Основные характеристики ИТТ

Лабораторная работа № 2

 

 

Москва 2006

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

­­­­­­­­­­­

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

 

 

В.Ф.СЕМЕНОВ, Н.А.СЕРОВ, Е.Н.ШВЕДОВ

 

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫТОКА

 

 

Лабораторная работа № 2

Методическое пособие по курсу

«Метрология, стандартизация и сертификация»

для студентов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика»

 

 

 

 

Москва Издательство МЭИ 2006

УДК

621.317

С302

 

 

Утверждено учебным управлением МЭИ в качестве учебного пособия для студентов

 

Подготовлено на кафедре информационно-измерительной техники

 

Рецензенты:профессор кафедра ММ МЭИ (ТУ) А.Б. Фролов,

старший преподаватель кафедра ЭИ МЭИ (ТУ) М.Л. Солодова

 

Семенов В.Ф.

С302 Измерительные трансформаторы тока.Лабораторная работа №2: методическое пособие/ В.Ф.Семенов, Н.А.Серов, Е.Н. Шведов - М.: Издательство МЭИ, 2006. – 12 с.

Рассматриваются метрологические характеристики измерительных трансформаторов тока и методы их поверки.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика»

 

 

_______________

Учебное издание

Семенов Вячеслав Федорович

Серов Николай Андреевич,

Шведов Евгений Николаевич

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫТОКА.

Л абораторная работа № 2.

Методическое пособие по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация»

для студентов, обучающихся по направлению «Электроэнергетика»

 

Редактор издательства Г.Ф.Раджабова

____________________________________________________________________

Темплан издания МЭИ 2005(II) Подписано к печати 05.07.06

Печать офсетная Формат 60´84/16 Физ.печ.л. 0,75

Тираж 200 Изд. № 9 Заказ 330т

________________________________________________________

Издательство МЭИ, 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14

Отпечатано в типографии НИИ «Геодезия», 141292, Московская обл.,

г. Красноармейск, просп. Испытателей, д. 14

 

ã Московский энергетический институт

(технический университет), 2006

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).

w 2

Конструктивными основными частями ИТТ являются сердечник из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, образующий магнитопровод, и две обмотки (первичная w ₁ и вторичная w ₂). Ток I ₁, 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 I ₂, который в свою очередь создает магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку, создаваемому током I ₁. Разностный магнитный поток обеспечивает трансформацию тока и компенсацию активных потерь в сердечнике, обмотках и нагрузке. Таким образом, основное уравнение ИТТ, определяемое балансом магнитодвижущих сил, можно выразить равенством w ₁ I ₁+ w ₂ I ₂ = = w ₁ I _m, где I _m – намагничивающий ток сердечника.

Графическое обозначение ИТТ и электрическая схема его включения приведены на рис. 1. Зажимы первичной обмотки обозначаются буквами Л 1 – Л 2 (линия). В цепь измеряемого тока (линию) первичная обмотка включается последовательно. К зажимам вторичной обмотки, которые обозначены буквами И 1 – И 2 (измерение) подключается сопротивление нагрузки Z н.

Целью настоящей работы является ознакомление с метрологическими характеристиками ИТТ и методикой их поверки.

 

Основные характеристики ИТТ

По назначению и исполнению ИТТ делятся на лабораторные (переносные) и стационарные.

Важнейшими техническими характеристиками ИТТ являются: номи-

нальный коэффициент трансформации; нагрузка вторичной цепи в омах; погрешности трансформатора (токовая и угловая).

Пределы допустимых погрешностей определяются классом точности ИТТ.

Номинальным коэффициентом трансформации K_{I ном} называется отношение номинального первичного тока I _1номк номинальному вторичному току I _2ном, т.е. K_{I ном} = I _1ном / I _2ном. Номинальными первичным и вторичным токами называются значения соответственно первичного и вторичного токов, указанныена щитке ИТТ. Номинальный коэффициент трансформации указываетсяв виденесокращённого отношения номинальных токов.

Значение измеряемого тока I _1изм, протекающего в первичной обмотке ИТТ, находится умножением значения измеренного тока во вторичной обмотке I _2измна номинальный коэффициент трансформации K_{I ном}, т.е. I _1изм= = K_{I ном} I _2изм.

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 I _1ном составляет от 0,1 А до 60 кА. Для вторичных токов установлены номинальные значения 5, 2 и 1 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 I _1д к действительному значению вторичного тока I _2д называется действительным коэффициентом трансформации K_{I д} = I _1д / I _2д.

Рис. 2

В идеальных трансформаторах вектор w 1 I 1 и повернутый на 180о вектор w 2 I 2, т.е. – w 2 I 2, 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. В результате вектор – KI ном I 2 и вектор I 1 не равны по модулю и сдвинуты на угол ±d (рис. 2).

Погрешность ИТТ принято выражать в комплексной форме в следующем виде (вывод приведен в приложении):

l _I = = ±(f_I + j d),

где f_I - токовая погрешность, выраженная в относительных единицах;

d - угловая погрешность, выраженная в радианах.

Угловая погрешность характеризует угол фазового сдвига 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 сопротивления нагрузки во вторичной цепи. Пределы допустимых погрешностей определяются классом точности ИТТ.