Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы тока (т.т.)и трансформаторы напряжения (т.н.) служат для подключения измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики. Измерительные трансформаторы, во-первых, изолируют приборы от цепей высокого напряжения, во-вторых - преобразуют ток и напряжение до номинальных значений тока и напряжения стандартных измерительных приборов (5 А или 1 А для т.т. и 100 В или 100/ для т.н.).

Первичную обмотку т.т. включают последовательно в цепь измеряемого тока (рис 5.14), а трансформатора напряжения - параллельно цепи (рис. 5.15). К вторичным обмоткам подключены измерительные приборы и реле защиты.

 

Рисунок 5.14 – Подключение трансформаторов тока и напряжения

 

Вторичные обмотки т.т. и т.н. заземляются, чтобы при пробое изоляции между первичной и вторичной обмоткой предотвратить появление высокого потенциала во вторичных цепях.

Одной из основных характеристик измерительных трансформаторов является номинальный коэффициент трансформации:

,

где , - номинальные значения первичного и вторичного токов;

,

где , - номинальные значения первичного и вторичного напряжений.

Шкала измерительных приборов градуируется в первичных величинах.

Для идеального трансформатора тока коэффициент трансформации пропорционален отношению числа витков вторичной и первичной обмоток

.

Чтобы погрешность реального т.т. была минимальной, необходимо, чтобы было мало сопротивление его вторичной цепи (т.е. он должен работать в режиме, близком к режиму короткого замыкания.). Первичная обмотка также должна иметь малое сопротивление (малое число витков большого сечения). В результате сопротивление т.т. ничтожно мало по сравнению с другими элементами силовой цепи и не влияет на величину тока в измеряемой цепи.

Для идеального т.н. при условии, что токи в его обмотках отсутствуют (т.е. при холостом ходе):

,

Чтобы реальный т.н. работал в таком режиме, должны быть велики сопротивления его вторичной цепи и первичной обмотки (много витков малого сечения). Поэтому ток в его первичной обмотке мал и не влияет на величину первичного напряжения.

В реальных т.т. коэффициент трансформации может отличаться от номинального значения вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания.

Токовая погрешность

.

 

характеризует класс точности трансформаторов тока: 0,2 - 0,5 - 1 - 3 - 10 - Д - З - Р.

Трансформаторы тока указанных классов точности применяются:

- 0,2 - для точных лабораторных измерений и особо точного коммерческого учета электрической энергии;

- 0,5 - для коммерческогоучета;

- 1 - для технических измерений;

- 3,10 - для релейной защиты;

- Д - для дифференциальной релейной защиты;

З - для защиты от однофазных замыканий на землю ("земляной защиты");

Р - для прочих релейных защит.

Для т.н. различают классы точности 0,2 - 0,5 - 1 - 3 в зависимости от погрешности

.

 

Измерительные трансформаторы тока характеризуются параметрами:

- номинальное напряжение U _ном; ;

- номинальный ток первичной обмотки I _1ном; ;

- класс точности;

- кратность тока термической стойкости К _терм; ;

- кратность тока динамической стойкости К _дин; .

- номинальное сопротивление вторичной нагрузки ; ,

где Z_{2 расч} – расчетное сопротивление вторичной нагрузки, включающее в себя сопротивление подключенных приборов, соединительных проводов и переходное сопротивление контактов. присоединенная к вторичной обмотке т.н.:

Трансформаторы напряжения характеризуются параметрами:

- номинальное напряжение первичной обмотки U _1ном; ;

- номинальная мощность вторичной нагрузки S _2ном; ,

где S_2расч - расчетная мощность подключенных приборов.