Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
Изготовляются однофазные и трехфазные TV.
Трансформатор тока. На рис. 7.27, а и б показаны принципиальная схема включения ТА в цепь и его условное обозначение.
і
ТА
я,
-(a)— б
Рис. 7.27
175
Первичная обмотка ТА с малым числом витков if, включается последовательно в неразветвленный участок цепи измеряемого тока, а к выводам его вторичной обмотки с большим числом витков W2 подключаются последовательно амперметр и цепи тока других измерительных приборов. Начало и конец первичной обмотки ТА обозначаются соответственно JIx и JI2 (линия), а начало и конец вторичной обмотки — M1 и M2 (измерительный прибор).
Суммарное сопротивление амперметра и цепей тока измерительных приборов мало (обычно меньше 2 Ом), т.е.ТА работает в условиях, приближенных к режиму короткого замыкания трансформатора (см. подразд. 7.4). Напряжение вторичной обмотки ТА определяется падением напряжения на относительно малом сопротивлении цепей измерительных приборов (обычно 1 — 12 В), которому соответствует малое значение ЭДС E2, а следовательно, и малое значение магнитного потока в магнитопроводе (7.11).
Для возбуждения малого магнитного потока нужна незначительная МДС wxI]x, которой в уравнении баланса МДС (7.8)
I1W1 = I2W2 +¦ Z1xIu1 можно пренебречь и считать
I1W1 = I2W2,
или
Z1 = (W2/Wx)I2 = W21Z2, (7.14)
где /I21 » 1 — коэффициент трансформации.
Следовательно, измерив малое значение вторичного тока, можно определить большое значение первичного тока.
При выбранных положительных направлениях токов, одинаковых относительно выводов ТА с одинаковыми индексами, фазы вторичного и первичного токов совпадают. Номинальное значение вторичного тока у всех ТА имеет стандартное значение — 5 А (в специальных случаях 1 А).
Равенство (7.14) не учитывает МДС Z1xIf1, наличие которой приводит к неточностям в измерении значения тока (погрешность тока fi) и в передаче фазы (угловая погрешность 5,). Обе эти величины определяются подобно аналогичным погрешностям TV. Чем меньше магнитное сопротивление и мощность потерь магнито-провода, тем меньшая МДС Z1xIf1 необходима для возбуждения в нем того же магнитного потока. Поэтому магнитопроводы ТА изготовляют в виде колец, навиваемых из тонких лент пермаллоя (см. табл. 7.2). Для минимизации влияния МДС Z1xIf1 номинальная МДС первичной обмотки (ZlHOMif |) должна быть возможно большей
176
(не менее 500 А). Поэтому при номинальных токах /1ном < 500 А первичная обмотка должна иметь несколько витков. Для тока /іном < 500 А применяются одновитковые ТА.
Важно отметить, что режим холостого хода (цепь вторичной обмотки разомкнута и ее ток I2 = 0) для ТА является аварийным. В этом случае ТА превращается в катушку с магнитопроводом и малым числом витков гих, сопротивление которой в цепи синусоидального тока (см. рис. 7.27) мало и не влияет на режим ее работы. Большой ток первичной обмотки остается практически неизменным и по (7.13) равным току намагничивания магнитопрово-да Ix = I1x. Многократное увеличение намагничивающего тока приводит к соответствующему увеличению магнитного потока, ограниченному насыщением магнитопровода, и ЭДС E2 вторичной обмотки (до 1,5 кВ у ТА на большие токи), что опасно для обслуживающего персонала. Кроме того, возрастает мощность потерь в магнитопроводе, его нагрев, расширение и возможное разрушение изоляции. Перед отключением измерительных приборов от работающего ТА его вторичную обмотку необходимо замкнуть ключом AT(см. рис. 7.27, б).
По значению наибольшей допустимой погрешности коэффициента трансформации ТА и TV разделяют на классы точности. Например, классу точности TV 0,5 соответствует допустимая погрешность измерения значения напряжения ±0,5 %, а допустимая угловая погрешность ±20' при первичном напряжении 0,8—1,2 номинального значения, классы точности ТА 1 — допустимые погрешность измерения значения тока ± 1,0 % и угловая погрешность ±90' при сопротивлении цепи нагрузки 0,25—1,0 и первичном токе 1,2—0,1 их номинальных значений.
На рис. 7.28 показана схема включения в однофазную цепь комплекта измерительных приборов через TV и ТА. Для измерений в трехфазных цепях необходимо несколько однофазных ТА и ТВ (см. подразд. 6.5).
Точность измерения тока и напряжения зависит только от погрешности коэффициента трансформации. На точность изме-
Источник Приемник
Рис. 7.28
177
рения активной Px = U1I1COS(P (реактивной Q1 = L^1Zi sin ф) мощности оказывают также влияние угловые погрешности, особенно при больших (малых) углах сдвига фаз между первичными напряжением и током (рис. 7.29). Измеряемое значение активной (реактивной) мощности будет пропорционально не cosip (sin ф), a cos (ф + 8„ - 8,) [sin (ф + 8И - 8,)]. При этом угловые погрешности 8„ и 8, могут складываться, если их знаки разные.
ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
7.1. Какие параметры трансформатора называются первичными и какие — вторичными?
7.2. Какие основные параметры трансформатора указываются на его щитке?
7.3. Из каких составляющих складывается мощность потерь в трансформаторе?
7.4. Какие составляющие мощности потерь в трансформаторе определяются в опыте холостого хода и какие — в опыте короткого замыкания?
