Измерительные трансформаторы используются главным образом для подключения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока высокого, напряжения. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжений, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Кроме того, измерительные трансформаторы дают возможность расширять пределы измерения приборов, т. е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений. В ряде случаев измерительные трансформаторы служат для подключения к цепям высокого напряжения обмоток реле, обеспечивающих защиту электрических установок от аварийных режимов.
Измерительные трансформаторы подразделяются на два типа: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Первые служат для включения вольтметров, а также других приборов, реагирующих на величину напряжения, например катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров и различных реле. Вторые служат для включения амперметров и токовых катушек указанных приборов. Измерительные трансформаторы изготовляют мощностью от пяти до нескольких сот вольт-ампер, они рассчитаны для работы совместно со стандартными приборами (амперметрами на 1 и 5 а, вольтметрами до 100 в).
Трансформатор напряжения. Выполняется как обычный двухобмоточный понижающий трансформатор (рис. 1.19). Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. Так как сопротивление обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велико, то он фактически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что
, (1.77)
Рис. 1.19. Схема включения трансформатора напряжения
В действительности ток холостого хода (а также небольшой ток нагрузки) создает в трансформаторе падение напряжения; поэтому и между векторами этих напряжений имеется некоторый сдвиг по фазе . В результате этого при измерениях создаются некоторые погрешности.
В измерительных трансформаторах напряжения различают два вида погрешностей:
а) относительная погрешность коэффициента трансформации, или погрешность напряжения; величина ее
(1.78)
б) угловая погрешность ; за величину ее принимается угол между векторами и .Она влияет на результаты измерений, выполненных с помощью ваттметров, счетчиков, фазометров и прочих приборов, показания которых зависят не только от величины тока и напряжения, но и от угла сдвига фаз между ними. Угловая погрешность считается положительной, если вектор опережает вектор .
В зависимости от величины допускаемых погрешностей трансформаторы напряжения подразделяются на четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1 и 3. Обозначение класса соответствует величине относительной погрешности при номинальном напряжении . Угловая погрешность составляет 10-40 минут (для 3-го класса она не нормируется). Для уменьшения погрешностей и сопротивления обмоток трансформатора z1 и z2 делают по возможности малыми, а сердечник выполняют из высококачественной стали достаточно большого поперечного сечения, чтобы в рабочем режиме он был не насыщен (B 0,6 – 0,8 тл). Благодаря этому обеспечивается значительное уменьшение тока холостого хода.
Трансформатор тока. Выполняется в виде обычного двухобмоточного повышающего трансформатора (рис. 1.20, а) или в виде проходного трансформатора, у которого первичной обмоткой служит провод, проходящий через окно магнитопровода. В некоторых конструкциях магнитопровод и вторичная обмотка смонтированы на проходном изоляторе, служащем для ввода высокого напряжения в силовой трансформатор или другую электрическую установку; роль первичной обмотки трансформатора выполняет медный стержень, проходящий внутри изолятора (рис. 1.20, б).
Рис. 1.20. Схема включения трансформатора тока (а), общий вид проходного трансформатора (б)
Сопротивление обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно мало. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания, в котором токи и во много раз больше тока , и с достаточной степенью точности можно считать, что
(1.79)
В действительности из-за наличия тока холостого хода в рассматриваемом трансформаторе и между векторами этих токов имеется некоторый угол, отличный от 180°. Это создает токовую погрешность
(1.80)
и угловую погрешность, измеряемую углом между векторами и . Погрешность считается положительной, если вектор опережает вектор .
В зависимости от величины допускаемых погрешностей трансформаторы тока подразделяются на пять классов точности: 0,2: 0,5; 1; 3 и 10. Эти цифры соответствуют допускаемой для данного класса токовой погрешности при номинальной величине тока. Угловая погрешность для первых трех классов составляет 10 – 80 мин, а для двух последних не нормируется. Для уменьшения указанных погрешностей сердечник трансформатора тока изготовляют из высококачественной стали достаточно большого сечения, чтобы в рабочем режиме он был не насыщен (B = 0,06 – 0,1 тл). При этих условиях ток холостого хода будет мал.
Следует отметить, что размыкание цепи вторичной обмотки трансформатора тока недопустимо. В этом случае трансформатор переходит в режим холостого хода и его результирующая м.д.с., которая в рабочем режиме была равна становится равной . В результате резко (в десятки и сотни раз) возрастает магнитный поток Фт в сердечнике, и индукция в стали достигает значения более 2 тл. Соответственно с этим резко возрастают потери в стали и трансформатор может сгореть. Еще большую опасность представляет резкое повышение напряжения на зажимах вторичной обмотки до нескольких сот и даже тысяч вольт. Для предотвращения режима холостого хода при отключении приборов нужно замыкать вторичную обмотку трансформатора тока накоротко.
Дата добавления: 2015-06-12 ; просмотров: 599 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Измерительные трансформаторы используются главным образом для подключения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока высокого, напряжения. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжений, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Кроме того, измерительные трансформаторы дают возможность расширять пределы измерения приборов, т. е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений. В ряде случаев измерительные трансформаторы служат для подключения к цепям высокого напряжения обмоток реле, обеспечивающих защиту электрических установок от аварийных режимов.
Измерительные трансформаторы подразделяются на два типа: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Первые служат для включения вольтметров, а также других приборов, реагирующих на величину напряжения, например катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров и различных реле. Вторые служат для включения амперметров и токовых катушек указанных приборов. Измерительные трансформаторы изготовляют мощностью от пяти до нескольких сот вольт-ампер, они рассчитаны для работы совместно со стандартными приборами (амперметрами на 1 и 5 а, вольтметрами до 100 в).
Трансформатор напряжения. Выполняется как обычный двухобмоточный понижающий трансформатор (рис. 1.19). Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. Так как сопротивление обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велико, то он фактически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что
, (1.77)
Рис. 1.19. Схема включения трансформатора напряжения
В действительности ток холостого хода 
(а также небольшой ток нагрузки) создает в трансформаторе падение напряжения; поэтому 
и между векторами этих напряжений имеется некоторый сдвиг по фазе 
. В результате этого при измерениях создаются некоторые погрешности.
В измерительных трансформаторах напряжения различают два вида погрешностей:
а) относительная погрешность коэффициента трансформации, или погрешность напряжения; величина ее
(1.78)
б) угловая погрешность ; за величину ее принимается угол между векторами 
и 
.Она влияет на результаты измерений, выполненных с помощью ваттметров, счетчиков, фазометров и прочих приборов, показания которых зависят не только от величины тока и напряжения, но и от угла сдвига фаз между ними. Угловая погрешность считается положительной, если вектор 
опережает вектор .
В зависимости от величины допускаемых погрешностей трансформаторы напряжения подразделяются на четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1 и 3. Обозначение класса соответствует величине относительной погрешности 
при номинальном напряжении 
. Угловая погрешность составляет 10-40 минут (для 3-го класса она не нормируется). Для уменьшения погрешностей и сопротивления обмоток трансформатора z1 и z2 делают по возможности малыми, а сердечник выполняют из высококачественной стали достаточно большого поперечного сечения, чтобы в рабочем режиме он был не насыщен (B 
0,6 – 0,8 тл). Благодаря этому обеспечивается значительное уменьшение тока холостого хода.
Трансформатор тока. Выполняется в виде обычного двухобмоточного повышающего трансформатора (рис. 1.20, а) или в виде проходного трансформатора, у которого первичной обмоткой служит провод, проходящий через окно магнитопровода. В некоторых конструкциях магнитопровод и вторичная обмотка смонтированы на проходном изоляторе, служащем для ввода высокого напряжения в силовой трансформатор или другую электрическую установку; роль первичной обмотки трансформатора выполняет медный стержень, проходящий внутри изолятора (рис. 1.20, б).
 |
 |
Рис. 1.20. Схема включения трансформатора тока (а), общий вид проходного трансформатора (б)
Сопротивление обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно мало. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания, в котором токи 
и 
во много раз больше тока , и с достаточной степенью точности можно считать, что
(1.79)
В действительности из-за наличия тока холостого хода в рассматриваемом трансформаторе 
и между векторами этих токов имеется некоторый угол, отличный от 180°. Это создает токовую погрешность
(1.80)
и угловую погрешность, измеряемую углом 
между векторами 
и 
. Погрешность считается положительной, если вектор опережает вектор .
В зависимости от величины допускаемых погрешностей трансформаторы тока подразделяются на пять классов точности: 0,2: 0,5; 1; 3 и 10. Эти цифры соответствуют допускаемой для данного класса токовой погрешности при номинальной величине тока. Угловая погрешность для первых трех классов составляет 10 – 80 мин, а для двух последних не нормируется. Для уменьшения указанных погрешностей сердечник трансформатора тока изготовляют из высококачественной стали достаточно большого сечения, чтобы в рабочем режиме он был не насыщен (B = 0,06 – 0,1 тл). При этих условиях ток холостого хода будет мал.
Следует отметить, что размыкание цепи вторичной обмотки трансформатора тока недопустимо. В этом случае трансформатор переходит в режим холостого хода и его результирующая м.д.с., которая в рабочем режиме была равна 
становится равной 
. В результате резко (в десятки и сотни раз) возрастает магнитный поток Фт в сердечнике, и индукция в стали достигает значения более 2 тл. Соответственно с этим резко возрастают потери в стали и трансформатор может сгореть. Еще большую опасность представляет резкое повышение напряжения на зажимах вторичной обмотки до нескольких сот и даже тысяч вольт. Для предотвращения режима холостого хода при отключении приборов нужно замыкать вторичную обмотку трансформатора тока накоротко.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
118.. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ.
Измерительные трансформаторы используют главным образом для подключения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока высокого напряжения. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Кроме того, измерительные трансформаторы позволяют расширять пределы измерения приборов, т. е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений. В ряде случаев измерительные трансформаторы служат для подключения к цепям высокого напряжения обмоток реле, обеспечивающих защиту электрических установок от аварийных режимов.
Типы измерительных трансформаторов. Измерительные трансформаторы подразделяют на два типа — трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Первые служат для включения вольтметров и других приборов, реагирующих на значение напряжения (например, катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров и различных реле). Вторые служат для включения амперметров и токовых катушек указанных приборов.
Измерительные трансформаторы изготовляют мощностью от пяти до нескольких сотен вольт-ампер; они рассчитаны для совместной работы со стандартными приборами (амперметрами на 1; 2; 2,5 и 5 А, вольтметрами на 100 и 
В).
Трансформатор напряжения. Его выполняют в виде двухобмоточного понижающего трансформатора (рис. 3.33, а). Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют.
Рис. 3.33. Схема включения (а) и векторная диаграмма измерительного трансформатора напряжения (б)
Так как сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. В этом режиме можно с достаточной степенью точности считать, что Ul = U‘2=U2k.
В действительности ток холостого хода I0 (а также небольшой ток нагрузки) создает в трансформаторе падение напряжения, поэтому, как видно из векторной диаграммы (рис. 3.33, б), 
и между векторами этих напряжений имеется некоторый сдвиг по фазе δu. В результате при измерениях образуются некоторые погрешности.
В измерительных трансформаторах напряжения различают два вида погрешностей:
а) относительную погрешность напряжения
б) угловую погрешность δu; за ее значение принимают угол между векторами 
и — 
. Она влияет на результаты измерений, выполненных с помощью ваттметров, счетчиков, фазометров и прочих приборов, показания которых зависят не только от силы тока и напряжения, но и от угла сдвига фаз между ними. Угловая погрешность считается положительной, если вектор 
опережает вектор 
.
В зависимости от значения допускаемых погрешностей стационарные трансформаторы напряжения подразделяют на три класса точности: 0,5; 1 и 3, а лабораторные — на четыре класса: 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Обозначение класса соответствует значению относительной погрешности уи при номинальном напряжении Ulном. Угловая их погрешность составляет 20. 40 угл. мин.
Выпускаемые промышленностью трансформаторы напряжения сохраняют класс точности при изменении первичного напряжения от 80 до 120% номинального.
Рис. 3.34. Схема включения измерительного трансформатора тока (а), общий вид проходного изолятора (б) и векторная диаграмма (в):
1— медный стержень (первичная обмотка); 2 — вторичная обмотка; 3 — магнитопровод
Для уменьшения погрешностей уи и δи сопротивления обмоток трансформатора 
и 
делают по возможности малыми, а магнитопровод выполняют из высококачественной стали достаточно большого поперечного сечения, чтобы в рабочем режиме он не был насыщен. Благодаря этому обеспечивается значительное уменьшение тока холостого хода.
Трансформатор тока. Его выполняют в виде двухобмоточного повышающего трансформатора (рис. 3.34, а) или в виде проходного трансформатора, у которого первичной обмоткой служит провод, проходящий через окно магнитопровода. В некоторых конструкциях магнитопровод и вторичная обмотка смонтированы на проходном изоляторе, служащем для ввода высокого напряжения в силовой трансформатор или другую электрическую установку. Первичной обмоткой трансформатора служит медный стержень, проходящий внутри изолятора (рис. 3.34, б).
Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания, при котором токи I1 и 
во много раз больше тока I0, и с достаточной степенью точности можно считать, что
В действительности из-за наличия тока холостого хода 
в рассматриваемом трансформаторе 
и между векторами этих токов имеется некоторый угол, отличный от 180° (рис. 3.34, в). Это создает относительную токовую погрешность
и угловую погрешность, измеряемую углом δi, между векторами 
и — 
. Погрешность δi считается положительной, если вектор — 
опережает вектор 
.
В зависимости от значения допускаемых погрешностей трансформаторы тока подразделяют на пять классов точности: стационарные — 0,2; 0,5; 1; 3; 10 и лабораторные — 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2. Приведенные цифры соответствуют допускаемой для данного класса токовой погрешности при номинальном значении тока. Угловая погрешность составляет 10. 120 угл. мин.
Для уменьшения токовой и угловой погрешностей магнитопровод трансформатора тока изготовляют из высококачественной стали достаточно большого сечения, чтобы в рабочем режиме он был не насыщен (B = 0,06. 0,1 Тл). При этих условиях намагничивающий ток будет мал.
Следует отметить, что размыкание цепи вторичной обмотки трансформатора тока недопустимо. Трансформатор переходит в режим х.х. и его результирующая МДС, в рабочем режиме равная 
, становится 
(рис. 3.34, в). В результате резко (в десятки и сотни раз) возрастает магнитный поток в магнитопроводе, а индукция в нем достигает значения В>2 Тл, что приводит к сильному возрастанию магнитных потерь в стали; при этом трансформатор может сгореть. Еще большую опасность представляет резкое повышение напряжения на зажимах вторичной обмотки до нескольких сотен и даже тысяч вольт. Для предотвращения режима холостого хода при отключении приборов следует замыкать вторичную обмотку трансформатора тока накоротко.
Измерительный тр-р тока (ТТ)- Это спец тр-р,работающий в режиме КЗ и предназначен для расширения пределов измерений приборов, реагир на величину тока(амперметр,ток катушки)
Токовый датчик для измерения параметров переменного тока может рассматриваться как разновидность простого трансформатора тока. Трансформатор по существу имеет две катушки на общем железном сердечнике. Напряжение I1подаётся на катушку В1, наводя через общий сердечник напряжение I2 на катушке В2.
Тот же самый принцип используется в токовом датчике (см. рис.). На замкнутом магнитопроводе в виде клещей замкнутых на проводнике, находится катушка B2 , по которой протекает электрический ток I1.
В1 это просто проводник, на котором пользователь проводит измерения, при количестве обмоток, образуемых проводником – равным единице. Токовый датчик замкнутый вокруг проводника вырабатывает выходной ток, значения которого определяются количеством витков на катушке В2, по формуле:
I2 (выход датчика) = (N1 / N2) x I1, где N1 = 1 или, иначе, Выходное значение датчика = I1/N2 (где N2 это число витков на катушке датчика).
Часто бывает очень трудно измерить I1 непосредственно, так как значение силы тока слишком велико, чтобы подавать его непосредственно на цепь измерительного прибора, или просто потому, что недопустимо разрывать цепь. Для обеспечения приемлемого выходного значения на катушке датчика размещается большое количество витков.
U1-U2-короткозамк контур-размаг тр-р
Количество витков на катушке датчика в большинстве случаев имеют кратные значения (например, 100, 500 или 1000).
Если N2 равно 1000, в этом случае клещи имеют соотношение N1/ N2 или 1/1000, которое обозначается как 1000:1. Ещё один способ выразить соотношение это сказать что выходное значение датчика 1 мА/А – выходное значение 1 мА (I2) для 1А (или 1А@1000А) появляющееся на дисплее датчика. Существует множество других возможных соотношений: 500:5, 2000:2, 3000:1, 3000:5 и так далее – для различного применения. В большинстве случаев токовый датчик используется с цифровым мультиметром. Рассмотрим для примера токовый датчик с соотношением 1000:1 с токовым выходом и соотношением 1мА/A.
Данное соотношение означает, что ток, протекающий через захваты токовых клещей преобразуется в ток на выходе следующим образом: Входной ток проводника
