измерительный трансформатор тока. Трансформатор тока измерительный

Измерительные трансформаторы тока. Общие сведения

Трансформатор тока предназначен для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Трансформатор тока имеет замкнутый магнитопровод и две обмотки — первичную и вторичную. Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока I1, ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые током I2.

Трансформатор тока характеризуется номинальным коэффициентом трансформации

$K_I = I_{1nom} / I_{2nom}$ ,

где I1 nom и I2 nom — номинальные значения первичного и вторичного тока соответственно.

Значения номинального вторичного тока приняты равными 5 и 1 А.

Коэффициент трансформации трансформаторов тока не является строго постоянной величиной и может отличаться от номинального значения вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания.

Токовая погрешность определяется по выражению

$Delta I% = {{K_I * I_2 - I_1}/I_1} * 100$ ,

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей: сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути, значения I1 nom×w1 nom.

В зависимости от предъявляемых требований выпускаются трансформаторы тока с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Указанные цифры представляют собой токовую погрешность в процентах номинального тока при нагрузке первичной обмотки током 100—120% для первых трех классов и 50 —120 % для двух последних. Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5 и 1 нормируется также угловая погрешность.

Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличения нагрузки и кратности тока приводят к увеличению погрешности.

При первичных токах, значительно меньших номинального, погрешность трансформатора тока также возрастет.

Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов, класса 0,5 — для присоединения счетчиков денежного расчета, класса 1 — для всех технических измерительных приборов, классов 3 и 10 — для релейной защиты.

Кроме рассмотренных классов, выпускаются также трансформаторы тока со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит).

Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротивление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к режиму КЗ. Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет, так как он будет определяться только МДС первичной обмотки. В этом режиме магнитопровод может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке появится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт.

Из-за указанных явлений не разрешается размыкать вторичную обмотку трансформатора тока при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная обмотка трансформатора тока (или шунтируется обмотка реле, прибора).

Источник: Л. Д. Рожкова, Л. К. Карнеева, Т. В. Чиркова. Электрооборудование электрических станций и подстанций

electrichelp.ru

Измерительные трансформаторы. Электроизмерительные приборы :: SYL.ru

Назначение измерительных трансформаторов – это включение приборов тестирования. Используются данные устройства, как правило, в цепи переменного тока. С помощью них можно проводить различные замеры напряжения. Измерительные приборы в данном случае полностью изолируются, а сила тока регулируется трансформатором. Если речь идет о тестировании силы тока, то используются амперметры. При этом показатели электрического напряжения могут фиксироваться при помощи вольтметра.

Дополнительно к трансформаторам часто подсоединяются омметры. При помощи них в цепи есть возможность определить электрическое сопротивление. Мультиметры являются комбинированными измерительными приборами. Частота колебаний в сети может быть определена при помощи частомера. Если напряжение в ней довольно высокое, то без трансформатора в данной ситуации не обойтись. Отдельно также следует упомянуть о ваттметрах и варметрах. Предназначены они для замеров мощности электрического тока.

Основные типы трансформаторов

На сегодняшний день различают такие основные типы измерительных трансформаторов:

Устройства напряжения.
Модели постоянного тока.
Устройства переменного тока.

Дополнительно разделение трансформаторов происходит по величине коэффициента трансформации. В данном случае различают однодиапазонные и многодиапазонные модификации. В зависимости от типа установки устройства делятся на внутренние и внешние. Также трансформатор может быть встроенным. Дополнительно существуют накладные и даже переносные модификации. Некоторые еще разделяют трансформаторы по типу диэлектрика. На сегодняшний день можно выделить масляный, сухой и газонаполненный подвиды.

Из чего состоит трансформатор?

Устройство измерительных трансформаторов различных типов довольно похожее, однако отличия все же имеются. Если рассматривать приборы напряжения, то они включают в себя магнитопровод и вторичную обмотку. В верхней части прибора обязано располагаться крепежное кольцо. В свою очередь, токопровод находится в середине устройства. Модификации постоянного тока предполагают использование нескольких магнитопроводов и сердечника. Обмотка в данном случае используется первичная. Токопровод в устройстве проходит под крепежным кольцом.

Как проходит тестирование?

Испытания измерительных трансформаторов проводятся при помощи мегаомметра. В данном случае необходимо сделать замеры изоляционных характеристик. Для этой цели дополнительно следует использовать вольтметр. Подсоединение к сети осуществляется через проводники. Проверяется сопротивление по каждой фазе отдельно. Дополнительно трансформаторы могут тестироваться по коэффициенту электрических потерь. В данном случае проводится измерение тангенса угла. При помощи амперметра есть возможность оценить обмотку устройства.

Устройства переменного и постоянного тока

Измерительные трансформаторы переменного тока, как правило, выпускаются встроенного типа. Обмотка у них используется только первичная. Для установки на опорную плоскость они подходят идеально. Максимум параметр входного напряжение может составлять 500 В. Проходные модификации используются только в качестве систем ввода. При этом для распределительных работ они не подходят.

Дополнительно следит учитывать, что многие модели изготовляются с втулками. Также они называются шинными приборами. Трансформаторы постоянного тока отличаются наличием сердечника. Как правило, он устанавливается электромагнитного типа. Работают данные устройства, как обычные усилители. В процессе повышения напряжения цепи происходит намагничивание элемента. Вторичная обмотка в этой ситуации служит для усиления тока.

Трансформаторы напряжения

На сегодняшний день измерительные трансформаторы напряжения выпускаются различных типов. Наиболее распространенным подвидом можно считать однофазные модификации. Пропускная способность у них довольно высокая. При этом процесс индукции осуществляется быстро. Заземляемые трансформаторы, как правило, выпускаются трехфазными. Параметр порогового напряжения у них достигает 400 В. Также существуют каскадные модели. Первичная обмотка у этих устройств разделена. Каждая секция пропускает через себя ток отдельно. Емкостные модификации отличаются наличием делителя. Вторичная обмотка при этом имеется одна.

Однодиапазонные устройства

Однодиапазонные измерительные трансформаторы напряжения, как правило, производятся с сердечниками. Устанавливаются они в цепи с переменным током. При этом показатель порогового напряжения не должен превышать 300 В. Если рассматривать температурные характеристики, то устройства максимум способны эксплуатировать при 40 градусах.

Рабочее напряжение в цепи обязано поддерживаться на уровне 200 В. Номинальная частота устройства в среднем не превышает 50 Гц. По классу точности модели довольно сильно отличаются. Фазовая угловая погрешность в данном случае зависит от пропускной способности вторичной обмотки. Коэффициент трансформации устройства в среднем находится на уровне 50%. Первичный ток системой способен восприниматься до 3 А.

Многодиапазонные модификации

Измерительные трансформаторы данного типа идеально подходят для цепи с переменным током. При этом напряжение максимум выдерживается ими на уровне 500 В. Класс точности устройства зависит от типа сердечника, который установлен. С вольтметрами многие модификации работать способны. Отдельно следует отметить высокий диапазон рабочих частот.

Если эксплуатировать трансформатор в цепи с переменным током, то данный показатель в среднем находится на уровне 55 Гц. Фазовая угловая погрешность в данном случае будет минимальной. Параметр порогового напряжения устройства в основном не превышает 300 В. Для подсоединения измерительных приборов используются клеммы. Заземленные модификации данного типа трансформатора выпускаются довольно редко.

Масляные модели

Измерительные трансформаторы тока с масляными диэлектриками на сегодняшний день являются очень распространенными. Использоваться они могут в цепи с переменным током. В данном случае параметр порогового напряжения не должен превышать 300 В. Класс точности устройства зависит исключительно от типа сердечника. Минимум частота устройства находится на уровне 3 Гц. При этом максимум измерительные трансформаторы тока способны эксплуатироваться при 55 Гц.

Параметр нагрузки в цепи, как правило, не превышает 5 А. Клещи для соединения с приборами используются. На опорной плоскости трансформаторы способны устанавливаться. Модели с системой заземления выпускаются довольно часто. Дополнительно на сегодняшний день существуют шинные модификации. Используются они, как правило, в качестве устройств ввода.

Трансформаторы с газонаполненными диэлектриками

Измерительные трансформаторы данного типа способны похвастаться высокой частотой на уровне 60 Гц. При этом минимум устройства эксплуатируются при 5 Гц. Для того чтобы подключить прибор, необходима цепь с постоянным током. Нагрузки данные устройства способны выдерживать максимум в 6 А. Использовать модель при температуре свыше 45 градусов запрещается. Со всеми токоизмерительными приборами данное устройство взаимодействовать способно.

Ограничение порогового напряжения в системе происходит благодаря сердечнику. При этом магнитопроводов в устройстве, как правило, установлено два. Контакты в данном случае используются с защитной шиной. При этом втулочные модификации встречаются довольно редко. Отдельно также следует упомянуть о том, что существует множество трансформаторов заземленного типа. Обмотка у них используется только первичная. При этом разделение ее на секции не происходит.

Устройства с сухими диэлектриками

Измерительные трансформаторы с сухими диэлектриками чаще всего работают на пару с мультиметрами. При этом к ним также можно подключать вольтметры и амперметры. За счет высокого показателя порогового напряжения точность результатов будет высокой. Ваттметры подключаются к моделям данного типа довольно редко.

Связано это в большей степени с высоким показателем сопротивления внутри цепи. Дополнительно следует учитывать, что на сегодняшний день имеется множество встроенных модификаций. В данном случае параметр порогового напряжения их не превышает 330 В. Втулочные устройства используются довольно редко. При этом разъемы у моделей имеются разнообразные.

Подключать трансформатор к цепи с переменным током можно. Нагрузка на систему максимум может оказываться в районе 5 А. Для того чтобы сердечник работал должным образом, следует следить за параметром рабочего напряжения. Магнитопроводов в устройстве, как правило, имеется два. Проходные модификации трансформаторов выпускаются редко.

www.syl.ru

измерительный трансформатор тока - патент РФ 2097864

Использование: в электроизмерительной технике. Сущность: во вторичной обмотке трансформатора установлен второй каскад на основе трансформатора с отрицательной обратной связью, что повышает точность измерения переменного тока, снижает расход материалов и мощности потерь путем уменьшения сопротивления. 2 ил. Изобретение относится к области электрических измерений, в частности к измерению переменных токов в электроэнергетике. Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении точности измерения переменных токов в электроэнергетике и улучшении эксплуатационных характеристик трансформаторов тока. Известны так называемые компенсационные трансформаторы тока (см. Лейтман М. Б. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. М. Энергоатомиздат, 1986, 144 с.). Одна обмотка такого трансформатора включается в цепь измеряемого тока, другая является выходной, а третья подсоединяется ко входу усилителя. Такие устройства имеют малые погрешности преобразования тока за счет отрицательной обратной связи. Но трансформаторы такого типа в электроэнергетике не применяются, поскольку при большом первичном токе (тысячи ампер) необходим большой коэффициент трансформации при использовании маломощного усилителя, т.к. выходной ток трансформатора определяется выходным током усилителя (единицы миллиампер при использовании операционных усилителей). Это приводит к расходу большого количества меди и существенному снижению технологичности при изготовлении трансформатора. Уменьшить количество витков вторичной обмотки можно увеличением выходного тока усилителя, но это приводит к снижению надежности трансформатора, а этому фактору в электроэнергетике придается большое значение. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является трансформатор тока (см. Андреев Ю.А. Абрамзон Г.В. Преобразователи тока для измерения без разрыва цепи. Л. Энергия, 1979. с. 36-40, 144 с.). Он содержит сердечник из ферромагнитного материала, первичную и вторичную обмотки. Такой трансформатор широко используется в электроэнергетике, т.к. он надежен и прост в изготовлении. Недостатком прототипа является наличие погрешностей преобразования, которые, как известно, увеличиваются с ростом сопротивления во вторичной обмотке. Это сопротивление включает в себя сопротивления обмотки трансформатора, соединительных проводов и измерительных приборов. Кроме этого, трансформатор и измерительные устройства часто разнесены в пространстве, поскольку первый располагается в распределительном устройстве, а вторые на пульте управления, что обуславливает использование длинных соединительных проводов. Это приводит с одной стороны к росту сопротивления во вторичной обмотке, а, следовательно, к увеличению погрешностей, а с другой к увеличению мощности потерь и расхода материалов, т.к. вторичный ток прототипа является довольно значительным (1А или 5А согласно ГОСТ), что также является недостатком прототипа. Цель изобретения повышение точности измерения тока, снижение расхода материалов и мощности потерь путем уменьшения сопротивления во вторичной обмотке трансформатора. Для достижения поставленной цели в измерительном трансформаторе тока, содержащем: первый трансформатор с первичной и вторичной обмотками, причем первичная обмотка включена в цепь измеряемого тока; второй трансформатор, содержащий три обмотки и усилитель, причем третья обмотка подсоединена между земляной шиной и входом усилителя, выход которого через вторую обмотку и резистор соединен с земляной шиной; первая обмотка второго трансформатора включена между выводами вторичной обмотки первого трансформатора, а точка соединения третьей обмотки второго трансформатора и резистора является выходом устройства. Существенным отличием заявляемого устройства от прототипа является использование второго каскада на основе компенсационного трансформатора тока, что позволяет снизить сопротивление вторичной обмотки трансформатора. По имеющимся у авторов сведениям эти существенные признаки не известны из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна". По мнению авторов сущность заявляемого изобретения не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "изобретательский уровень" Признаки данного изобретения могут быть многократно использованы в измерительной технике с получением технического результата, заключающегося в достижении поставленной цели, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость". Функциональная схема устройства приведена на фиг. 1 и содержит первый трансформатор с первичной 1, вторичной 2 обмотками, второй трансформатор с первой обмоткой 3, усилителем 4, второй 5, третьей 6 обмотками, резистором 7. Выходом устройства является вывод 8. На фиг. 2 показана схема замещения трансформатора. На ней параметры элементов приведены к первичной обмотке первого трансформатора, что показано либо с помощью одного штриха (элементы вторичной обмотки первого трансформатора и первой обмотки второго трансформатора), либо с помощью двух штрихов (элементы второй обмотки второго трансформатора). Устройство работает следующим образом. Обмотка 1 включается в цепь измеряемого тока. Количество витков на ней равно W1 (часто это один виток). Выходной ток снимается с обмотки 2, имеющей количество витков W2. Коэффициент трансформации первого трансформатора равен n1 W2/W1. В прототипе между точками a и b последовательно с сопротивлением обмотки 2 измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

включается сопротивление нагрузки измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

состоящее из сопротивления соединительных проводов и измерительных приборов. В этом случае ток на выходе первого трансформатора равен измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

где

сопротивление ветви намагничивания первого трансформатора. Из формулы (1) видно, что прототип имеет погрешности, т.к. измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

, поскольку сопротивление измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

составляет ощутимую величину (до нескольких Ом). Погрешности уменьшаются при измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

, что в прототипе недостижимо. В предлагаемом устройстве между точками a, b включается второй трансформатор, который с высокой точностью преобразовывает ток измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

в ток

за счет отрицательной обратной связи, что на схеме замещения отражается увеличением сопротивления ветви намагничивания измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

в K раз (K коэффициент усиления усилителя 4). Поэтому можно считать, что измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

где n2=W5/W3 коэффициент трансформации второго трансформатора; W3, W5 количества витков на обмотках 3 и 5, соответственно, причем обычно W3=1. При этом сопротивление нагрузки первого трансформатора равно: измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

где

сопротивления обмоток 3 и 5, соответственно: R7 сопротивление резистора 7. Поскольку R7 > Z5, то измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

Обычно: R7 2 3 кОм, n2 1000-10000, а обмотка 3 выполняется в виде одного витка (Z3 _ 0), поэтому практически измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

, т.е. выполняется условие (2), что способствует снижению погрешностей первого трансформатора, а, следовательно, и всего устройства, т.к. с учетом (3) измерительный трансформатор тока, патент № 2097864

Если трансформатор и измерительные приборы разнесены в пространстве, то линия связи (провод cd на фиг. 2) в данном случае выполняется в виде провода с малым сечением, поскольку ток Iвых относительно мал (не превышает 10 mA), что способствует снижению расхода материалов и мощности потерь. Измерительные приборы подключаются к выводу 8. Согласно результатам экспериментов, заявляемое изобретение может найти широкое применение в народном хозяйстве, где необходимо увеличение точности измерения токов. Необходимо подчеркнуть, что при этом не требуется какой-либо внутренней переделки первого трансформатора, т.е. предлагаемое решение позволит получить эффект снижения погрешностей и расхода материалов на оборудовании, которое широко используется в электроэнергетике, что имеет важное значение. Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Измерительный трансформатор тока, содержащий первый трансформатор с первичной и вторичной обмотками, причем первичная обмотка включена в цепь измеряемого тока, второй трансформатор, содержащий три обмотки и усилитель, причем третья обмотка подсоединена между земляной шиной и входом усилителя, выход которого через вторую обмотку и резистор соединен с земляной шиной, отличающийся тем, что первая обмотка второго трансформатора включена между выводами вторичной обмотки первого трансформатора, а точка соединения третьей обмотки второго трансформатора и резистора является выходом устройства.

www.freepatent.ru

Трансформаторы тока - Измерительные трансформаторы

Трансформатор тока имеет замкнутый магнитопровод 2 (рис.) и две обмотки — первичную 1 и вторичную 3. Первичная обмотка включается последовательно в цепь измеряемого тока I1, ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые током I2.

Принцип устройства трансформаторов тока

а – одновитковый трансформатор тока; б – многовитковый трансформатор тока; е - многовитковый трансформатор тока с двумя сердечниками; 1 - первичная обмотка; 2 - вторичная обмотка; 3 - сердечник; 4 - изоляция; 5 - обмотка прибора

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных особенностей; сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути, значения I1*W1. В зависимости от предъявляемых требований, выпускаются трансформаторы тока с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10. Указанные цифры представляют собой токовую погрешность в процентах номинального тока при нагрузке первичной обмотки током 100 - 120% для первых трех классов и 50-120% для двух последних. Для трансформаторов тока классов точности 0,2; 0,5 и 1 нормируется также угловая погрешность.

Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (сопротивление приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличение нагрузки и кратности тока приводит к увеличению погрешности.

При первичных токах, значительно меньших номинального, погрешность трансформатора тока также возрастает.

Трансформаторы тока класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов, класса 0,5 - для присоединения счетчиков денежного расчета, класса 1 — для всех технических измерительных приборов, классов 3 и 10 — для релейной защиты.

Кроме рассмотренных классов выпускаются также трансформаторы тока со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит).

Всего комментариев: 0

ukrelektrik.com

Измерительные трансформаторы | Kursak.NET

7.1. Необходимость измерения тока и напряжения

Электроэнергетика является одной из наиболее автоматизированных отраслей народного хозяйства. Это связано со сложностью и скоротечностью процессов в электрических сетях, а также с тем, что процессы производства, транспортировки и потребления электроэнергии протекают одновременно. С другой стороны электроэнергетические объекты, в том числе электростанции, представляют потенциальную опасность для человека и окружающей среды в связи с высокой энергоемкостью. Автоматизированное управление невозможно без релейной защиты и автоматики (РЗА).

Все элементы электроэнергетической системы рассчитаны на некоторый предельный режим работы, но ни одна электроустановка не обладает абсолютной надежностью. С большей или меньшей вероятностью она может быть повреждена, причем большинство повреждений сопровождается возникновением короткого замыкания (КЗ). Режим КЗ опасен для энергосистемы: устойчивая работа энергосистемы может быть нарушена, из-за существенного искажения параметров режима энергосистемы потребители электроэнергии теряют электропитание, длительное существование токов КЗ разрушает повредившийся элемент энергосистемы до неремонтопригодного состояния.

Релейная защита и автоматика предназначена для выявления поврежденного элемента и быстрого его отключения от энергосистемы. Кроме того, устройства релейной защиты и автоматики должны предупреждать повреждение элемента энергосистемы в случае возникновения ненормального и опасного для него режима работы, сигнализируя о таком режиме оперативному персоналу.

Перечислим основные требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты.

Селективность – способность РЗА выявить и отключить именно поврежденный элемент энергосистемы, сохранив в работе остальные элементы. Требование селективности тесно связано с надёжностью электроснабжения.

Быстродействие – способность РЗА в кратчайший промежуток времени выявить и отключить поврежденный элемент энергосистемы.

Чувствительность – способность РЗА реагировать на любые, в том числе минимальные токи короткого замыкания.

Надежность – отсутствие отказов или ложных срабатываний РЗА. С требованием надёжности тесно связано требование резервирования действия релейной защиты.

Устройства РЗА реагируют на значения электрических параметров режима защищаемого объекта (ток, напряжение, направление мощности, сопротивление, частота и др.), а также неэлектрических параметров (температура, давление, освещенность, положение в пространстве). Информацию об этих параметрах РЗА получает от первичных датчиков или первичных преобразователей. Основное назначение первичных преобразователей – масштабировать с определённым коэффициентом измерительный сигнал в величину, удобную для дальнейшей обработки релейной защитой и автоматикой и безопасную для обслуживающего персонала. Наиболее распространёнными первичными преобразователями электрических величин являются измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Второе назначение измерительных трансформаторов – подавать масштабированные электрические величины на приборы технического и коммерческого учёта, в том числе – на измерительные приборы, находящиеся на щите управления электростанции, для обеспечения дежурного персонала необходимой текущей информацией. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения, 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.

7.2. Измерительные трансформаторы тока

Измерительный трансформатор тока (ИТТ) предназначен для подачи тока в цепи амперметров, токовых катушек ваттметров, счетчиков, фазометров, осциллографов, реле тока, реле направления мощности, реле сопротивления и прочих измерительных и защитных устройств, имеющих токовые цепи. ИТТ масштабирует ток до величин порядка 1-5 А. ИТТ включаются в цепь последовательно – рис. 7.1.

ИТТ выполняют в виде повышающего 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. ИТТ выполняются только в однофазном исполнении.

clip_image002

Рис. 7.1. Схема включения измерительных трансформаторов тока (ИТТ) и напряжения (ИТН)

Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания.

Как любой измерительный прибор, ИТТ имеет определённую погрешность, связанную с нелинейностью масштабирования первичного тока во вторичный. Причины погрешности заключаются в нелинейности характеристики намагничивания стали, в наличии ненулевого сопротивления вторичных приборов. В зависимости от целей измерения и значений допускаемых погрешностей ИТТ подразделяют на следующие классы точности:

0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10 – для измерения;

0,2S; 0,5S – для коммерческого учета;

5Р; 10Р – для РЗА и сигнализации.

Приведенные величины соответствуют допустимой относительной погрешности в %.

7.3. Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительный трансформатор напряжения (ИТН) предназначен для подачи напряжения в цепи вольтметров, катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров, осциллографов, реле напряжения, реле направления мощности, реле сопротивления, реле частоты и прочих измерительных и защитных устройств, имеющих цепи напряжения. ИТН масштабирует напряжения до величин порядка 100 В. ИТН включаются в цепь параллельно – рис. 7.1.

Трансформатор напряжения выполняют в виде понижающего трансформатора. Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. ИТН выполняются как в однофазном, так и трёхфазном исполнении.

Так как сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода.

Реальный режим работы несколько отличается от режима холостого хода, поэтому ИТН имеет определённую погрешность. В зависимости от значения допускаемых погрешностей ИТН подразделяют на следующие классы точности:

0,1; 0,2; 0,5; 1; 3 – для измерения;

3Р; 6Р – для РЗА и сигнализации.

Приведенные величины соответствуют допустимой относительной погрешности в %.

kursak.net

Трансформатор тока Википедия

Измерительный трансформатор тока ТПОЛ-10

Трансформа́тор то́ка — трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока, а вторичная обмотка замыкается на измерительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления.

Измерительный трансформа́тор то́ка — трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значения, удобного для измерения. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке.

Трансформаторы тока (далее — ТТ) широко используются для измерения электрического тока и в устройствах релейной защиты электроэнергетических систем, в связи с чем на них накладываются высокие требования по точности. Трансформаторы тока обеспечивают безопасность измерений, изолируя измерительные цепи от первичной цепи с высоким напряжением, часто составляющим сотни киловольт.

К ТТ предъявляются высокие требования по точности. Как правило, ТТ выполняют с двумя и более группами вторичных обмоток: одна используется для подключения устройств защиты, другая, более точная — для подключения средств учёта и измерения (например, электрических счётчиков).

Особенности конструкции[ | код]

Вторичные обмотки ТТ (не менее одной на каждый магнитопровод) обязательно нагружаются. Сопротивление нагрузки строго регламентировано требованиями к точности коэффициента трансформации. Незначительное отклонение сопротивления вторичной цепи от номинала, указанного в паспорте ТТ, по модулю полного сопротивления Z или коэффициента мощности cos φ (обычно cos φ = 0,8 индукт.) приводит к изменению погрешности преобразования и, возможно, ухудшению измерительных качеств трансформатора. Значительное увеличение сопротивления нагрузки создает высокое напряжение во вторичной обмотке, достаточное для пробоя изоляции трансформатора, что приводит к выходу трансформатора из строя, а также создаёт угрозу жизни обслуживающего персонала. Кроме того, из-за возрастающих потерь в сердечнике магнитопровода трансформатор начинает перегреваться, что также может привести к повреждению (или, как минимум, к износу) изоляции и дальнейшему её пробою. Полностью разомкнутая вторичная обмотка ТТ не создаёт компенсирующего магнитного потока в сердечнике, что приводит к перегреву магнитопровода и его выгоранию. При этом магнитный поток, созданный первичной обмоткой, имеет очень высокое значение, и потери в магнитопроводе сильно нагревают его. В конструктивном отношении трансформаторы тока выполнены в виде сердечника, шихтованного из холоднокатанной кремнистой трансформаторной стали, на которую наматываются одна или несколько вторичных изолированных обмоток. Первичная обмотка также может быть выполнена в виде катушки, намотанной на сердечник, либо в виде шины. В некоторых конструкциях вообще не предусмотрена встроенная первичная обмотка; первичная обмотка выполняется потребителем путём пропускания провода через специальное окно. Обмотки и сердечник заключаются в корпус для изоляции и предохранения обмоток. В некоторых современных конструкциях ТТ сердечник выполняется из нанокристаллических (аморфных) сплавов для расширения диапазона, в котором трансформатор работает в классе точности.

Коэффициент трансформации измерительных трансформаторов тока является их основной характеристикой. Номинальный (идеальный) коэффициент указывается на шильдике трансформатора в виде отношения номинального тока первичной (первичных) обмоток к номинальному току вторичной (вторичных) обмоток, например, 100/5 А или 10-15-50-100/5 А (для первичных обмоток с несколькими секциями витков). При этом реальный коэффициент трансформации несколько отличается от номинального. Это отличие характеризуется величиной погрешности преобразования, состоящей из двух составляющих — синфазной и квадратурной. Первая характеризует отклонение по величине, вторая отклонение по фазе вторичного тока реального от номинального. Эти величины регламентированы ГОСТами и служат основой для присвоения трансформаторам тока классов точности при проектировании и изготовлении. Поскольку в магнитных системах имеют место потери связанные с намагничиванием и нагревом магнитопровода, вторичный ток оказывается меньше номинального (то есть погрешность отрицательная) у всех ТТ. В связи с этим для улучшения характеристик и внесения положительного смещения в погрешность преобразования применяют витковую коррекцию. А это означает, что коэффициент трансформации у таких откорректированных трансформаторов не соответствует привычной формуле соотношений витков первичной и вторичной обмоток.

Схемы подключения измерительных трансформаторов тока[ | код]

ru-wiki.ru