22.4. Режимы работы трансформаторов тока.
Нормальным режимом
работы измерительного трансформатора
тока является режим короткого замыкания
его вторичной цепи (например, для
трансформатора тока с номинальной
мощностью вторичной нагрузки
=5
ВА и номинальным вторичным током
=5А,
максимальная внешняя нагрузка во
вторичной цепи не должна превышать
номинальную:
= 5/52 = 0,2 Ом). Максимальная нагрузка
вторичной цепи
равна сумме сопротивлений проводов
(в режиме КЗ нельзя пренебрегать
сопротивлением проводов) и сопротивления
последовательных цепей подключаемых
к трансформатору тока измерительных
приборов:
.
В этом режиме по вторичной цепи
трансформатора тока проходит индуцированный
ток
,
который своей магнитодвижущей силой
создает в магнитопроводе вторичный
поток магнитной индукции
,
направленный по закону электромагнитной
индукции встречно потоку магнитной
индукции
,
генерируемого магнитодвижущей силой
тока первичной цепи
.
В результате в сердечнике в стационарном
режиме устанавливается сравнительно
слабый суммарный номинальный поток
магнитной индукции
(он составляет 2-3% от
),
который индуцирует во вторичной обмотке
небольшую ЭДС (не более 1 В), поддерживающую
ток во вторичной цепи в диапазоне
(0-100)% от номинального тока
пропорциональный значению тока первичной
цепи
=
(1-100)%
.
Ток первичной цепи не зависит от нагрузки
вторичной цепи и может изменяться от
нуля до номинального, а в случае короткого
замыкания в первичной цепи (
)
превосходить номинальный в десятки
раз. В этом случае безопасность вторичных
цепей и их нагрузок обеспечивается за
счет вхождения сердечника трансформатора
тока в насыщение - при этом допустимая
перегрузка определяется коэффициентом
безопасности трансформатора тока,
равным обычно 3..5.
Если вторичную
цепь трансформатора тока разомкнуть
(аварийный режим), то исчезновение
вторичного тока
и созданного им магнитного потока
приведет к значительному возрастанию
магнитного потока
от МДС тока первичной цепи и, соответственно,
увеличению ЭДС во вторичной обмотке
(до нескольких киловольт), что может
вызвать пробой изоляции и опасность
поражения током для обслуживающего
персонала. Кроме того, при большом
магнитном потоке, существенно отличающемся
от номинального, резко увеличиваются
потери в сердечнике, трансформатор
начинает вибрировать (гудеть) и
нагреваться, что является, в частности,
одной из причин раннего старения его
магнитопровода. Поэтому при эксплуатации
нельзя допускать разрыва вторичной
цепи трансформатора тока при наличии
нагрузки у абонента, а при необходимости
замены счетчика, подключенного к
трансформатору, вторичную обмотку
трансформатора предварительно необходимо
закоротить (современные трансформаторы
тока содержат для этого во вторичной
цепи спаренные клеммы).
Из теории работы трансформатора тока следует, что его погрешности (токовая погрешность, или погрешность действительного коэффициента трансформации, и угловая погрешность - разность фаз между токами первичной и вторичной цепи) определяются двумя факторами: ограниченной магнитной проницаемостью магнитопровода и конечным, ненулевым значением величины вторичной нагрузки. Если бы магнитная проницаемость сердечника была бы бесконечной (что означало бы, что его магнитное сопротивление равно нулю), или вторичная нагрузка нулевой (режим полного короткого замыкания), то погрешности были бы нулевые. На практике не выполняются оба условия.
[http://yudzhen.ru/izmeritelnye-transformatory-primenenie]