden en aangeven hoeveel spanning de spanningsbron levert waaruit je de stroom ontrekt voor de stroom door de CT?

DE CT word primair gevoed door een ader van 50mm2 die door het gat gaat.
Ik gebruik geen spanningsbron maar een stroombron.

De stroombron is een ringkern trafo die aangesloten is op een variac. Door de ringkern gaat een 50mm2 ader. De ader gaat dan door een stroom tang, de 250/5A stroomtrafo en door een 2500/5A stroomtrafo.

Je gebruikt de 250/5 CT meer als spanningstrafo dan als stroomtrafo...

De aangeboden spanning aan de primaire zijde van de CT is veel te laag en veel te laag impedant om de CT bij open secundaire zijde als stroomtrafo te laten functioneren.
Bij open secundaire zijde van de CT wil de CT de primaire spanning omhoog laten gaan (net zoals aan de secundaire zijde) maar de CT kan dit niet omdat de primaire spanning op ca. 1.2V wordt gehouden door de laag impedante voedingsbron van ca. 1.2V (die de 1000A levert).

Bij normaal gebruik van een CT staat de primaire zijde van een CT in serie met een load en die load bepaalt de stroom door de primaire zijde van de CT. In jouw geval is er geen load in serie met de CT en is de CT zelf de load en door de gefixeerde primaire spanning van ca. 1.2V wordt de CT gedwongen om als spanningstrafo te functioneren vandaar ook dat je aan de secundaire zijde van de CT heel veel vermogen meet.

In jouw geval is er geen load in serie met de CT en is de CT zelf de load en door de

Dan was mijn schema omschrijving niet duidelijk genoeg.

De 50mm2 draad is gesloten = kortgesloten.
En de weerstand is de koperweerstand van de draad want hoe anders kan er een stroom van 1000A lopen?

De aangeboden spanning aan de primaire zijde van de CT is veel te laag en veel te laag impedant om de CT bij open secundaire zijde als stroomtrafo te laten functioneren.

De CT is exact aangesloten als hoe een CT behoort te zijn aangesloten.
Een CT word altijd met een lage impedantie en zo goed als geen spanning aangestuurd. Wt de spanning van de bron is doet er niet het is enkel dat er een stroom moet lopen. Wat de spanning primair is doet er niet toe.

Leuke foto van de opstelling.

In een elektriciteitsnet krijgen CT's geen gefixeerde primaire spanning aangeboden van 1.2V. De spanning die over de primaire zijde van de CT staat wordt bepaald door de CT zelf afhankelijk van de stroom door de CT en de grootte van de weerstand over de secundaire zijde. De primaire spanning bij een CT wordt vanzelf heel erg klein als de CT aan de secundaire zijde wordt belast met een heel lage Rsec.
Hoe groter Rsec wordt hoe groter Vs en Vp willen worden.

Volgens mij klopt het wel wat jullie allebei zeggen.

Deze trafo heeft een 1:50 wikkelverhouding.

Dus als de trafo met 0.1 Ohm 3V uit geeft bij Ip=1200A, dan is er primair een EMK van 3.0/50 = 60 mV. Geen probleem voor deze trafo in deze opstelling en de trafo werkt dus nog perfect als CT.

Maar met open klemmen zie je 92Vpp. Dat betekent dus ook primair een piekspanning van 92/50 = 1.8Vpp. En dan kom je wel in de buurt van de max primaire spanning. Dus bij een hogere primaire spanning zouden die pieken waarschijnlijk nog veel hoger zijn.

In een elektriciteitsnet krijgen CT's geen gefixeerde primaire spanning aangeboden van 1.2V.

In mijn opstelling ook niet. De spanning van ca 1,2V staat over de hele kortgesloten 50mm2 draad.
Maar volgens mij is die spanning niet eens zo hoog ik dacht eerder ca 200mV per winding. 3x = ca 0,6V

Wat de CT in mijn opstelling ziet is exact hetzelfde als wat een CT normaal ziet. Een stuk draad waar een stroom door gaat.

De primaire spanning bij een CT wordt vanzelf heel erg klein

Door de Ct gaat een stuk draad van zeg 3cm lang, het deel wat echt de door CT kern gaat. Bij mij heeft die draad een weerstand van ongeveer 10µΩ.
Als daar 1000A door gaat en dan geeft dat een spanning van 10mV. En volgens mij blijft dat 10mV ongeacht wat er nu secundair gebeurt.

Nee dat is niet helemaal waar want de CT haalt zelf ook energie uit die 3cm draad maar dan heb je het volgens mij over µV's die er dan bovenop de 10mV erbij komen.

Maar met open klemmen zie je 92Vpp. Dat betekent dus ook primair een piekspanning van 92/50 = 1.8Vpp.

Volgens mij komen die pieken niet vanuit de trafo wikkel verhouding maar vanuit een spoel die de spanning opslingert. Er is dan geen sinus meer en dus ook niet de 50Hz maar een hele kleine tijdsverschil waarin de stroom door CT ineens piekt en die plotselinge verandering geeft dan die hoge spanningspiek.

Eigenlijk is het dan meer vergelijk wat er in een SMPS spoel gebeurt.

Maar volgens mij is die spanning niet eens zo hoog ik dacht eerder ca 200mV per winding. 3x = ca 0,6V

Dat klopt dus wel erg goed met de 92Vpp die we zien bij open klemmen:
0.6 Vrms = 0.85 Vp = 1.7 Vpp. En 1.7Vpp primair geeft 85Vpp op de open secundaire klemmen.

Zie mijn laatste opmerking. Die piekspanning komt omdat de spoel in verzadeging is geraakt en dat er dan in een hele korte tijd ineens er een hele grote verandering is.

Verander de opstelling eens in een netgevoegde kleine load en plaats de CT in serie met de load en verander dan Rsec van een heel kleine waarde naar wat grote waardes in kleine stappen (meet nu niet meteen de CT Vs met open klemmen...)

Vergroot de load (vergroot Ip) en herhaal weer bovenstaande.

Spanning wordt opgewekt door snelheid waarmee het veld verandert. In dit geval draait de verzadiging in korte tijd van de ene richting naar andersom tijdens de nuldoorgangen van Iprimair (en op de piek van Vprimair). En die snelle overgang levert een hoge EMK spanning. Tijdens het omschakelen zit de kern dus even in een lineair gebied.

Maar het blijft een spoel. De snelheid waarmee de stroom verandert is evenredig met de spanning over de spoel. En die kan in dit geval niet hoger worden dan 0.9 Vpeak, en dat beperkt de snelheid van omschakelen. Dus in de korte tijd dat de kern in zijn lineaire gebied zit rond de nul-doorgangen van de stroom werkt de CT dus inderdaad als spanning trafo waarbij de beschikbare 0.9Vpeak primair wordt omgezet naar 46Vpeak secundair tgv 1:50 wikkelverhouding.

Dat geldt natuurlijk alleen als er geen afsluitweerstand secundair is.
Bij 0.1 Ohm krijg je 60mV EMK over de primaire wikkeling van de CT, en daardoor zal de primaire stroom iets lager worden, want de 0.6V uit de ringkentrafo staat in serie met 60mV van de CT. Dan blijft er nog 0.54V over om de stroom door de dikke draad te jagen.

@bobosje
IK snap het echt niet waarom je niet ziet dat ik de CT als een normale CT gebruikt en waarbij de CT alleen een stuk draad ziet waar stroom door loopt.

Verander de opstelling eens in een netgevoegde kleine load

Die is er al. De load is de dikke draad zelf. De spanning staat volledig over de draad weerstand en daarmee is de stroom in de hele ader overal gelijk.

En mijn CT ziet die stroom, net zoals een CT altijd alleen maat een stroom ziet. Een CT heeft niets met de netspanning te maken en het mooie van een CT is dat die ook compleet onafhankelijk is van de netspanning.

OF laat ik het anders vragen wat zie je in mijn meetresultaten wat niet klopt met jouw gedachte?

De snelheid waarmee de stroom verandert is evenredig met de spanning over de spoel.

Het is meer andersom
De spanning over de spoel bepaalt hoe snel de stroom kan veranderen, waarbij de grote van de stroom afhankelijk is van de tijd.

Ik kan met step-up converter ook 180V maken gewoon uit een spoel die dan geen wikkel verhouding heeft. Zo zie ik de CT in verzadeging ook.

En de simulatie van bobosje gaf zelf spanningen aan tot kV's.

Twee simulaties met CT Np:Ns 1:50 en Rsec van 10Meg.

Eerste simulatie:
CT primair gevoed met een spanningsbron van 1.2Vp in serie met een Rload van 1mΩ : Vsec = 90Vpp (over Rsec van 10Meg).

Tweede simulatie:
CT primair gevoed met een spanningsbron van 1.2kVp in serie met een Rload van 1Ω : Vsec = 1.6kVpp (over Rsec van 10Meg).

De hoogte van de spanningsbron en de grootte van Rload aan de primaire zijde van een CT bepalen mede, naast Rsec, het spanningsgedrag van de CT aan de secundaire zijde.

@Bobosje,
Wat is de waarde van de primaire zelfinductie van je simulatiemodel? En kan je die terugvinden in een datasheet?
Ik vraag me ook af waar je naar toe wil, of wat je wil bewijzen met de proeven die benleentje opnieuw "moet" doen.
In zijn laatste proef test hij zijn transformator met 1000A. Dat is ver buiten het normale bereik van de transformator. Je kan mooi zien dat de transformator zwaar in verzadiging zit. Ik zou niet weten wat je meer wil zien.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (58%)]

Ik begrijp de boodschap, er is geen verdere interesse in verdieping, ik laat het hier verder bij.

Integendeel!
Maar ik heb niet het idee dat je uit de transformator van benleentje secundair 1,6kV kan halen.
Dat zou alleen lukken als de primaire zelfinductie ontzettend hoog is, maar het is maar één draadje door een ijzerkern.

Ik begrijp de boodschap,

Nee dat is niet waar ik op uit was maar ik begreep gewoon niet waar je naartoe wilt

CT primair gevoed met een spanningsbron van 1.2Vp in serie met een Rload van 1mΩ : Vsec = 90Vpp (over Rsec van 10Meg).

Tweede simulatie:
CT primair gevoed met een spanningsbron van 1.2kVp in serie met een Rload van 1Ω : Vsec = 1.6kVpp (over Rsec van 10Meg).

Oh daar wil je naartoe.

Sim1: dat is in de theorie mischoien mogelijk maar praktisch zou je daar een supergeleider moeten gebruiken die je afsluit met een Rload van 1mΩ Of hoe moet ik het anders zien? Mijn draad heeft weerstand en mijn draad is de load. Een extra weerstand toevoegen zoals je vraag verandert niets aan het feit dat mijn draad zelf ook al weerstand heeft.

sim2:
Hoe kun je een CT nu voeden met een spanning? Mijn CT's in ieder geval niet er zijn geen primaire aansluitingen en er is alleen een gat door de CT waar een draad door moet.

Beide simulaties zijn volgens mij onrealistisch en of niet de CT's die ik getest hebt.

De hoogte van de spanningsbron en de grootte van Rload aan de primaire zijde van een CT bepalen mede, naast Rsec, het spanningsgedrag van de CT aan de secundaire zijde.

Dit is niet hoe ik het zie. DE CT ziet enkel een stuk draad waar een stroom door loopt. Rload of spanning dat maakt niet uit het geen enkel om de stroom die door CT gaat.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (14%)]

Ik heb nog een poging gedaan toch meer spanning in de CT te krijgen.
IK heb een 15 ohm 9W weerstand in het gat van de CT gelegd en daar 13V 0,9A op gezet. Blijkbaar is de weerstand niet precies 15 ohm.

IK heb daarna met de scope de open klem spanning gemeten.
Afgesloten met een 0,1Ω ook proberen te meten maar mijn scope zal alleen ruis.

Waarom het er zo uitziet geen idee.

En nog een vraag.
Ik had gedacht dat als de kern in verzadeging zou tijdens de opgaande flank van de sinus er eerst niet aan de hand is en je dat deel gewoon ziet en dat er dan een piek zou komen juist een piek zou zien maar waarom gebeurt dat nu precies in het midden?

De spanningspiek ontstaat op het moment dat de primaire stroom van polariteit wisselt. Voor de wisseling is de stroom veel te groot in de positieve fase. Na de wisseling is de primaire stroom veel te groot in de negatieve fase. Dus alleen bij de nuldoorgang van de stroom is de kern niet verzadigd en ontstaat er secundair een piekspanning.
Het is niet precies bij de nuldoorgang maar een klein stukje ervoor of erna en dat komt door de hysterese van het ijzer.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (15%)]

Nog met hoge weerstanden geprobeerd en ook met 15k. Als er dan 230V over de weerstand staat loopt er 14mA.
Maar op de scope zie ik alleen ruis van 30mVpp.

En dat klopt ook met hoe ik het zie. De CT reageert enkel op de stroom die er loopt en niet de spanning.

Omdat je uitgangsspanning niet meer netjes een sinus is, kan je concluderen dat jou stroomtrafo bij 1A al niet meer goed lineair is.

Als je met je 1A aan "beschikbare stroom" ook nog "2A" wil testen, dan kan dat door de draad van je voeding naar je weerstand 2x door het gat te steken. Ook 10x zal vast nog lukken.

@Rew.
Bij de laatste test had ik een 15 ohm 9W in de stroomtrafo gelegd. Dus ik bedoel er zat geen draad in maar nu echt een weerstand
IK dacht dat je dan meer spanning op de primaire wikkeling zou kunnen simuleren.

En daarna zelf een 15k ohm weerstand op 230V nog geprobeerd maar de CT gaf toen geen te meten spanning aan de uitgang.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (37%)]

Nee, dat maakt geen zak uit. Het gaat om de stroom die er doorheen loopt.

Als je het gedrag van een "echte stroomtrafo" wil beschrijven, kan je beginnen met een ideale stroomtrafo en dan steeds de belangrijkste afwijking als extra onderdeel toevoegen.

Bij een stroomtrafo moet je dus de "weerstand van de wikkeling" als eerste extra component toevoegen. Als jij die op 15 Ohm zet, ontstaat er een spanningval waar de "ideale trafo" dus buiten blijft.

Die weerstand binnen de trafo of d'r buiten haalt niets uit. Je hebt de opstelling: zelf experimenteren en zien is veel krachtiger dan een eenofandere idioot op het internet geloven.