Измерительные трансформаторы напряжения и тока

Измерительные трансформаторы используются всегда в цепях с напряжением выше 1000 В с целью обеспечения электробезопасности для обслуживающего персонала. Кроме этого, в установках с любым уровнем напряжения, но с большими токами (более 20...30 А) используются трансформаторы тока, так как измерительные приборы и датчики на бòльшие токи не выпускаются. Кроме указанных особенностей применения измерительных трансформаторов от них требуется гарантированная точность, так как к ним могут подключаться приборы коммерческого учета: счетчики активной и реактивной энергии, ваттметры и др.

Трансформатор напряжения. Его выполняют в виде двухобмоточного понижающего трансформатора (рис.1.24,а) с k_тр=w₁lw₂. Стандартное вторичное напряжение равно 100 В. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала вторичную обмотку, изолированную от первичной, заземляют.

Сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, поэтому он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что .

В действительности ток холостого хода I₀ (а также небольшой ток нагрузки) создает в трансформаторе падение напряжения, поэтому, между напряжениями U₁ и есть разница и имеется некоторый сдвиг по фазе δ (рис.1.24,б). В результате при измерениях образуются погрешности двух видов:

а) относительная погрешность напряжения (%)

б) угловая погрешность δ_U, равная углу между векторами и .

Трансформаторы напряжения подразделяют по погрешности ΔU% на три класса точности: 0,5; 1 и 3. Угловая погрешность составляет 20...40 угл. мин.

Для уменьшения погрешностей ΔU_% и δ_U сопротивления обмоток трансформатора R₁ и R₂ делают по возможности малыми, а магнитопровод выполняют из высококачественной стали достаточно большого поперечного сечения, чтобы в рабочем режиме он не был насыщен (В=0,6...0,8 Тл). В результате ток холостого хода I₀ настолько мал, что не влияет на погрешности трансформатора напряжения. Также нельзя подключать к трансформатору приемников (вольтметров, катушек напряжения счетчиков и т.п.) сверх количества указанного в паспорте к нему.

Трансформатор тока. Его выполняют в виде двухобмоточного повышающего трансформатора (рис.1.25,а) с k_тр=w₂lw₁ или в виде проходного трансформатора (рис.1.25,б), у которого первичной обмоткой служит провод, проходящий через окно магнитопровода. Стандартный вторичный ток равен 5 А.

Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому трансформатор тока практически работает в режиме короткого замыкания, в котором токи I₁ и I₂ во много раз больше тока I₀, и можно считать, что .

В действительности из-за наличия намагничивающего тока I₀ в трансформаторе тока и между этими токами имеется некоторый сдвиг δ по фазе.В результате при измерениях образуются погрешности двух видов:

а) относительная погрешность тока (%)

б) угловая погрешность δ_I равная углу между векторами .

Трансформаторы тока подразделяют по погрешности ΔI% на пять классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3 и 10. Угловая погрешность составляет 20...120 угл. мин.

Для уменьшения токовой и угловой погрешностей стремятся уменьшить ток холостого хода теми же способами, что и в трансформаторе напряжения. Также нельзя подключать к трансформатору приемников (амперметров, токовых катушек счетчиков и т.п.) сверх количества указанного в паспорте к нему.

Размыкание цепи вторичной обмотки трансформатора тока недопустимо. В этом случае сильно возрастают магнитные потери в стали, и трансформатор может сгореть. Также значительно повышается напряжение на зажимах вторичной обмотки. При отключении приборов следует замыкать вторичную обмотку трансформатора тока накоротко.

Вопросы и задания

1. В каких случая применяют измерительные трансформаторы напряжения и тока?

2. Поясните схему включения трансформатора напряжения. Какие погрешности существуют и как их минимизировать?

3. Поясните схему включения трансформатора тока. Какие погрешности существуют и как их минимизировать?

4. Почему нельзя оставлять трансформатор тока с разомкнутой вторичной обмоткой?

АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: