Измеряющие трансформаторы напряжения

Измеряющие трансформаторы тока

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Лекция 10

На сердечник намотано две катушки. Тогда, подключенная к переменному напряжению одна из обмоток будет гарантированно создавать напряжение на второй обмотке.

Транзисторы являются масштабными преобразователями, ибо изменяют размеры тока и напряжения (в зависимости от названия: «трансформатор тока» или «трансформатор напряжения»). Обычно трансформаторы тока и напряжения понижающие (на первичной обмотке – большая величина, на вторичной – маленькая).

А

(ИТТ)

U₁ U₂ Нормальный режим

I₂ I₁

Л₁ Л₂ Z_H

Линия 1 и линия 2 (Л₁ и Л₂ соответственно) – это первичная обмотка. Если у на амперметр со шкалой 5 ампер, а подаем мы 50 ампер, то амперметр, разумеется, сгорит.

Нормальный режим работы – КЗ. Авария происходит на холостом ходу (обмотку размыкать и хватать её руками категорически нежелательно – убьёт).

U₁ U₂

I Режим аварии

Л₁ Л₂

1) Коэффициент трансформации по току

Номинальный

Действительный

То есть в действительности коэффициент трансформации (как по току так и по напряжению у трансформатора по напряжению) зависит от многих факторов.

Погрешность трансформации по току

Погрешность не превышает десятой доли процента, т.е. очень мала. Таким образом разность между номинальным коэффициентом и действительным крайне мала.

2)

Идеальная ситуация

_{1 2}

180^o

₁ В действительности

𝛗 ₂ 180 фазовая погрешность

₂ 𝛗 (𝛗 – в минутах)

(ИТН)

A ~U₁ X

V

a X

U₂

Нормальный режим работы – XX. Авария происходит на коротком замыкании.

A ~ X

Режим аварии

a X

1) Коэффициент трансформации по напряжению

Номинальный

Действительный

То есть в действительности коэффициент трансформации зависит от многих факторов.

Погрешность трансформации по напряжению

Погрешность не превышает десятой доли процента, т.е. очень мала. Таким образом, разность между номинальным коэффициентом и действительным крайне мала.

2)

Идеальная ситуация

_{1 2}

180^o

₁ В действительности

𝛗 ₂ 180 фазовая погрешность

₂ 𝛗 (𝛗 – в минутах)

Разберёмся, откуда берётся погрешность в φ

Для этого построим векторную диаграмму для измерительного трансформатора по току.

Принцип действия ИТТ определяется следующим соотношением

где W₁ и W₂ – число витков, соответственно первой и второй обмоток

I₀ – намагничивающийся ток

I₁ – ток на первичной обмотке; I₂ – ток на вторичной обмотке

Поделим всё равенство на W₁

Строим векторную диаграмму: построение начнём с вектора - магнитодвижущей силы (МДС) вторичной обмотки. Вектор напряжения U₂ получен как сумма векторов падений напряжения и на активном R и реактивном сопротивлениях нагрузки при токе I₂ во вторичной цепи трансформатора. Вектор электродвижущеё силы, наводимой во вторичной обмотке потоком Ф сердечника, получен в результате сложения вектора U₂ с векторами и падений напряжения на активном R₂ и реактивном сопротивлений вторичной обмотки.

Фазовый сдвиг между векторами МДС и вектором МДС ₁ составляет почти 180 градусов, т.е. МДС оказывается размагничивающее действие. Вследствие этого магнитный поток Ф в сердечнике создаётся магнитный поток ₀. МДС ₀ состоит из реактивной составляющей _M, непосредственно создающей поток Ф и совпадающей с ним по фазе и активной составляющей _А, опережающей Ф на 90 градусов, определяемой потерями на гистерезис и вихревые токи в сердечнике. Вектор МДС ₀ с повёрнутым на 180 градусов вектором МДС, т.е. ₀ +(- или.

_А

_{1 0 M}

Ф 90^o

U₂

δ ₂

где 180^о + φ

δ – угол потерь на вихревые токи и гистерезис; Ф – магнитный поток; – ЭДС

При нормальном режиме работы трансформатора тока МДС обычно не превышает одного процента от МДС. При достаточно большой мощности источника первичного тока размыкание вторичной цепи трансформатора тока вызовет значительное увеличение потока Ф, так как в этом случае. Размыкание этой цепи – аварийный случай, так как возрастание потока в сердечнике приводит к большому увеличению ЭДС (до нескольких сотен вольт), что опасно для обслуживающего персонала и может вызвать электрический пробой изоляции вторичной обмотки. Кроме того, увеличение потока сопровождается ростом потерь на перемагничивание и вихревые токи, повышением температуры сердечника, а следовательно и обмоток, и может служить причиной термического разрушения их изоляции.

Авария

Холостой ход = 0

= 0 → возрастает → Ф возрастает B

Рисуем начало петли гистерезиса Намагниченный сердечник

→ Е возрастает (до довольно большого значения, H

измеряемого в киловольтах) Напряжение за счёт I₀

Дата добавления: 2014-01-04