5.6 Зміст звіту про роботу

1. Схема стенда з необхідними поясненнями.

2. Зображення схем, що входять у індивідуальне завдання, їх описання, достоїнства, недоліки й область застосування, а також послідовність виконання перемикань.

3. Відповіді на питання.

4. Висновки щодо досягнення поставленої мети.

Робота 6

ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЙ І ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСФОРМАТОРІВ СТРУМУ

6.1 Мета роботи –ознайомлення з конструкціями основних типів трансформаторів струму (ТС), вивчення особливостей режиму роботи та дослідження їхніх основних характеристик.

6.2. Програма роботи

При підготовці до лабораторної роботи необхідно вивчити:

• призначення і принцип дії ТС;

• особливості конструкцій ТС серії ТПЛ, ТПОЛ, ТШЛ, ТЗ, ТФЗМ, ТВТ;

• векторну діаграму і похибки ТС;

• маркування первинної і вторинної обмоток;

• вплив величини вторинного навантаження на струмову похибку;

• зміна струмової похибки з ростом кратності первинного струму.

Література: /1/, 227 – 239; /3/, с. 348 – 355.

6.3 Методичні вказівки

1. Конструкції

На рис. 6.1 представлено ТС типу ТПОЛ – 20 (прохідний, одновитковий, з литою ізоляцією на 20 кВ). Одновиткові ТС виготовляються на первинні струми 600А і більше; при менших струмах МРС первинної обмотки I₁W₁виявляється недостатньою для роботи з необхідним класом точності.

Трансформатор ТПОЛ виконує також роль прохідного ізолятора у розподільному пристрої.

При струмах, менших за 600А, використовують багатовиткові ТС типу ТПЛ, у яких первинна обмотка має кілька витків.

В КРУ використовують також ТС типу ТЛМ – 10, ТПЛК – 10, які конструктивно співпадають з одним із штепсельних разйомів первинних ланцюгів.

На великі номінальні струми застосовують ТС , у яких роль первинної обмотки виконує шина, що проходить крізь осердя трансформатора.

На Рис. 6.3 представлено ТС типу ТШЛ – 20 (шинний, з литою ізоляцією, на 20кВ і на струми 6000 – 18000 А)

Для зовнішньої установки випускають ТС опорного типу у порцеляновому корпусі з бумажно – масляною ізоляцією ТФЗМ (Рис. 6.4).

Конструктивно первинна 8 і вторинна 10 обмотки схожі на 2 кільця ланцюга (літера З у назві типу).

Первинна обмотка має дві секції, які за допомогою перемикача 2 єднаються послідовно чи паралельно, що дає зміну коефіцієнту трансформації у відношенні 1:2.

Трансформатори ТФЗМ мають один магнітопровід з обмоткою класу 0,5 і 2 – 3 магнітопроводів з обмотками для РЗ.

Вбудовані ТС типу ТВТ розміщуються на маслонаповнених вводах ВН силових трансформаторів.

При невеликих первинних струмах клас точності цих ТС 3 чи 10. При струмах 1000А і більше можлива робота у класі 0,5.

2. Принцип дії

ТС призначені для перетворення великих струмів силових мереж перемінного струму у величини, які більш придатні для живлення вимірювальних приладів та реле. Одночасно ТС забезпечують ізоляцію цих апаратів від високої напруги первинних ланцюгів.

Первинна обмотка вмикається послідовно в ланцюги вимірювальних струмів. До виводів вторинної обмотки підключаються струмові обмотки приладів і реле, які з^/єднанні одна з одною також послідовно, що і являється навантаженням ТС. У вторинному колі протікає струм I₂^/.

а) б) г)

Рисунок 6.1 – Схема включення і векторна діаграма трансформатора струму:

а) – схема включення; б) – векторна діаграма; г) – І₂ у функції кратності І₁.

Первинний струм I₁ , проходячи по витках обмотки W₁ створює в магнітопроводі перемінний потік. Під дією цього потоку в замкнутому ланцюзі вторинної обмотки виникає струм І₂ , що створює у свою чергу протидіючий магнітний потік. У результаті дії потоку, що розмагнічує, в осередді встановлюється магнітний потік:

Результуючий потік забезпечує передачу електромагнітної енергії з первинної обмотки у вторинну, і тому називається робочим потоком.

Таким чином, магнітний потік, створюваний первинним струмомI₁ , завжди більше магнітного потоку , створюваного вторинним струмом I_2.

Як відомо, величина магнітного потоку залежить від струму та від числа витків обмотки, по якій він проходить. На підставі цього можна записати:

,

–струм намагнічування, який являється частиною первинного струму I₁ та створює в осерді робочий магнітний потік.

Вираз можна перетворити:

- ,

де - це приведений вторинний струм, а відношення

Кт

називають номінальним коефіцієнтом трансформації .

Наявність струму намагнічування обумовлює похибку ТС.

Відрізняють струмову, повну та кутову похибки.

Струмова похибка у відсотках визначається виразом

= (%)

Повна похибкавизначаєтьсяяк відношення

.

Кутова похибка – це кут між векторами.

Увага! Не допускати включення схеми в мережу при розімкнутих вторинних обмотках трансформаторів струму!

Це попередження зв’язано з тим, що первинний струм ТС визначається струмом силової мережі і не залежить від параметрів вторинних ланцюгів.

Опори струмових обмоток приборів та реле мали і тому ТС нормально працює у режимі, близькому до короткого замикання вторинної обмотки. При цьому, вторинна магніторушійна сила, що протидіє первинній силі, зменшує загальну магніторушійну силу до відносно малої величини

У разі розмикання вторинної обмотки протидіюча сила зникає, а загальна магніторушійна сила зростає до(більше ніж у 10 разів), зростає потік, що провокує зростання втрат в осередді та його надмірний перегрів. Одночасно надмірно зростає Е₂, що безпечно для ізоляції та персоналу.