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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 169

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

намагничивающая сила первичная hwi

не равна

намагничи­

вающей силе вторичной IyW2.

Отсюда понятно появление отно­

сительной погрешности f,

и угловой

Ъ,, зависящих, таким об­

разом, от величины и фазы нагрузки.

 

 

 

 

 

Если

вторичная нагрузка

TT

носит

активно-индуктивный

характер

(<р>0

и ф|г>0),

то

 

 

> I

 

ii)2

 

 

 

 

 

 

или |А I

h

 

 

и

I А

! > I V I >

так

как

-

=

k,,

 

 

 

Следовательно, при такой нагрузке относительная погреш­

ность / ;

(см. формулу (Ѵ-1)

оказывается

всегда

отрицатель­

ной. Поэтому в действительности

вторичный

ток

будет не­

сколько меньше,

чем при

вычислении

его

по

номинальному

коэффициенту трансформации.

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы уменьшить погрешность

/ ;

и вделать ее положитель­

ной, уменьшают

приблизительно

на

11%' число витков вторич­

ной обмотки w2.

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wo =sO,99-£H

W,

и погрешность тока становится меньшей величины и положи­ тельного знака.

На рис. Ѵ-4 приведены кривые погрешностей / 7 и 37 TT з

зависимости от величины тока / 2 при cos<p2 = 0,6.

+<fz

гр so

j Р. ЯЛ

1,0 pu

Ч<

0,6

О

0.5 -20

(5

2.0

M -<fz

Рис . V-4

184


Измерительный TT работает с неизменным первичным то­ ком Ii, так как величина этого тока определяется внешней

нагрузкой первичной цепи и не зависит от сопротивлений, под­ ключаемых ко вторичной обмотке приборов. Следовательно, и первичная намагничивающая сила /іШі =iconst.

По векторной диаграмме можно проследить, к чему приве­

дет изменение сопротивления нагрузки

ТТ. При

увеличении

этого сопротивления (R2 » и Х), т. е.

увеличении

числа по­

следовательно включенных цепей тока измерительных прибо­ ров, увеличиваются напряжение U2 и э. д. с. Et. Это возможно

при возросшем магнитном потоке Ф и токе /о- Следовательно,

при

неизменном токе І\ hw\)

вторичный

ток / 2 (и /2 Х'2 )

должен уменьшиться. Запишем это в следующем виде:

Z 2

нагр Ув - > U2 у в - > Ег у в - > Ф у 8 - >

/ 0 (luït\) у в - >

I2 (f2W2) уМ.

Следовательно, TT работает с неизменным первичым током и изменяющимися вторичным током 1%, магнитным потоком Ф и вторичной э. д. с. Е2.

При размыкании вторичной обмотки TT, т. е. при 2 2 H a r p = c », ток / 2 = 0 и l2w2 = 0. Следовательно, намагничиваю­

щая сила холостого хода становится равной первичной намаг­ ничивающей силе, т. е. возрастает в десятки раз. Это вызывает значительное увеличение магнитного потока Ф. Увеличение же Ф приводит, во-первых, к резкому возрастанию £ 2 и U2 до

нескольких сот или тысяч вольт на разомкнутых зажимах вто­ ричной обмотки, что становится опасным для обслуживающе­ го персонала и для изоляции обмоток TT; во-вторых, к значи­

тельному увеличению активных потерь в сердечнике, что ведет к сильному нагреву листов стали сердечника.огоранию слоев изоляции между листами стали и к повреждению обмоток ТТ.

Все это приводит к аварии.

Следовательно, ни в коем случае нельзя при работе раз­ мыкать вторичную обмотку ТТ.

Если же необходимо сделать какие-либо переключения во вторичной цепи без отключения TT от внешней сети, то нужно

сначала закоротить накоротко зажимы вторичной обмотки и затем только делать требуемые переключения.

При включении измерительных приборов в сеть через I I

необходимо следить за правильностью этого соединения. Ток в приборе, включенном через измерительный TT, должен иметь

такое же направление, какое он имел бы при непосредствен­ ном включении его в сеть. Неправильный выбор зажимов при­ водит к повороту тока на угол я, следствием чего является не­ правильное показание приборов (ваттметра, счетчика, фазо­ метра). Для устранения возможной ошибки зажимы TT мар­ кируются: зажимы первичной обмотки — Лі и Л2 (от слова


«линия»), а зажимы вторичной обмотки — И\ и Я 2 (от слои «измерительные приборы»). На рис. Ѵ-5 показана схема вклю­ чения TT с измерительными приборами в сеть, а на рис. Ѵ-6 да­ но условное обозначение TT, применяемое в схемах электриче­

ских соединений. Здесь первичная обмотка отдельно не пока­ зывается, ибо подразумевается, что она включена в разрыв первичной цепи.

Рис . Ѵ-5

Рис.Ѵ-6

При симметричной нагрузке трехфазной цепи токи во всех фазах одинаковы, поэтому достаточно измерять ток только в одной фазе (рис. Ѵ-6). В четырехпроводной цепи при несим­

метричной нагрузке фаз токи во всех фазах различны, поэто­ му необходимо включить три TT « измерять ток в каждой фазе (рис. Ѵ-7).

Рис. Ѵ-7

Для измерения тока в трех-проводной цепи, где для любого момента времени справедливо равенство

/4 + 4 + 4 = 0 ,

186

достаточно включить трансформаторы тока в две любые фазы, так как ток третьей фазы будет получен через сумму токов двух других фаз. Например,

ІВ = —0А + 1с)-

На рис. Ѵ-8 два TT включены в фазы Л и С. Первый и тре­

тий амперметры

покажут значения, пропорциональные

токам

ІА и ІС, средний

амперметр, по которому идет ток,

равный

геометрической сумме двух первых токов, покажет значение, пропорциональное ІВ.

'' Рис. Ѵ-8

Трансформаторы тока по способу эксплуатации делятся на две группы: переносные и стационарные.

Переносные имеют обычно несколько пределов измерения первичного тока и вторичный ток 5 а. Первичные обмотки этих TT выполняются или с секциями (которые могут включаться последовательно, параллельно или смешанно), или с отво­ дами.

Для быстрого измерения тока в цепи, если эту первичную цепь нельзя размыкать, используются TT в виде клещей, на­ пример типа Ц-30. Сердечник такого трансформатора делает­ ся из двух половин и вместе с укрепленными на них рукоятка­ ми имеет вид клещей, которыми охватывается провод или ши­ на с измеряемым первичным током. Таким образом, первич­ ная обмотка имеет всего один виток. Вторичная обмотка намо­ тана на сердечник и замкнута на амперметр, который укреп­

лен на этом ж е сердечнике ТТ. Класс точности подобного

TT—

2,5. Им

можно измерять первичный ток в пределах 15, 75,300

и 600 а

в сетях с напряжением до 600 е.

TT с

Для стационарных установок используются обычно

одним пределом измерения.

 

По числу витков первичной обмотки TT могут быть

под­

разделены на одновитковые (или

стержневые) и многовигко-

вые (или катушечные). Одновитковые TT изготовляются

на

первичные токи от 150 до 1000 а,

многовитковые — на токи

от

5 до 600 а.

 

 

187


В сетях высокого напряжения используются TT с фарфоро­

вой изоляцией между первичной и вторичной обмотками. При выборе того или иного типа TT необходимо исходить

из условий работы этого

TT,

величины первичного тока /і и

первичного

папряжения

U\ сети, в которой будет

использо­

ваться данный ТТ. На щитке каждого TT указывается класс

точности

и

соответствующее

ему

сопротивление

нагрузки

г2 нагр,

т. е. полное сопротивление

измерительных

приборов,

которое необходимо включить во вторичную обмотку ТТ. Не­

обходимо (проверять, чтобы общее сопротивление всех прибо­ ров было не более допустимого z2 а гР , только тогда этот ГТ

будет работать с требуемой для данного класса точности по­ грешностью. Если же общее сопротивление всех подключае­ мых ко вторичной обмотке приборов будет больше допусгимого, то TT будет работать уже с большими погрешностями, чем

это соответствует его классу точности.

§ 3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Схема включения ТН в сеть показана на рис. Ѵ-9. Для вы­ яснения влияния различных факторов на работу ТН построим векторную диаграмму (рис. Ѵ-10). Для упрощения построения

примем, что число витков первичной и вторичной обмоток оди­ наково, т. е. W\—w2.

n2H

Рис. V-9

Зададимся направлением вектора тока / 2 и отложим его по оси вещественных чисел. Порядок построения рассматривае­ мой векторной диаграммы аналогичен таковой ТТ.

m


Намагничивающая сила холостого хода определяется од­ новременным действием первичной и вторичной намагничи­ вающих сил. Так как нами принято, что Wi-=*w2, то

+ 1

Рис. Ѵ-10

По последнему выражению строим вектор первичного тока. Напряжение, приложенное к первичной обмотке wu долж­ но компенсировать э. д. с, наводимую в первичной обмотке, и падения напряжения от первичного тока в самой первичной

обмотке, обладающей активным сопротивлением Ri и реактив­ ным сопротивлением (рассеяния) Хи Следовательно, значение

первичного напряжения получим согласно равенству

Для удобства анализа векторной

диаграммы

перенесем

векторы Ù2 и падения

напряжения

во вторичной

обмотке

ІіЯі и І2Хъ с обратным знаком наверх. Угол между

векторами

первичного напряжения

(Ui) и вторичного с обратным знаком

(—£Л) представляет угловую погрешность ои ТН.

 

189