Файл: Быков М.А. Электрические измерения электрических величин [учеб. пособие].pdf

Во вторичную обмотку TT включаются катушки приборов,

обладающие малым сопротивлением, поэтому сопротивление нагрузки вторичной цепи TT мало .и TT работает в режиме,

близком режиму короткого замыкания.

Во вторичную обмотку ТН включаются приборы, сопротив­

ление которых велико, поэтому ТН работает в режиме, близ­ ком холостому ходу.

Принцип действия TT и ТН аналогичен принципу действия

обычного силового трансформатора: под действием намагничивающей силы первичной обмотки в сердечнике создается маг­ нитный поток, который, пронизывая витки вторичной обмотки до2, наводит в них э. д. с. Так как обмотка % замкнута на со­ противление измерительных приборов, то во вторичной цепи появляется ток, пропорциональный (в первом приближении) измеряемой первичной величине.

Действительный коэффициент трансформации трансформа­

торов, т. е. от первичных величин и от вторичной нагрузки, от частоты тока первичной сети /, от конструкции и материала сердечника и т. л. Поэтому в практике показания приборов (/2 и £/р) умножают не на действительный коэффициент транс­ формации, являющийся переменным, а на номинальный.

Номинальный коэффициент трансформации — это отноше­

ние номинального значения первичной величины к номинала ному значению вторичной. Величина эта указывается на щитке трансформатора.

Для TT

ЪЛ ном

и для ТН

&2 ном

Следовательно, первичная измеряемая величина может быть определена приблизительно по формулам:

для TT

Использование номинальных коэффициентов трансформа­ ции дает возможность градуировать приборы, включаемые во вторичные обмотки трансформаторов, в значениях первичной величины. Например, амперметр на 5 а, включаемый через TT 200/5 а, может быть проградуирован на 200 а.

При определении измеряемой величины по вторичной пу­ тем использования номинального, а не действительного коэф­ фициента трансформации, вводится определенная погреш­ ность.

Относительная погрешность, происходящая из-за неравен­ ства действительного и номинального коэффициентов транс­ формации, определяется разностью первичной величины, най­ денной через номинальный коэффициент трансформации, и действительной первичной величины, отнесенной к последней величине. Относительная погрешость для TT называется по­

грешностью тока и определяется в процентах формулой

Для TT и ТН имеет место еще угловая погрешность, кото­ рая представляет угол между вектором первичной величины и

вектором вторичной величины, повернутым на угол я. Угло­ вая погрешность оказывает влияние на показания ваттметров, счетчиков и подобных приборов, показания которых зависят от угла сдвига фаз между током и напряжением. Объясняется это тем, что утоп сдвига фаз между током и напряжением в самом приборе может отличаться от угла сдвига фаз между первичными током и напряжением.

Так как от относительной и угловой погрешностей измери­ тельных трансформаторов заівисит точность показания прибо-

180

ров, то к этим трансформаторам предъявляются в этом отно­ шении определенные требования. По степени точности стацио­ нарные технические измерительные трансформаторы подраз­ деляются в соответствии с ГОСТ 7746—65 и 1983—43 на классы:

Лабораторные переносные TT и ТН подразделяются в соот­

ветствии с ГОСТ 9032—69 на классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5.

§ 2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА

Схема включения TT со вторичной нагрузкой в сеть пока­

зана «а рис. Ѵ-2. Для того, чтобы можно было проследить взаимную связь между первичными и вторичными величина­ ми, построим векторную диаграмму измерительного TT (рис.

Ѵ-3). Начинаем строить івекторную диаграмму с вектора вто­ ричной намагничивающей силы I2w2, который откладываем по

оси действительных положительных чисел. Вектор вторичного тока І2 совпадает с этим вектором. Ток /2 , проходя по вторич­

Рис . Ѵ-2

При прохождении тока І2 по вторичной обмотке w2 TT з

ней создается падение напряжения на активном сопротивле­ нии обмотки R2 и на индуктивном сопротивлении Х2, вызы-

181

ваемам магнитным потоком рассеяния вторичной обмотки. Складывая геометрически векторы падений напряжения в на­ грузке и во вторичной обмотке, получаем вектор э. д. с. Е2, ко­

торая наводится >в этой обмотке и компенсирует все падения напряжения, т. е.

Рис. Ѵ-3

Э.д. с. вторичной обмотки Е2 индуктируется магнитным потоком Ф, вектор (которого опережает вектор Ь2 на угол -^- •

Связь амплитуды магнитного потока с э. д. с. Е2 определяется

известной формулой

Магнитный поток Ф определяется совместным действием первичной и вторичной намагничивающих сил, т. е. геомет­ рической суммой их или намагничивающей силой холостого хода IqW\. Величина намагничивающей силы холостого хода

182

при .нормальной работе TT составляет 1—3% от величины

первичной намагничивающей аилы. Значение ее может быть найдено по кривой намагничивания стали сердечника ТТ.

Ток холостого хода /о может быть разложен на две состав­ ляющие: реактивную или намагничивающий ток /„ и актив­ ную /а

/ 0 = Л + Л.

Вектор намагничивающего тока / н совпадает с вектором маг­ нитного потока Ф, создаваемого этим током. Величина / н мо­ жет быть найдена по экспериментальной кривой намагничива­ ния для стали сердечника TT и его 'геометрическим размерам.

Величина тока /а определяется активными потерями в сер­ дечнике на гистерезис и вихревые томи

Мощность Я г . в определяется что каталогу для данного сор­ та стали сердечника ТТ. Вектор Д опережает вектор / н на

угол ~ .

Вектор намагничивающей силы холостого хода может быть построен через ее составляющие

Намагничивающая сила холостого хода определяется гео­ метрической суммой намагничивающих сил первичной и вто­ ричной (размагничивающей), т. е.

Следовательно, первичная намагничивающая сила опреде­ ляется геометрической суммой вектора намагничивающей си­

183