Пояснения к работе. Высоковольтные трансформаторы тока

Высоковольтные трансформаторы тока

Челябинск 2000

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Целью настоящей работы является изучение конструкции высоковольтных трансформаторов тока и знакомство с основными методами их проверки.

Следует помнить, что трансформаторы тока разделяются на две группы:

измерительные - для измерения и учета тока (электрической энергии);

защитные - для защиты электрических цепей от сверхтоков или других нарушений токового режима.

Основной, характеристикой измерительных трансформаторов тока является класс точности, характеризующий погрешности, вносимые трансформатором тока в результаты измерений.

Для защитных трансформаторов тока полезная работа начинается с момента нарушения нормального режима в электрической цепи, поэтому требования к точности ограничены рамками работы их при сверхтоках или токах короткого замыкания. Основной характеристикой этих трансформаторов тока является максимальная кратность тока при десятипроцентной погрешности, характеризующая точность и надежность их.

ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ

1.1. Принцип действия (рис. 7, 1).

Первичную обмотку трансформатора тока включаем, в рассечку фазы электрической цепи, поэтому она постоянно будет обтекаться нагрузочным током:. Вторичную обмотку трансформатора тока замыкаем на токовые катушки измерительных приборов, реле автоматики или закорачиваем.

Так как сопротивление катушек приборов и реле мало, то нормальным режимом работы трансформатора тока можно считать режим: короткого замыкания. Принцип действия трансформатора тока состоит в следующем. При протекании по первичной обмотке тока I₁ в сердечнике создается магнитный поток Ф₀, охватывающий как первичную, так и вторичную обмотки:. Пересекая в процессе изменения витки обмоток, магнитный поток возбуждает в первичной обмотке Е₁ а во вторичной ~ Е_2.Под влиянием Е₂ в замкнутой цепи: возникает ток I₂.

Таким образом, магнитный поток Ф₀ является тем передаточным звеном, с помощью которого осуществляется передача энергии от первичной обмотки к вторичной в процессе трансформации тока.

Рис. 7.1. Принципиальная схема трансформатора тока

1.2. Векторная диаграмма трансформатора; тока (рис.7.2).

За исходную величину при построении векторной диаграммы нужно принять вторичным ток I₂. (А₂. ω ₂.). Зная сопротивления: вторичной обмотки трансформатора тока r ₂., x ₂., а также сопротивления внешней нагрузки R₂ и Х₂, находим э, д.с, вторичной обмотки Е₂.

Магнитный поток Ф_о, а следовательно, и магнитна» индукция опережают создаваемую ими э.д.с. на 90°. Вектор полных МДС намагничивания A_оω ₁ опережает векторы Ф_о и В на угол ψ ~ угол потерь.

Рис. 7.2. Векторная диаграмма трансформатора.

Этот угол можно найти по экспериментальной кривой для данного магнитного материала:

ψ = f(B_max)

Абсолютная величина I_oω ₁ определяется до формуле:

I_oω ₁ = (I_oω ₁)_o· L

где (I_oω ₁)_o· – удельная величина

(l 0 * (В;)0 - удельная ведшим;

L - длина магнитного пути.

Удельная величина МДС намагничивания (I_oω ₁)_o· находится по кривой намагничивания I_oω ₁ = f (B_max).

Зная А₂ω ₂ · и А₀ω ₁ строим вектор первичных МДС А₁ω ₁. Из векторной диаграммы видно, что по абсолютной величине А₁ω ₁> А₂ω ₂.

или или

Токовой погрешностью называется арифметическая разность между действительным вторичным током, умноженным на номинальный коэффициент трансформации к_Т трансформатора тока и первичным током.

Она выражена в процентах кпервичному току:

Из векторной диаграммы находим, что:

А₂ω ₂ – А₁ω ₁ = – А₀ω ₁ · sin(α + ψ)

Угол ψ очень мал. поэтому:

где:

α – угол между э.д.с. вторичной обмотки и вторичным током. Угловая погрешность определяется углом между векторами А₁ω ₁ иА₂ω ₂.

так как δ мал, то можно принять, что tg δ = δ.

Если во время работы 'трансформатора тока разомкнуть вторичную обмотку, то А₂ = 0, размагничивающее действие вторичного тока исчезает и первичные МДС становятся МДС намагничивания в связис этим резко возрастет магнитный поток Ф_о и напряжение (рис 7 3). Сердечник трансформатора тока перегревается, а на. разомкнутых концах вторичной обмотки возникает высокое напряжение (несколько киловольт), опасное как для обслуживающего персонажа, так и для изоляции.

Ф, U

Рис. 7.3. Изменение напряжения при разомкнутой вторичной цепи