ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ - Основные понятия о трансформаторах

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 применяют для преобразования тока и напряжения в величины, удобные для измерения стандартными приборами (амперметры на 1 и 5 ампер, вольтметры до 100 вольт). 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. 3-14). Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. Условное обозначение трансформатора напряжения такое же, как двухобмоточного трансформатора.

схема измерительного трансформатора напряжения

Рис.3-14. Схема измерительного трансформатора напряжения

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, . В результате при измерениях образуется относительная погрешность напряжения

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..

Выпускаемые промышленностью трансформаторы напряжения сохраняют класс точности при изменении первичного напряжения от 80 до 120% номинального.

Для уменьшения погрешностей 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. 3-15, 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. 3-15, Б).

схема включения измерительного трансформатора тока (а), общий вид проходного изолятора (б)

Рис. 3-15. Схема включения измерительного трансформатора тока (а), Общий вид проходного изолятора (б): 1-- медный стержень (первичная обмотка); 2 -- вторичная обмотка; 3 -- магнитопровод

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 . Это создает относительную токовую погрешность

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.

Для уменьшения токовой погрешности 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. 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.

Похожие статьи




ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ - Основные понятия о трансформаторах

Предыдущая | Следующая