Схема замещения трансформатора тока и векторная диаграмма

    Известно, что в реальном трансформаторе тока не вся энергия, подаваемая первичной цепью (W₁) трансформатору тока, достигает вторичной цепи и, в частности, обмотки реле КА. Небольшая часть энергии первичного тока расходуется на преодоление сопротивления первичной обмотки Z₁, на электромагнитное излучение токоведущими цепями ТТ. Значительная (но не большая) часть энергии первичного тока расходуется на создание потока намагничивания и перемагничивание сердечника.

    Чтобы количественно оценить потери энергии в ТТ и сравнить значения токов: вторичного I ₂ , проходящего по нагрузке (по обмотке реле), и первичного приведённого  реальный ТТ представляют схемой замещения (рисунок 1.8).

    Из схемы замещения ТТ видно, что приведённый к виткам вторичной обмотки первичный ток , равный , проходит по сопротивлению  и в точке «а» разветвляется и протекает по двум параллельным цепям.

 

 

Рисунок 1.8 Схема замещения ТТ

 

Основная (большая) часть тока проходит через сопротивление вторичной обмотки Z ₂ и через сопротивление нагрузки Z _н (реле, соединительные провода, измерительные приборы и др.) и представляет собой вторичный ток I ₂ .

    Другая (меньшая) часть приведённого первичного тока замыкается через сопротивление ветви намагничивания  и в реле не попадает. Поскольку из всех потерь мощности наибольшая часть приходится на создание магнитного потока Ф_нам в сердечнике ТТ и перемагничивание его, то участок цепи между точками «а» и «б» называется ветвью намагничивания, а ток, проходящей по ней – током намагничивания I _нам .

    Таким образом, из схемы замещения видно, что во вторичную цепь поступает не весь трансформируемый первичный ток, а лишь часть его, т.е. процесс трансформации происходит с погрешностью.

    На рисунке 1.9 приведена векторная диаграмма трансформатора тока. При построении векторной диаграммы за исходный можно принять вектор вторичного тока I₂. Вектор напряжения U ₂ (рисунок 1.8) опережает вектор тока I ₂ на угол полного сопротивления нагрузки Z _н .

                                                                       (1.8)

    ЭДС Е₂, наводимая на вторичной обмотке, отличается от U₂ за счёт падения напряжения на активном и реактивном сопротивлениях вторичной обмотки от тока I₂.

                                                               (1.9)

    Абсолютное значение ЭДС Е₂ определяется по выражению

                                         (1.10)

Вектор магнитного потока Ф_нам сдвинут относительно вектора ЭДС Е₂ на 90° в сторону отставания. Действующее значение ЭДС Е2 связано с магнитным потоком Ф_нам соотношением

              .                               (1.11)

 

                  Рисунок 1.9 Векторная диаграмма ТТ

Магнитный поток Ф_нам создаётся намагничивающей силой F_нам, которая измеряется в aмперах и равна

                  или                          (1.12)

                  где                      (1.13)

 - приведённый ток намагничивания I_нам к виткам вторичной обмотки.

    Ток намагничивания , создающий поток Ф_нам, опережает его на угол γ, величина которого зависит от активных потерь в стали сердечника. Этот угол мал и им нередко пренебрегают.

    Приведённый первичный ток находится как геометрическая сумма векторов I₂ и .

                            

    Схема замещения ТТ и векторная диаграмма к ней наглядно показывают, что за счёт тока намагничивания , протекающего в схеме замещения ТТ по ветви намагничивания , вторичный ток I ₂ оказывается меньше первичного приведённого на величину Δ I и сдвинут относительно него по фазе на угол δ. По этой причине в работе ТТ возникают погрешности по току и по углу.

    Из схемы замещения и векторной диаграммы следует, что ток намагничивания  тем больше, чем меньше сопротивление ветви намагничивания Z_нам в схеме замещения. Ток намагничивания  называют полной абсолютной погрешностью ТТ. В расчётах схем РЗ чаще пользуются полной относительной погрешностью ε

             

    Полная относительная погрешность ε показывает какую долю первичного тока составляет ток намагничивания.

    Следует особо подчеркнуть, что схема замещения ТТ и физические величины I_нам, F_нам и Ф_нам вводятся в рассмотрение принципа действия измерительного ТТ для того, чтобы количественно оценить: какая часть энергии первичного тока не достигает вторичной цепи или насколько меньше поток Ф₂, возбуждаемый током I₂, магнитного потока Ф₁ или, наконец, насколько вторичный ток I₂ меньше первичного приведённого. Последнее необходимо знать для правильной оценки функционирования устройства РЗ.

    Возвращаясь к схеме замещения ТТ, следует также отметить, что значение сопротивления ветви намагничивания Z_нам зависит от ряда факторов:

    - от конструкции трансформатора тока;

    - от сорта стали сердечника;

    - от величины сопротивления Z _н подключённой нагрузки;

---

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 433; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!