Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

намическими, ферродішамическпмп и индукционными измерительными механиз­ мами нерационально из-за сравнительно большого потребления мощности этими

того, при включении шунтов с измерительными механизмами на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, так как с из­ менением частоты сопротивления шунта и измерительного механизма будут из­ меняться неодинаково.

Добавочные сопротивления. Для расширения пределов измерения вольтметров различных систем и для расширения пределов измере­ ния в параллельных цепях ваттметров, и других приборов приме­ няются добавочные сопротивления. Добавочные сопротивления вклю­ чаются последовательно с измерительным механизмом. Если напря­ жение постоянного тока, необходимое для полного отклонения под­ вижной части измерительного механизма равно Uu, а измерительный механизм должен быть включен на напряжение U = mUa, то вели­ чина добавочного сопротивления

г д = г и (m —1),

где га — сопротивление измерительного механизма.

Добавочные сопротивления делаются из манганиновой проволоки. Основанием, на которое наматывается проволока, служат различные изоляционные материалы (пластмасса и др.). Добавочные сопротив­ ления бывают щитовые и переносные, калиброванные и ограниченно взаимозаменяемые, т. е. такие, которые предназначены для приборов определенного типа, имеющих одинаковые электрические параметры. Добавочные сопротивления применяются для напряжений до 30 кВ постоянного и переменного тока частот от 10 Гц до 20 кГц. ГОСТ 8623—69 нормирует основные характеристики добавочных сопротив­ лений. Классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. Номиналь­ ные значения токов, на которые рассчитываются добавочные сопро­ тивления, лежат в пределах от 0,01 до 7,5 мА. Постоянная времени лежит в пределах от 7 - Ю - 7 до 7-10~в с в зависимости от класса точ­ ности.

14. Измерительные трансформаторы переменного тока

Общие сведения. Измерительные трансформаторы, разделяемые на трансформаторы тока и напряжения, используются как преобразо­ ватели больших переменных токов и напряжений в относительно ма­ лые токи и напряя^ения, допустимые для измерений приборами с не­ большими стандартными номинальными значениями (например, 5А, 100 В). Применением измерительных трансформаторов в цепях высо­ кого напряжения достигается безопасность для персонала, обслужи­ вающего приборы, так как приборы включаются в заземляемую цепь низкого напряжения. Упрощаются и конструкции приборов, так как они применяются в цепях низкого напряжения. При приме­ нении измерительных трансформаторов отсутствует гальваническая связь между первичной цепью и приборами.

90

Измерительные трансформаторы состоят из двух изолированных друг от друга обмоток: первичной с числом витков Wy и вторичной —

няется из провода различного сечения, в зависимости от номиналь­

шины (или стержня), проходящей через окно сердечника. Вторичная обмотка во всех стандартных трансформаторах тока имеет небольшое

одинаковое сечение проводника. В соответствии с ГОСТ 7746—68

трансформаторы тока и напряжения отличаются друг от друга. У трансформаторов тока первичная обмотка включается в измеряемую цепь последовательно. Ко вторичной обмотке присоединяются при­ боры. Первичная обмотка трансформатора напряжения включается в измеряемую цепь параллельно.

По показаниям приборов, включенных вовторичные обмотки, можно определить значения измеряемых величин. Для этого необ­ ходимо их показания умножить на коэффициенты /с/ и кц.

* Д л я трансформаторов тока на номинальный первичный ток до 3000 А.

91

1х=,кіІ2 и U1 = kuU2.

Как будет доказано ниже, вторичные величины изменяются не

вторичной цепи, частоты тока, а также от конструктивных данных трансформатора и качества материала сердечника.

Обычно показание прибора умножается не на действительные, а на номинальные коэффициенты трансформации. Последние всегда указываются на щитке трансформатора в виде дроби, числитель ко­ торой есть номинальное значение первичной, а знаменатель — вто­ ричной величины. Номинальный коэффициент трансформации для данного трансформатора является постоянной величиной.

Для трансформаторов тока номинальный коэффициент трансфор­ мации будем обозначать кіа; для трансформатора напряжения —

кцн-

Определение измеряемых величин по номинальным коэффициентам трансформации приводит к погрешностям. Относительная погреш­ ность вследствие неравенства действительного и номинального коэф­

Погрешность // называется токовой погрешностью, a fu — по­ грешностью напряжения. Кроме этих погрешностей, у измерительных трансформаторов имеется еще так называемая угловая погрешность. Она получается из-за неточности передачи фазы вторичной величины по сравнению с первичной. Угловая погрешность измерительных

92

трансформаторов оказывает влияние на показания только таких приборов, отклонение подвижной части которых зависит от фазы между токами в цепях этих приборов. К ним относятся ваттметры, счетчики энергии, фазометры.

Как известно из теории трансформаторов, в идеальном случае

Измерительный трансформатор тока. Трансформатор тока работает в режиме, близком к короткому за­ мыканию, так как в его вторичную обмотку включаются приборы с малым сопротивлением. Полное суммарное сопротивление Z — г -\- jx приборов

иподводящих проводов является

нагрузкой трансформатора тока.

На рис. 46 приведена векторная диаграмма трансформатора тока, по­

строение которой начато с вектора І2и\ — намагничивающей силы (н. с.) вторичной обмотки.лВектор напряжения U2 получен как сумма векто­

ственно создающей поток Ф 0 и совпадающей с ним по фазе и актив­ ной составляющей — Iawn опережающей Ф 0 на 90°, определяемой потерями на гистерезис и вихревые токи в сердечнике.

93