
- •Тема 2. Измерительные системы аналоговых электромеханических приборов
- •2.1 Принцип действия и устройство приборов магнитоэлектрической системы
- •2.2 Приборы электромагнитной системы
- •2.3 Приборы электро- и ферродинамической систем
- •2.4 Приборы индукционной системы
- •Однофазные индукционные счётчики
- •Т рёхфазные индукционные счётчики
- •Тема 3. Измерительные трансформаторы
- •3.1 Общие сведения, назначения, принцип действия, устройство
- •3.2 Измерительные трансформаторы тока
- •3.3 Трансформаторы напряжения
- •3.4 Измерительные трансформаторы постоянного тока
- •Тема 4. Измерительные мосты
- •4.1 Одинарные и двойные мосты постоянного тока
- •4.2 Мосты переменного тока
- •4.3 Компенсаторы постоянного тока
- •4.4 Компенсаторы переменного тока
- •Тема 5. Измерение токов и напряжений
- •5.1 Методы измерения постоянных токов и напряжений
- •5.2 Методы измерений токов и напряжений промышленной частоты
- •Тема 6. Измерение мощности и энергии
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Измерение мощности в цепях постоянного тока
- •6.3 Измерение активной мощности в цепях переменного тока
- •6.4 Измерение реактивной мощности
- •6.5 Измерение энергии в цепях переменного тока
- •Тема 7. Измерение сопротивлений, ёмкостей, индуктивностей
- •7.1 Методы и средства измерений сопротивлений
- •7.2 Измерение ёмкости и индуктивности
- •Измерение взаимной индуктивности
- •Тема 8. Измерение частоты и угла сдвига фаз электромеханическими приборами
- •8.1 . Измерение частоты
- •8.2 Измерение угла сдвига фаз
- •Литература
- •Содержание
- •Тема 1. Общие вопросы конструкции и эксплуатации электромеханических (аналоговых) приборов
- •Тема 2. Измерительные системы аналоговых электромеханических приборов
3.2 Измерительные трансформаторы тока
ТТ работает в режиме, близком к короткому замыканию, т.к. в его вторичную обмотку включают приборы с очень маленьким сопротивлением. Полное суммарное сопротивление приборов и подводящих проводов является нагрузкой трансформатора тока.
Исследования работы ТТ показали, что:
токовую погрешность для одного значения I2 можно свести к нулю подбором числа витков вторичной обмотки, но для других значений этого не будет;
погрешности ТТ увеличиваются по мере возрастания МДС I0w1, где ток зависит от качества материала сердечника, его размеров, числа витков, характера и значения нагрузки;
увеличение сопротивления вторичной обмотки и возрастание нагрузки приводит к повышению ЭДС вторичной стороны, а значит к увеличению основного потока Ф0 и МДС I0w1, поэтому для каждого ТТ указывается его номинальная вторичная нагрузка в омах или номинальная мощность в В∙А.
Номинальной нагрузкой ТТ называется наибольшее сопротивление, на которое можно замыкать его вторичную сторону, не вызывая увеличения погрешностей выше допустимых для соответствующего класса точности.
Номинальная нагрузка и номинальная мощность связаны между собой соотношением
Sном = I22ном Z ном
Для уменьшения погрешностей в ТТ могут быть применены специальные устройства. Такие ТТ называются компенсированными.
Вторичная сторона ТТ работает в состоянии изоляции от измеряемой линии, поэтому представляет собой опасность для оборудования и оператора при обрыве цепи. Вторичная сторона ТТ обязательно должна быть заземлена!
ТТ бывают:
переносные – для использования в лабораториях;
стационарные – для установки на открытых площадках подстанций;
многопредельные и однопредельные.
Классы точности: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 10,0.
3.3 Трансформаторы напряжения
ТН работают в режиме близком к Х.Х. Причина – очень большое сопротивление приборов, включаемых в измерительную цепь ТН.
Во вторичную цепь ТН можно включать столько измерительных приборов, сколько может выдержать указанная на щитке мощность ТН.
Стационарные ТН имеют классы точности 0, 2; 0, 5; 1,0 и 3,0;
лабораторные – 0,05; 0,1 и 0,2.
Стационарные ТН выполняются на напряжения 150, 100 и 100√3 В. Номинальные мощности составляют 5-1200 В∙А.
Лабораторные ТН выполняются обычно как многопредельные и переносные.
ТН бывают однофазные и трёхфазные, сухие (до 3 кВ) и масляные (до 3 кВ и более).
3.4 Измерительные трансформаторы постоянного тока
Измерительные трансформаторы, как и все другие трансформаторы, являются устройствами переменного тока. Однако измерение постоянных токов большой величины невозможно без его преобразования. Для этого используются специально выполненные ТТ.
Устройство: два кольцевых магнитопровода выполненных из материалов с высокой магнитной проницаемостью (пермаллой). Первичные обмотки намотаны в одну сторону и соединены последовательно. Они подключаются к источнику измеряемого тока. Обмотки могут иметь 1 виток, т.е. шину, проходящую через отверстия магнитопровода.
Вторичные обмотки, намотанные на магнитопроводах в противоположных направлениях, подключают последовательно через амперметр переменного тока к вспомогательному источнику переменного тока.
Рис. 3.2 Принципиальная схема измерительного трансформатора постоянного тока
Измеряемый ток наводит в магнитопроводах одинаковые и однонаправленные потоки. Если во вторичной обмотке протекает ток, который создаёт поток, совпадающий с потоком первичной обмотки, тогда во втором магнитопроводе поток будет встречным.
При изменении напряжения в первом полупериоде в первом магнитопроводе, несмотря на совпадение потоков, изменений МДС не происходит, т.к. магнитопровод работает в точке насыщения А. Во втором магнитопроводе потоки встречные и результирующий поток выводит магнитопровод из точки насыщения в точку близкую к насыщению В. Сразу возникает МДС, препятствующая уменьшению потока, и ток в цепи увеличивается. В течение следующего полупериода напряжения вспомогательного источника всё происходит в обратном порядке. В результате, при кривой намагничивания близкой к прямоугольной, зависимость тока во времени будет также прямоугольной со средним значением равным максимуму. Это значение тока измеряют амперметром выпрямительной системы.
Рис. 3.3 Кривая намагничивания магнитопроводов трансформатора постоянного тока и характер кривой изменения тока во вторичных обмотках трансформатора постоянного тока
Измерительные трансформаторы постоянного тока применяются для измерения очень больших токов, обычно свыше 6 кА.
Достоинство – безопасность применения в цепях с высоким напряжением, т.к. вторичные обмотки изолированы от первичных.
Выпускаются трансформаторы типа И-58М на первичные токи от 15 до 70 кА при классе точности 0,5.