- •1. Введение
- •3. Поверка трансформаторов тока
- •В схемах поверки иит для формирования управляющих сигналов фв используется ток, с которым сравнивается вторичный ток поверяемого трансформатора (см. Схемы установок рис. 5 и рис. 6). Задание
- •Методические указания
- •Приложение 1 Комплексная погрешность итт определяется выражением
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
Поверка измерительных трансформаторов тока
1. Введение
Измерительные трансформаторы тока (ИТТ) относятся к измерительным преобразователям, предназначенным для преобразования обычно больших переменных токов в меньшие, удобные для измерения, а также для разделения измерительных цепей низкого и цепей высокого напряжения, что обеспечивает безопасность работы оператора. Нагрузкой вторичной цепи ИТТ является сопротивление приборов и соединительных проводов, включенных во вторичную цепь (амперметры, последовательные обмотки ваттметров и счетчиков электрической энергии, цепи релейной защиты и управления).
Основными конструктивными частями ИТТ являются сердечник из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, образующий магнитопровод, и две обмотки (первичная w1 и вторичная w2). Ток I1, протекающий по первичной обмотке, создает в сердечнике магнитный поток, который наводит э.д.с. в обеих обмотках. В замкнутой на сопротивление нагрузки вторичной обмотке возникает ток I2, который в свою очередь создает магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку, создаваемому током I1. Разностный магнитный поток обеспечивает трансформацию тока и компенсацию активных потерь в сердечнике, в обмотках и нагрузке. Таким образом, основное уравнение ИТТ, определяемое балансом магнитодвижущих сил, можно выразить равенством w111+w212 = w11 , где 1 – намагничивающий ток сердечника.
Графическое обозначение ИТТ и электрическая схема его включения приведены на рис. 1а. Зажимы первичной обмотки обозначаются буквами Л1 – Л2 (линия). В цепь измеряемого тока (линию) первичная обмотка включается последовательно. К зажимам вторичной обмотки, которые обозначены буквами И1 – И2 (измерение) подключается нагрузка ZН.
Целью настоящей работы является ознакомление с метрологическими характеристиками и методикой поверки ИТТ.
2. Основные характеристики ИТТ
По назначению и исполнению ИТТ делятся на лабораторные (переносные) и стационарные.
Важнейшими техническими характеристиками ИТТ тока являются: номинальный коэффициент трансформации; нагрузка вторичной цепи в омах; погрешности трансформатора (токовая и угловая).
Номинальным коэффициентом трансформации KI,ном называется отношение номинального первичного тока I1,ном к номинальному вторичному току I2,ном, то есть KI,ном = I1,ном / I2,ном. Номинальными первичным и вторичным токами называются значения соответственно первичного и вторичного токов, указанные на щитке ИТТ. Номинальный коэффициент трансформации указывается в виде несокращённого отношения номинальных токов.
Значение измеряемого тока I1,изм, протекающего в первичной обмотке ИТТ, находится умножением значения измеренного тока во вторичной обмотке I2,изм на номинальный коэффициент трансформации KI,ном, т.е. I1,изм = KI,номI2,изм
Лабораторные ИТТ предназначены для работы в цепях переменного тока с частотой от 25 Гц до 10 кГц. Номинальные значения первичных и вторичных токов нормированы. Диапазон I1,ном составляет от 0,1 А до 60 кА. Для вторичных токов установлены номинальные значения 5, 2 и I А. Последние два значения используются редко. Стационарные ИТТ рассчитаны для работы в цепях с частотой 50 Гц, а по диапазону токов близки к лабораторным.
Отношение действительного значения первичного тока II,д к действительному значению вторичного тока I2,д называется действительным коэффициентом трансформации KI,д = I1,д / I2,д.
В идеальных трансформаторах вектор w111 и повернутый на 180о вектор w212 равны по модулю и совпадают по фазе. В реальных трансформаторах (как об этом было сказано выше) эти векторы не равны друг другу, а их неравенство приводит к возникновению погрешностей ИТТ (см. рис.1б).
Погрешность ИТТ принято выражать в комплексной форме в следующем виде (вывод приведен в приложении)
= fI + j,
где fI - токовая погрешность, выраженная в относительных единицах;
- угловая погрешность, выраженная в радианах.
Угловая погрешность характеризует угол фазового сдвиг вторичного тока относительно первичного. Она положительна, если повернутый на 1800 вектор тока вторичной обмотки опережает вектор тока первичной обмотки, и отрицательна, если он отстает. Погрешности измерительных трансформаторов зависят от значений первичного тока и от мощности нагрузки во вторичной цепи.
Класс точности ИИТ определяет пределы допускаемых погрешностей: коэффициента трансформации и угловой.