Измерительные трансформаторы

Категория:
Термическая обработка


Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы применяются в цепях переменного тока для расширения пределов измерения приборов.

Кроме того, применение измерительных трансформаторов в установках высокого напряжения делает обслуживание приборов безопасным, так как трансформаторы позволяют отделить приборы от цепей высокого напряжения, в которых производятся измерения.

С помощью трансформаторов большие значения электрических величин можно измерять приборами, имеющими небольшие пределы измерения и сравнительно невысокую прочность изоляции.

Измерительные трансформаторы делятся на трансформаторы напряжения и тока.

Стандартные трансформаторы тока промышленной частоты и звуковых частот 1000, 2500 и 8000 гц рассчитаны на включение приборов с номинальным значением тока 5 а. Трансформаторы напряжения рассчитаны на приборы с номинальным напряжением 100 в. Возможно изготовление измерительных трансформаторов и на частоты радиодиапазона.

Идея устройства измерительных трансформаторов та же, что и силовых. Трансформатор состоит из двух изолированных друг от друга обмоток — первичной и вторичной с числом витков соответственно Wi и w2, намотанных на общий замкнутый сердечник из листовой электротехнической стали.

Под влиянием тока, протекающего по первичной обмотке, в сердечнике создается переменный магнитный поток, который, пронизывая обмотки, индуктирует в них соответствующие э. д. с. Поскольку вторичная обмотка замкнута на сопротивление измерительного прибора, то в цепи последнего будет протекать ток, пропорциональный измеряемой величине.

По схеме включения в измеряемую цепь, по конструкции и условиям работы трансформаторы тока и трансформаторы напряжения существенно отличаются друг от друга.

Первичная обмотка трансформатора тока состоит из нескольких витков толстой проволоки, кабеля или шины. Некоторые конструкции не имеют первичной обмотки. Ее роль выполняет пропускаемый через окно трансформатора провод (шина, кабель), ток в котором подлежит измерению. Вторичная обмотка, имеющая сравнительно большое число витков проволоки, намотанной на тороидальный сердечник, замкнута на амперметр с малым сопротивлением.

Если при неизменном токе увеличивать сопротивление вторичной цепи, то как ток, так и вторичные ампервитки будут уменьшаться, а намагничивающие ампервитки и магнитный поток будут увеличиваться. При размыкании вторичной цепи вторичные ампер-витки равны нулю, а намагничивающие ампервитки будут равны первичным ампервиткам. В этом случае магнитный поток в сердечнике будет значительно больше нормального потока, на который рассчитан данный трансформатор. Потери в стали могут возрасти до весьма больших значений, могущих вызвать чрезмерный нагрев сердечника. С другой стороны, большой магнитный поток будет индуктировать во вторичной обмотке значительную э. д. е., могущую достигнуть опасных для жизни значений и вызвать пробой изоляции. Поэтому вторичная обмотка трансформатора тока всегда должна быть замкнута либо на малое сопротивление прибора, либо накоротко.

Измерительные трансформаторы напряжения по внешнему виду и внутреннему устройству мало отличаются от силовых трансформаторов небольшой мощности.

Первичная обмотка трансформатора напряжения наматывается тонким проводом и состоит из большого числа витков. Вторичная обмотка с меньшим числом витков замкнута на вольтметр, обладающий’ большим сопротивлением. Поэтому нормальным режимом работы трансформатора напряжения является режим холостого хода.

В отличие от трансформаторов тока, в трансформаторах напряжения ток первичной обмотки зависит от сопротивления вторичной цепи, поэтому замыкание вторичной обмотки трансформатора напряжения на малое сопротивление или накоротко ведет к чрезмерному увеличению тока в обеих обмотках и разрушению их. Для защиты трансформаторов напряжения от коротких замыканий присоединение их к сети должно осуществляться через плавкие предохранители.

Основными характеристиками измерительных трансформаторов являются номинальные значения первичных и вторичных величин, номинальная мощность, класс точности и номинальная частота.

Отношение номинального значения первичной величины к номинальному значению вторичной величины называется номинальным коэффициентом трансформации. Это отношение указывается заводом на щитке трансформатора в виде дроби, например, для трансформатора тока 500/5 а; для трансформатора напряжения

Действительный коэффициент трансформации лишь приблизительно равен номинальному. Он меняется в некоторых пределах с изменением режима работы трансформатора. Относительная разность номинального и действительного коэффициентов трансформации называется погрешностью в коэффициенте трансформации (чп).

Кроме погрешности в коэффициенте трансформации, измерительным трансформаторам свойственна угловая погрешность, влияющая на показания приборов, учитывающих не только величины, но и соотношение фаз тока и напряжения (ваттметры, фазометры).

Угловой погрешностью трансформатора называется угол между вектором первичной величины и повернутым на 180° вектором вторичной величины, Например, в трансформаторе тока угловая погрешность определяется углом между вектором тока U и повернутым на 180° вектором тока h- Угловая погрешность может быть положительной и отрицательной; погрешность считается положительной, если повернутый на 180° вектор вторичной величины опережает вектор первичной величины.

Измерительные трансформаторы, подобно измерительным приборам, делятся по допустимым величинам погрешностей на несколько классов. Трансформаторы тока по ГОСТ Эл. 4-40 разделяются на классы 0,2, 0,5, 1, 3 и 10, а трансформаторы напряжения по ГОСТ 1983-43 на классы 0,2, 0,5, 1 и 3.

Во вторичные цепи измерительных трансформаторов можно включать несколько приборов. Так, во вторичную цепь трансформатора тока могут быть включены последовательно амперметр, последовательная цепь ваттметра и последовательная цепь фазометра. К трансформатору напряжения параллельно вольтметру подключаются параллельные цепи ваттметра и фазометра.

Кроме того, во вторичные обмотки трансформаторов тока и напряжения могут включаться соответствующие обмотки реле.

Суммарная мощность потребления приборов не должна превышать номинальной мощности измерительного трансформатора.

Номинальная мощность или номинальное сопротивление нагрузки указывается на щитке трансформатора заводом-изготовителем. Это — кажущаяся мощность, которую можно получить от трансформатора без потери точности, соответствующей его классу.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум