Аналоговые измерительные устройства

6.2.1. Измерительные трансформаторы переменного тока.

          Измерительные трансформаторы переменного тока состоят из двух изолированных друг от друга обмоток: первичной с числом витков n1 и вторичной с числом витков n2 , помещенных на ферромагнитный сердечник.
          В трансформаторах тока, как правило, первичный ток I1 больше вторичного I2, поэтому в них n1 < n2 . Первичная обмотка выполняется из провода различного сечения, в зависимости от номинального первичного тока IН1. В трансформаторах тока с IН1. свыше 500 А первичная обмотка может состоять из одного витка – в виде прямой медной шины (или стержня), проходящей через окно сердечника.
          В трансформаторах напряжения первичное напряжение U1 больше вторичного U2, поэтому в них   n1 > n2.
          Схема включения измерительных трансформаторов тока (ИТТ) и напряжения (ИТН) в цепь показана на рис. 2.2.
      Первичная цепь ИТН включается через предохранители, чтобы при неисправности трансформатора он не оказался причиной аварии. Предохранители, установленные во вторичной цепи, служат для защиты трансформатора от замыканий в нагрузке.
Вторичный  ток  ИТТ  равен   5 А,  для    спе-
Рис. 2.2                            циальных    целей  выпускаются   трансформа­-
торы на 1 и 2 А, вторичное напряжение ИТН может быть 100, 10/ и 150 В.
          Коэффициент трансформации идеального трансформатора тока КI   и трансформатора напряжения КU выражается следующими соотношениями:
;   .                                                (2.7)
          Точность измерительного трансформатора характеризуется двумя величинами: погрешностью коэффициента трансформации, определяю­щей отличие действительных вторичных токов и напряжений от номинальных, γI = (Iном – I)/Iном и γU= (Uном – U)/Uноми угловой погрешностью φI или φU, определяющей фазовый сдвиг между векто­рами токов или напряжений в первичной и вторичной об­мотках. Угловая погрешность должна учитываться при вклю­чении во вторичную цепь фазочувствительных приборов, например ваттметра. При включении фазочувствительных приборов важно так­же не изменить направление одного из векторов на 1800 неправильным включением обмоток, поэтому концы пер­вичных и вторичных обмоток трансформаторов маркируются.
          Значение по­грешности зависит от: 1) сопротив­ления, включенного во вторич­ную цепь, и для ИТТ будет минимально при Z'н= 0, т.е. в режиме короткого  замыкания, а для ИТН – при Z'н = ∞, т.е. в режиме холостого хода; 2) сопротивления холо­стого хода трансформатора Zx.x и будут тем меньше, чем больше Zx.x, т.е. чем меньше ток холостого хода трансформатора.
          Если   возможно скомпенсировать ток холостого хода, т.е. добиться I0 = 0, например, с помощью операционного усилителя, то принци­пиально погрешности ИТТ можно свести к нулю; таким же методом можно понизить погрешность ИТН.
          Аварийный  режим,  связанный с  разрывом  вторичной  цепи ИТТ при включенной первичной, приводит к намагничиванию сердечника, изменению μ и соответственно изменению коэффициента трансформа­ции. Поэтому  ИТТ  необходимо  специально размагничивать, посте­пенно увеличивая  ток  в  его вторичной обмотке изменением сопротив­ления от Z'н > ∞ до Z'н > ∞.
          По точности ИТТ и ИТН подразделяются на несколько классов. Наиболее точные лабораторные измерительные транс­форматоры имеют классы точности:  а) трансформаторы тока – 0,01 – 0,05; б) трансформаторы напряжения – 0,05.


© Copyright 2008, SLAiPS. All Rights Reserved. | Design by Design by analogiu.ru