8.4. Измерительный трансформатор тока

Измерительный трансформатор тока предназначен для расширения пределов измерения амперметров, ваттметров и других измерительных приборов, а также для включения в высоковольтных сетях устройств защиты и автоматики. Трансформатор состоит из магнитопровода, первичной и вторичной обмоток. Число витков первичной обмотки намного меньше, чем число витков вторичной обмотки. Первичная обмотка выполняется на токи от 5 А до 15 кА, а вторичная обмотка – на ток 5 А, то есть во вторичной обмотке всегда протекает ток силой 5 А. Первичная обмотка трансформатора включается последовательно в цепь, по которой протекает измеряемый ток, а вторичная обмотка замыкается через измерительные приборы Следовательно, трансформатор работает фактически в режиме короткого замыкания, так как токовые обмотки измерительных приборов имеют незначительные сопротивления.

Коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока равен:

, (8.10)

где I_1н – номинальный ток первичной обмотки, А;

I_2н – номинальный ток вторичной обмотки, А.

Показания измерительных приборов, включённых во вторичную цепь трансформатора, необходимо умножать на коэффициент трансформации.

Магнитопровод трансформатора рассчитан на незначительный магнитный поток, поэтому большое увеличение потока приведёт к перегреву магнитопровода и выходу его из строя. При холостом ходе трансформатора (то есть при размыкании вторичной обмотки) магнитопровод будет недопустимо перегреваться. Кроме того, увеличенный (по сравнению с номинальным) магнитный поток будет индуктировать во вторичной обмотке трансформатора э.д.с., равную 500 В – 1000 В. Следовательно, режим холостого хода является для измерительного трансформатора тока аварийным. Поэтому вторичная обмотка должна быть замкнута накоротко при протекании электрического тока в первичной обмотке. Для защиты персонала корпус и вторичная обмотка трансформатора заземляются.

П ринципиальная электрическая схема включения амперметра в высоковольтную сеть с помощью измерительного трансформатора тока показана на рис.8.5. Обозначение на принципиальной электрической схеме: зажимы первичной обмотки Л₁ – Л₂, зажимы вторичной обмотки: И₁ – И₂.

Пример 8.4

Счётчик учитывает потребление электроэнергии цехом переработки молока, он включён через измерительные трансформаторы напряжения и тока. Коэффициент трансформации трансформатора напряжения равен 20, а трансформатора тока равен 5. Показания счётчика за месяц составили 500 кВтч.

Определить количество электроэнергии, которую потребил цех за месяц.

Решение.

1. Определяем количество электроэнергии, которую потребил цех за месяц:

W = Wk_т.нk_т.т = 500205 = 50000 кВтч.

Вопросы для самоконтроля

1. Для чего предназначен измерительный трансформатор тока?

2. В каком режиме работает измерительный трансформатор тока?

3. Как определить коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока?

4. Составьте и опишите принципиальную электрическую схему включения амперметра в высоковольтную сеть с помощью измерительного трансформатора тока.

5. Как учитываются коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока при измерениях?