21 Укажите назначение, конструктивное выполнение измерительных трансформаторов тока, их условное и буквенное обозначение в схемах, нарисуйте схемы подключения к ним измерительных приборов.
Трансформаторы тока ( ТА) служат для измерения тока в установках переменного тока и питания оперативных цепей защиты. Они обеспечивают безопасность измерений в высоковольтных сетях и дают возможность производить измерения на значительных расстояниях от места установки и стандартизировать измерительные приборы по току.
Трансформатор
тока (рис. 4.1) состоит из замкнутого
сердечника 1,
собранного из листовой электротехнической
стали, и двух обмоток — первичной 2,
и вторичной 3,
которые надежно изолированы друг от
друга и от сердечника.
Первичная
и вторичная обмотки имеют соответственно
W1
и W2
витков. Коэффициент трансформации
определяется обратным отношением числа
витков или отношением токов первичной
и вторичной обмоток трансформатора
:
.
Трансформаторы
тока имеют угловую погрешность и
погрешность по току. Погрешность по
току
определяется по формуле:
.
Погрешность по току учитывается для всех приборов и реле.
Угловая погрешность характеризуется углом сдвига между первичным током и током вторичной обмотки, повёрнутым на 180 градусов. Она учитывается для приборов и реле ваттметрового типа. Эти погрешности зависят от магнитного сопротивления магнитопровода, значения первичного тока, нагрузки вторичной обмотки и соотношения её активной и индуктивной составляющих.
Номинальной
нагрузкой трансформатора
тока называют такое значение
,
при котором трансформатор тока может
работать в данном классе точности. Эта
нагрузка в вольт-амперах (ВА) или омах
(Ом)
задаётся в каталогах.
В зависимости от токовой погрешности выпускаются трансформаторы тока с классом точности 0,2 — для лабораторных измерений, 0,5 — для питания расчетных счетчиков, 1, 3, 10 и Р — для питания щитовых приборов и реле.
В основном для всех трансформаторов тока вторичный номинальный ток принят равным 5 А. Приборы, питающиеся от трансформаторов тока, градуируют по первичному току, при этом на шкале показывают коэффициент трансформации.
Трансформаторы тока, применяемые в высоковольтных установках различают по следующим признакам:
— по роду установки — внутренней и наружной (Н);
— по конструктивному исполнению — проходные (П), катушечные (К), встроенные (В) и т.д.;
— по числу витков первичной обмотки — многовитковые, одновитковые (О), шинные (Ш);
— по виду основной изоляций — с фарфоровой (Ф) и литой (Л) из эпоксидных смол;
— по числу сердечников — с одним, двумя или несколькими.
Первичную обмотку трансформатора тока, которая маркируется Л1 и Л2, включают в цепь последовательного, а ко вторичной (И1 и И2) присоединяют последовательно соединенные токовые обмотки приборов и реле. Номинальный режим работы трансформатора тока близок к режиму короткого замыкания. Режим размыкания вторичной обмотки для трансформаторов тока опасен тем, что в этом случае исчезает размагничивающее действие этой обмотки и в магнитопроводе резко возрастает магнитный поток. Это приводит к сильному нагреву магнитопровода и возникновению на зажимах разомкнутой обмотки большой ЭДС, опасной для обслуживающего персонала и изоляции вторичной обмотки. Поэтому при необходимости замены приборов в цепи работающего трансформатора тока необходимо предварительно замкнуть накоротко его вторичную обмотку.
Для повышения безопасности персонала при обслуживании измерительных приборов и реле одну из точек вторичной цепи измерительных трансформаторов заземляют, что обеспечивает безопасность в случае нарушения изоляции между цепями высокого и низкого напряжения и попадания высокого потенциала на вторичную цепь.