Тема 1.4. Измерительные трансформаторы тока и напряжения

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Назначение. Устройство. Коэффициент трансформации. Стандартные значения вторичных величин. Включение измерительных трансформаторов в измеряемую цепь. Включение электроизмерительных приборов во вторичную обмотку трансформаторов тока.

Техника безопасности при работе с измерительными трансформаторами.

План

1. Измерительные трансформаторы тока

2. Измерительные трансформаторы напряжения

Трансформаторы тока предназначены для преобразования измеряемых переменных токов в относительно малые токи. Во вторичную цепь трансформатора тока включают амперметры, последовательные обмотки ваттметров, счётчиков и других приборов.

В цепях высокого напряжения при помощи трансформаторов тока измерительные приборы изолируются от проводов высокого напряжения. Таким образом, с одной стороны, достигается возможность применения низковольтных измерительных приборов, с другой стороны, обеспечивается безопасность обслуживания измерительной установки.

Трансформатор тока состоит из стального магнитопровода и двух изолированных обмоток. Первичная обмотка Л1, Л2, имеющая меньшее число витков, включается в рассечку провода с измеряемым током. Вторичная обмотка с большим витком И1, И2 замыкается на амперметр и токовые обмотки измерительных приборов, соединённые последовательно .

Так что сопротивление вторичной внешней цепи мало и обычно не превышает 1–2 Ом.

Принцип работы трансформатора тока тот же, что и трансформатора напряжения, но в отличие от последнего он работает в условиях, близких к короткому замыканию. Кроме того, первичный ток трансформатора тока не зависит от сопротивления его вторичной цепи. При работе этот ток может изменяться от нуля до номинального, а при коротких замыканиях в цепи может превосходить номинальный в десятки раз.

Отношение действительного значения первичного тока I₁ к действительному значению вторичного тока I₂называется действительным коэффициентом трансформации трансформатора тока, т.е. k=I₁ /I₂ . При известном коэффициенте k, измерив вторичный ток амперметром, определяем первичный ток: I₁ =k·I₂ .

Действительный коэффициент трансформации обычно не известен, так как он зависит от режима работы трансформатора тока, т.е. от измеряемого тока, значения и характера сопротивления вторичной внешней цепи и от частоты тока. Вследствие этого пользуются даваемым заводом на щитке трансформатора номинальным коэффициентом трансформации k_Н =I_Н1 /I_H ₂ , представляющим отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току трансформатора. Зная k_H , находим приближённое значение переменного тока: I'₁=k_H ·I₂ .

Погрешность при измерении тока, вызванная применением трансформатора,

г_I =	I'₁ –I₁	·100%=	k_H ·I₂ –k₂ ·I₂	·100%=	k_H –k	·100%=г_K
	I₁		k·I₂		k

где гК=г1 – погрешность в коэффициенте трансформации или погрешность по току.

Вторичный номинальный ток у большинства трансформаторов тока равен 5 А.

Один из выводов вторичной обмотки должен быть заземлён.

По точности трансформаторы тока подразделяются на десять классов: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 10.

Разновидность трансформатора тока с разъёмныммагнитопроводом и вторичной обмоткой, замкнутой на амперметр, носит название измерительных клещей. Разъёмный магнитопровод даёт возможность измерять ток в проводе, не разрывая его, а только охватывая его как клещами.

Измерительные трансформаторы напряжения

Представляет собой измерительный преобразователь, понижающий измеряемое напряжение в заданное число раз. Получаемое низкое напряжение, не превышающее обычно 100 В, подводится к вольтметрам, параллельным цепям ваттметров, счётчиков и других измерительных приборов.

Используя трансформаторы напряжения, с одной стороны, получаем возможность применения низковольтных приборов для измерений в цепях высокого напряжения, а с другой – обеспечиваем безопасность обслуживания высоковольтных установок.

Устройство трансформатора напряжения аналогично устройству силового трансформатора. Трансформатор напряжения состоит из замкнутого магнитопровода, набранного из листовой трансформаторной стали, и двух изолированных обмоток – первичной Л1, Л2 и вторичной И1, И2 с числами витков w1, и w2. Первичная обмотка трансформатора присоединённая к сети с измеряемым напряжением; к зажимам вторичной обмотки подключается соединённые параллельно вольтметры и параллельные цепи других приборов.

Для работы трансформатора напряжения характерно незначительное изменение первичного напряжения и большое сопротивление вторичной внешней цепи; таким образом, он работает в условиях, близких к холостому ходу.

Отношение действительного значения первичного напряжения U₁ к действительному напряжению U₂называется действительным коэффициентом трансформации трансформатора напряжения k = U ₁ / U ₂. зная этот коэффициент и измерив вторичное напряжение вольтметром, можно определить первичное напряжение U ₁ =k · U ₂.

Однако действительный коэффициент трансформации обычно не известен, так как он зависит от режима работы трансформатора, т.е. от измеряемого напряжения, от значения и характера нагрузки и от частоты переменного тока.

Вследствие этого приближённо измеряемое напряжение U’₁ находят по формуле:

U ’₁ = k_H · U ₂

где k_H = U_H ₁ / U_H ₂– номинальный коэффициент трансформации, равный отношению номинального первичного напряжения к номинальному вторичному напряжению, даётся заводом изготовителем на щитке трансформатора. Напряжение U_H ₂ =100 B или 100 В.

Погрешность при измерении напряжения, вызванная применением трансформатора,

г_U =	U'₁ –U₁	·100%=	k_H ·U₂ –k₂ ·U₂	·100%=	k_H –k	·100%=г_K
	U₁		k·U₂		k

где г _K ₌ г _U –погрешность в коэффициенте трансформации или погрешность по напряжению.

Для безопасности обслуживающего персонала один зажим вторичной цепи трансформатора и его металлический корпус всегда заземляются.

Трансформаторы напряжения по точности делятся на классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0 и 3,0.

Породу изоляции трансформаторы напряжения делят на сухие (для напряжений до 3 кВ) и трансформаторы с заливкой маслом или изолирующей массой (для напряжения 3 кВ и выше).

Отечественная промышленность, кроме различных типов промышленных трансформаторов, изготовляет лабораторные трансформаторы с несколькими номинальными первичными и вторичными напряжениями.

Вопросы для самоконтроля:

Измерительные трансформаторы.
Схема включения измерительных трансформаторов.
Разделительные и согласующие трансформаторы.
Преобразователи неэлектрических величин в электрические.
Методы электрических измерений.
Измерение токов и напряжений.

Литература: [1], с. 162 – 193

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 967; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!