Решение ТОЭ онлайн
Техника высоких напряжений ТВН
Электротехника, основы электроники
Электрические измерения, электрические материалы

 
на правах рекламы

Трансформатор тока

Трансформатор тока

Измерительные трансформаторы тока служат для расширения пределов измерения тока. Они применяются для совместной работы с амперметрами, ваттметрами, счетчиками, приборами защиты и т. д.

Иногда измерительные трансформаторы тока применяются исключительно для изоляции измерительных приборов от проводов высокого напряжения (у таких трансформаторов коэффициент трансформации равен единице).

Устройство трансформатора тока и схема его включения

Рис. 1 Устройство трансформатора тока и схема его включения

Трансформатор тока (рис. 1) состоит из замкнутого стального сердечника с наложенными на него двумя обмотками. Одна из них – первичная, обычно с меньшим числом витков, включается в рассечку провода, по которому идет измеряемый ток, а другая – вторичная, с большим числом витков, замыкается на амперметр и токовые обмотки измерительных приборов, соединенные между собой последовательно.

Трансформатор тока работает в условиях, близких к короткому замыканию, так как сопротивление последовательных обмоток измерительных приборов незначительно (0,2—1,6 Ом). При работе ток в первичной цепи трансформатора тока может изменяться от нуля до номинального, а при коротких замыканиях может превосходить номинальный в десятки раз. Ток первичной цепи трансформатора тока не зависит от сопротивления вторичной цепи его.

Измеряемый ток I1 (рис. 2), проходя по первичной обмотке, создает намагничивающую силу I1w1, большая часть которой компенсируется намагничивающей силой I2w2, а меньшая часть – результирующая намагничивающая сила I0w1 – возбуждает магнитный поток Ф в стали трансформатора, который и индуктирует во вторичной обмотке э.д.с. Таким образом, при нормальном режиме работы трансформатора тока намагничивающая сила I0w1 и магнитный поток в сердечнике весьма незначительны. Это следствие того, что поток Ф должен наводить во вторичной обмотке незначительную э.д.с, необходимую на покрытие активных и реактивных потерь во вторичной обмотке и во вторичной внешней цепи, обладающих малыми сопротивлениями.

Намагничивающая сила I0w1 создается намагничивающим током I0, практически равным току холостого хода.

Необходимо иметь в виду, что в трансформаторе тока под током холостого хода, соответствующим определенному режиму работы трансформатора, следует понимать ток, который следовало бы пропустить по его первичной обмотке при разомкнутой вторичной для того, чтобы в сердечнике трансформатора создать магнитный поток, равный потоку при данном режиме работы трансформатора.

Векторная диаграмма трансформатора тока

Рис. 2 Векторная диаграмма трансформатора тока

Если при неизменном токе I1 увеличивать сопротивление вторичной цепи, то как ток I2, так и вторичная намагничивающая сила будут уменьшаться, а намагничивающая сила I0w1 и магнитный поток Ф будут увеличиваться.

В пределе при размыкании вторичной цепи (z2 = ∞; I2 = 0) вторичная намагничивающая сила равна нулю, а результирующая намагничивающая сила будет равна первичной намагничивающей силе.

Но так как при нормальном режиме работы трансформатора первичная намагничивающая сила весьма значительна по сравнению с результирующей намагничивающей силой, то магнитный поток, который установится в сердечнике трансформатора при разомкнутой вторичной цепи, будет во много раз больше нормального потока, на который рассчитан сердечник трансформатора. Вследствие значительного увеличения магнитного потока, а следовательно, и магнитной индукции потери в стали (пропорциональные квадрату индукции) могут возрасти до значений, могущих вызвать чрезмерный нагрев сердечника трансформатора. С другой стороны, большой магнитный поток будет индуктировать во вторичной обмотке э.д.с, достигающую опасных значений (до 2000 В). Отсюда следует, что вторичная цепь работающего трансформатора тока всегда должна быть замкнута на последовательные обмотки приборов или в их отсутствие накоротко.

Действительным коэффициентом трансформации трансформатора тока называется отношение действительного значения первичного тока I1 к действительному значению вторичного тока I2 т. е.

k = I1/I2.

Если действительный коэффициент трансформации известен, то, измеряя вторичный ток I2, можно определить первичный ток I1 по формуле

I1 = I2.

Трансформаторы тока делятся:

  1. По роду установок:

а) для внутренних установок;

б) для наружных установок;

в) встроенные трансформаторы тока, устанавливаемые внутри других аппаратов или машин, например выключателей силовых трансформаторов и т, п.

  1. По способу установок:

а) проходные, устанавливаемые в проемах стен или потолков;

б) опорные, устанавливаемые на горизонтальной или вертикальной плоскости.

  1. По конструкции первичной обмотки:

а) одновитковые – стержневые;

б) одновитковые – шинные;

в) многовитковые – катушечные;

г) многовитковые с петлевой обмоткой;

д) многовитковые с обмоткой восьмерочного типа.

  1. По роду изоляции:

а) с воздушной изоляцией;

б) с фарфоровой изоляцией;

в) с литой изоляцией.

  1. По степени точности (ГОСТ 7746-55) на пять классов точности (табл. 1).

Таблица 1 – Допустимые погрешности для трансформаторов тока

Допустимые погрешности для трансформаторов тока


Теги: Измерительный трансформатор тока, трансформатор тока

Комментарии:

Оставить комментарий