интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''

Измерительные трансформаторы тока: особенности конструкции. Трансформаторы измерительные


Измерительные трансформаторы: установка + фото

На сегодняшний день правительство проводит и придерживается политики энергосбережения. Теперь каждый пользователь обязательно должен вести учет всей потребляемой энергии. Существующие приборы учета электричества просто не могут работать с высоким напряжением. Поэтому здесь вам на помощь придут устройства, которые могут преобразовывать электричество с высокого напряжения в низкое. Эти устройства называются измерительные трансформаторы.

Измерительные трансформаторы тока

Измерительные трансформаторы тока способны изолировать цепь электрических приборов от высокого напряжения к низкому. Их конструкция значительно упрощается, так как они могут работать с меньшим напряжением и током. Измерительные трансформаторы также способны преобразовывать большое напряжение в ток незначительной величины. Благодаря этому у пользователей появляется возможность применять стандартные измерительные приборы для замера тока.

Виды измерительных трансформаторов

По своей конструкции измерительные трансформаторы могут быть нескольких видов. К основным видам относят:

  • Встроенный – это устройство, у которого вместо первичной обмотки имеется ввод электричества.
  • Опорный – это прибор, который устанавливается на опоре.
  • Проходной – это трансформатор, который используется в качестве входа.
  • Шинный – это прибор, которому первичной обмоткой служит одна или несколько шин.
  • Разъемный – устройство, цепь которого будет размыкаться, и замыкаться вокруг проводника.
  • Трансформатор Тесла.

Измерительный трансформатор напряжения может иметь следующие основные показатели:

  • Показатель коэффициента трансформации.
  • Диапазон рабочей частоты.
  • Класс точности измерения трансформаторов.
  • Максимальный первичный ток.
  • Значения погрешности.

Отличия измерительных трансформаторов от других приборов

Измерительные трансформаторы значительно отличаются от других приборов. Принцип работы трансформатора измерительного может немного отличаться от других устройств. Основное отличие заключается в том, что он включается первичной обмоткой в измеряемую цепь. Вторичная обмотка полностью будет пропорциональна первичному току, который будет измеряться. Обычно вторичную обмотку в этих приорах рассчитывают под ток в 5 А. К ней могут подключаться:

  1. Амперметры.
  2. Ваттметры.

Также достаточно часто измерительные трансформаторы используются в качестве релейной защиты. Релейная защита предназначается для защиты электрических систем от короткого замыкания. Информация о повышении напряжения поступает от измерительного трансформатора и реле.

Во вторичную обмотку измерительных трансформаторов достаточно легко можно подключить несколько разных приборов. Их ограничение будет зависеть от величины общего сопротивления. Это число не должно превышать 2 Ома. Если это число будет выше, тогда значительно может снизиться точность измерения. Даже незначительное увеличение сопротивления может привести к изменению класса точности. При размыкании вторичной цепи у вас также возрастет ЭДС на конце обмотки. Если ЭДС возрастет, тогда может произойти пробой изоляции. При размыкании электрической сети ток будет равным нулю. В первичной обмотке он меняться не будет, а во вторичной обмотке это может привести к увеличению ЭДС.

Как правило, в трехфазных сетях измерительные трансформаторы можно устанавливать как в двух, так и в трех фазах. Если вы его установите в двух фазах, тогда вторичная обмотка будет соединена в виде «неполной звезды». Если напряжение сети будет составлять выше 35 кВт, тогда измерительные трансформаторы тока будут установлены во всех трех фазах. Если трансформаторы использовать для дифференциальной защиты, тогда вторичную обмотку необходимо соединить в виде «треугольника».

Также читайте: силовой трансформатор.

vse-elektrichestvo.ru

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Содержание:
  1. Особенности работы измерительных трансформаторов
  2. Виды измерительных трансформаторов

В электротехнике требуется постоянное проведение всевозможных измерений, связанных с параметрами электрического тока. Однако выполнить измерения напрямую не всегда возможно из-за его слишком высоких значений. В таких случаях на помощь приходят измерительные трансформаторы тока, позволяющие уменьшить первичный ток до наиболее удобных значений для реле и измерительных приборов. Эти приборы дают возможность отделить измерительные и защитные цепи от первичных цепей высокого напряжения.

Особенности работы измерительных трансформаторов

Каждый трансформатор тока состоит из замкнутого магнитопровода и двух обмоток – первичной и вторичной. Последовательное подключение первичной обмотки осуществляется в цепь измеряемого тока I1. Измерительные приборы подключаются ко вторичной обмотке и через них проходит ток I2.

Основной характеристикой устройства является номинальный коэффициент трансформации, выраженный формулой KI = I1/ I2, в которой I1 и I2 являются соответствующими номинальными значениями первичного и вторичного токов. По умолчанию, номинальное значение вторичного тока составляет 1 и 5 А. Коэффициент трансформации не имеет строго постоянной величины и будет иметь отличия от номинала из-за погрешности, возникающей под действием намагничивания. Сама величина токовой погрешности определяется по формуле:

Она зависит от многих факторов. На погрешность влияет магнитная проницаемость материала магнитопровода, его сечение, средняя длина магнитного пути и другие конструктивные особенности конкретного прибора.

В зависимости от предъявляемых к ним требованиям все трансформаторы тока выпускаются с различными классами точности – 0,2, 0,5, 1, 3, 10. Данные цифры являются токовой погрешностью, составляющей процент номинального тока. Это значение при нагрузке первичной обмотки составляет 100-120% номинала для первых трех классов и 50-120% - для 4 и 5 классов. Дополнительно для первых трех классов точности осуществляется нормирование угловой погрешности.

На точность измерений оказывает влияние вторичная нагрузка, представляющая собой сопротивление различных элементов – приборов, контактов, проводов. Сюда же можно отнести и величину кратности соотношения между первичным и вторичным током. Если нагрузки и кратность тока увеличиваются, соответственно возрастает и погрешность трансформатора тока.

В измерительных приборах и реле токовые цепи обладают очень незначительным сопротивлением. В связи с этим, нормальная работа трансформатора осуществляется в режиме, близком к короткому замыканию. В случае размыкания вторичной обмотки, в магнитопроводе наступит резкое возрастание магнитного потока, поскольку он будет определяться лишь магнитодвижущей силой первичной обмотки. В подобном рабочем режиме может произойти сильный нагрев магнитопровода до температуры, превышающей допустимое значение. Одновременно на вторичной обмотке, находящейся в разомкнутом состоянии, появляется высокое напряжение, которое может достигнуть десятков киловольт.

Поэтому, во избежание негативных последствий, не допускается размыкание вторичной обмотки трансформатора тока, в то время, как в первичной обмотке протекает ток. Если возникает необходимость заменить измерительный прибор или реле, вторичная обмотка должна быть накоротко замкнута.

Виды измерительных трансформаторов

Конструкции всех измерительных трансформаторов тока разделяются на несколько категорий:

  • Самостоятельная аппаратура однофазного типа, устанавливаемая в распределительных устройствах в соответствии с главной схемой электрических соединений.
  • Встроенные трансформаторы, сердечники которых надеваются внутренней стороной на линейные вводы баковых выключателей и силовых трансформаторов.
  • Трансформаторы, встроенные в конструкции выключателей МГ-35.
  • Используемые в качестве обязательной составляющей шкафов комплектных распределительных устройств.

Все измерительные трансформаторы тока обладают определенными параметрами, предназначены для эксплуатации в тех или иных условиях и различаются способами монтажа. Поэтому все устройства отличаются формой и конструкцией, количеством обмоток, изоляционными материалами, расположением вводов и другими техническими характеристиками.

Все типы трансформаторов имеют буквенную маркировку, собственный класс точности, параметры первичного тока и напряжения. Например, обозначение ТПФ-0,5/Р-6/400 соответствует проходному измерительному трансформатору тока с фарфоровой изоляцией. Он имеет два сердечника, в том числе один класса 0,5 для измерений, а другой – для релейной защиты. Номинальные параметры тока и напряжения – 400 А и 6 кВ.

Измерительные трансформаторы, запланированные для установки в шкафы, камеры или ящики комплектных распределительных устройств, выпускаются в различном исполнении. Это позволяет создавать компактные, максимально экономичные конструкции, удобные для монтажа. Смонтированные измерительные приборы в обязательном порядке отмечаются на общих чертежах комплектных распределительных устройств.

Практическое использование трансформаторов тока зависит от их класса точности. Так, например, устройства с точностью 0,2 подключаются к точным лабораторным приборам, класс 0,5 подключается к счетчикам денежных расчетов, класс 1 – во всех измерительных приборах, классы 3 и 10 применяются вместе с устройствами релейной защиты. Кроме стандартной маркировки, существует дополнительная, затрагивающая вторичные обмотки. Тип Д означает дифференциальную защиту, З – земляную защиту, Р – все остальные релейные защиты.

Современные электротехнические устройства постоянно модернизируются и совершенствуются. Одно из таких направлений касается совмещения в едином комплексе аппаратуры различного назначения. Как правило, такие конструкции состоят из выключателей, разъединителей, измерительных трансформаторов и других установочных элементов. Все детали заключаются в единый кожух, который заземляется, обеспечивая безопасные условия эксплуатации.

electric-220.ru

Измерительные трансформаторы. Электроизмерительные приборы :: SYL.ru

Назначение измерительных трансформаторов – это включение приборов тестирования. Используются данные устройства, как правило, в цепи переменного тока. С помощью них можно проводить различные замеры напряжения. Измерительные приборы в данном случае полностью изолируются, а сила тока регулируется трансформатором. Если речь идет о тестировании силы тока, то используются амперметры. При этом показатели электрического напряжения могут фиксироваться при помощи вольтметра.

Дополнительно к трансформаторам часто подсоединяются омметры. При помощи них в цепи есть возможность определить электрическое сопротивление. Мультиметры являются комбинированными измерительными приборами. Частота колебаний в сети может быть определена при помощи частомера. Если напряжение в ней довольно высокое, то без трансформатора в данной ситуации не обойтись. Отдельно также следует упомянуть о ваттметрах и варметрах. Предназначены они для замеров мощности электрического тока.

Основные типы трансформаторов

На сегодняшний день различают такие основные типы измерительных трансформаторов:

  1. Устройства напряжения.
  2. Модели постоянного тока.
  3. Устройства переменного тока.

Дополнительно разделение трансформаторов происходит по величине коэффициента трансформации. В данном случае различают однодиапазонные и многодиапазонные модификации. В зависимости от типа установки устройства делятся на внутренние и внешние. Также трансформатор может быть встроенным. Дополнительно существуют накладные и даже переносные модификации. Некоторые еще разделяют трансформаторы по типу диэлектрика. На сегодняшний день можно выделить масляный, сухой и газонаполненный подвиды.

Из чего состоит трансформатор?

Устройство измерительных трансформаторов различных типов довольно похожее, однако отличия все же имеются. Если рассматривать приборы напряжения, то они включают в себя магнитопровод и вторичную обмотку. В верхней части прибора обязано располагаться крепежное кольцо. В свою очередь, токопровод находится в середине устройства. Модификации постоянного тока предполагают использование нескольких магнитопроводов и сердечника. Обмотка в данном случае используется первичная. Токопровод в устройстве проходит под крепежным кольцом.

Как проходит тестирование?

Испытания измерительных трансформаторов проводятся при помощи мегаомметра. В данном случае необходимо сделать замеры изоляционных характеристик. Для этой цели дополнительно следует использовать вольтметр. Подсоединение к сети осуществляется через проводники. Проверяется сопротивление по каждой фазе отдельно. Дополнительно трансформаторы могут тестироваться по коэффициенту электрических потерь. В данном случае проводится измерение тангенса угла. При помощи амперметра есть возможность оценить обмотку устройства.

Устройства переменного и постоянного тока

Измерительные трансформаторы переменного тока, как правило, выпускаются встроенного типа. Обмотка у них используется только первичная. Для установки на опорную плоскость они подходят идеально. Максимум параметр входного напряжение может составлять 500 В. Проходные модификации используются только в качестве систем ввода. При этом для распределительных работ они не подходят.

Дополнительно следит учитывать, что многие модели изготовляются с втулками. Также они называются шинными приборами. Трансформаторы постоянного тока отличаются наличием сердечника. Как правило, он устанавливается электромагнитного типа. Работают данные устройства, как обычные усилители. В процессе повышения напряжения цепи происходит намагничивание элемента. Вторичная обмотка в этой ситуации служит для усиления тока.

Трансформаторы напряжения

На сегодняшний день измерительные трансформаторы напряжения выпускаются различных типов. Наиболее распространенным подвидом можно считать однофазные модификации. Пропускная способность у них довольно высокая. При этом процесс индукции осуществляется быстро. Заземляемые трансформаторы, как правило, выпускаются трехфазными. Параметр порогового напряжения у них достигает 400 В. Также существуют каскадные модели. Первичная обмотка у этих устройств разделена. Каждая секция пропускает через себя ток отдельно. Емкостные модификации отличаются наличием делителя. Вторичная обмотка при этом имеется одна.

Однодиапазонные устройства

Однодиапазонные измерительные трансформаторы напряжения, как правило, производятся с сердечниками. Устанавливаются они в цепи с переменным током. При этом показатель порогового напряжения не должен превышать 300 В. Если рассматривать температурные характеристики, то устройства максимум способны эксплуатировать при 40 градусах.

Рабочее напряжение в цепи обязано поддерживаться на уровне 200 В. Номинальная частота устройства в среднем не превышает 50 Гц. По классу точности модели довольно сильно отличаются. Фазовая угловая погрешность в данном случае зависит от пропускной способности вторичной обмотки. Коэффициент трансформации устройства в среднем находится на уровне 50%. Первичный ток системой способен восприниматься до 3 А.

Многодиапазонные модификации

Измерительные трансформаторы данного типа идеально подходят для цепи с переменным током. При этом напряжение максимум выдерживается ими на уровне 500 В. Класс точности устройства зависит от типа сердечника, который установлен. С вольтметрами многие модификации работать способны. Отдельно следует отметить высокий диапазон рабочих частот.

Если эксплуатировать трансформатор в цепи с переменным током, то данный показатель в среднем находится на уровне 55 Гц. Фазовая угловая погрешность в данном случае будет минимальной. Параметр порогового напряжения устройства в основном не превышает 300 В. Для подсоединения измерительных приборов используются клеммы. Заземленные модификации данного типа трансформатора выпускаются довольно редко.

Масляные модели

Измерительные трансформаторы тока с масляными диэлектриками на сегодняшний день являются очень распространенными. Использоваться они могут в цепи с переменным током. В данном случае параметр порогового напряжения не должен превышать 300 В. Класс точности устройства зависит исключительно от типа сердечника. Минимум частота устройства находится на уровне 3 Гц. При этом максимум измерительные трансформаторы тока способны эксплуатироваться при 55 Гц.

Параметр нагрузки в цепи, как правило, не превышает 5 А. Клещи для соединения с приборами используются. На опорной плоскости трансформаторы способны устанавливаться. Модели с системой заземления выпускаются довольно часто. Дополнительно на сегодняшний день существуют шинные модификации. Используются они, как правило, в качестве устройств ввода.

Трансформаторы с газонаполненными диэлектриками

Измерительные трансформаторы данного типа способны похвастаться высокой частотой на уровне 60 Гц. При этом минимум устройства эксплуатируются при 5 Гц. Для того чтобы подключить прибор, необходима цепь с постоянным током. Нагрузки данные устройства способны выдерживать максимум в 6 А. Использовать модель при температуре свыше 45 градусов запрещается. Со всеми токоизмерительными приборами данное устройство взаимодействовать способно.

Ограничение порогового напряжения в системе происходит благодаря сердечнику. При этом магнитопроводов в устройстве, как правило, установлено два. Контакты в данном случае используются с защитной шиной. При этом втулочные модификации встречаются довольно редко. Отдельно также следует упомянуть о том, что существует множество трансформаторов заземленного типа. Обмотка у них используется только первичная. При этом разделение ее на секции не происходит.

Устройства с сухими диэлектриками

Измерительные трансформаторы с сухими диэлектриками чаще всего работают на пару с мультиметрами. При этом к ним также можно подключать вольтметры и амперметры. За счет высокого показателя порогового напряжения точность результатов будет высокой. Ваттметры подключаются к моделям данного типа довольно редко.

Связано это в большей степени с высоким показателем сопротивления внутри цепи. Дополнительно следует учитывать, что на сегодняшний день имеется множество встроенных модификаций. В данном случае параметр порогового напряжения их не превышает 330 В. Втулочные устройства используются довольно редко. При этом разъемы у моделей имеются разнообразные.

Подключать трансформатор к цепи с переменным током можно. Нагрузка на систему максимум может оказываться в районе 5 А. Для того чтобы сердечник работал должным образом, следует следить за параметром рабочего напряжения. Магнитопроводов в устройстве, как правило, имеется два. Проходные модификации трансформаторов выпускаются редко.

www.syl.ru

Измерительные трансформаторы — Знаешь как

Измерительные трансформаторыВ цепях высокого напряжения для безопасности обслуживания измерительных приборов, а также там, где надо расширить их пределы измерений, применяются специальные измерительны е трансформаторы,

На рис. 9-22 показана схема включения электроизмерительных приборов с измерительными трансформаторами.

Рис. 9-22. Включение измерительных трансформаторов и приборов

Все параллельные измерительные цепи ваттметров, счетчиков, вольтметры и др. включаются на вторичную обмотку трансформатора напряжения 1, первичная обмотка которого приключена к питающей, сети. Трансформатор напряжения работает аналогично силовым трансформаторам рассмотренным ранее. Вторичная обмотка его рассчитана на 100 в. Трансформатор нельзя перегружать; выше его номинальной мощности, так как его коэффициент трансформации ƦU = U1 : U2 = ɯ1 : ɯ2 остается постоянным только при этом условии. Тогда первичное напряжение

U1 = ƦUU2

измеряется без ошибка. Внешний вид трансформатора напряжения показан на рис. 9-23.

Измерительный трансформатор напряжения

Рис. 9-23. Измерительный трансформатор напряжения.

Первичная обмотка трансформатора тока (1, рис. 9-24) включается в рассечку линии как амперметр и имеет малое число витков, иногда один-два, или является частью шино-провода (рис. 9-24). Вторичная обмотка его (2, рис. 9-22, 9-24) имеет большее число витков, рассчитывается на 5 а и включается последовательно с обмотками тока ваттметров, счетчиков, амперметрами и др. Как было выяснено ранее , коэффициент трансформации.

Если сопротивление соединительных проводов и подключенных обмоток измерительных приборов не выше допустимой для трансформатора величины, то Ʀ = const.

Тогда

I1 = Ʀ1I2

На измерительных приборах, предназначенных для постоянной работы с измерительными трансформаторами, что написано на приборах, на шкале показаны значения тока, напряжения, мощности и других величин первичной цепи.

Измерительный трансформатор тока

Рис. 9-24. Измерительный трансформатор тока.

Когда измерительные трансформаторы включаются в цепь высокого напряжения, их вторичные обмотки и корпус заземляются (3, рис. 9—22) для безопасности, на случай повреждения изоляции обмоток. Для защиты от коротких замыканий трансформатор напряжения защищается предохранителями. В цепи трансформатора тока, наоборот, предохранители ставить нельзя по следующим причинам.

Измерительные клещи Измерительные клещи

Рис. 9-25. Измерительные клещи.

Намагничивающая сила трансформатора Fx ничтожно мала (рис. 9-8), а н. с. первичной обмотки Fx благодаря включению ее последовательно с потребителем остается постоянной при неизменном токе первичной цепи и не зависит от н. с. вторичной обмотки F2. Когда сопротивление вторичной цепи увеличивается, а ток I2 падает, то F2 уменьшается, a Fx растет. Если разомкнуть вторичную цепь, то F2 обращается в нуль, a Fx возрастает до величины F1. Магнитный поток трансформатора, а с ним и э. д. с. вторичной,обмотки Е2 недопустимо возрастают, что вызывает перегрев сердечника трансформатора, опасность пробоя изоляции обмотки и поражений током обслуживающего персонала.

На рис. 9-25 показаны измерительные клещи.  Это — трансформатор тока с разъемным сердечником и с амперметром, подключенным к вторичной обмотке. Первичной обмоткой служит провод, ток в котором измеряют.

 

Статья на тему Измерительные трансформаторы

znaesh-kak.com

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

PAGE   \* MERGEFORMAT 1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электроснабжения

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

Измерительные трансформаторы напряжения и тока

                                                  Выполнил:  студент                                                                                          очного факультета                                                                     специальности «Электроснабжение»                                                                     НИКОЛАЕВА Полина Андреевна

                                                  Проверил:   КРЕЖЕВСКИЙ Юрий Степанович

Ульяновск2014

Содержание:

1. Введение………………………………………………………………..……3

2. Измерительные трансформаторы напряжения. Общие сведения и схемы соединения……………………………………………………………………..……..4

3. Измерительные трансформаторы тока…………………………………….6

3.1.  Назначение измерительных преобразователей……………………..….6

3.2. Классификация ИПТ………………………………………………...……7

4. Заключение………………………………………………………….………9

Приложение………………………………………………………….….…….10

Библиографический список………………………………..…………..……..12

1. Введение

Трансформатор тока представляет собой аппарат, первичная обмотка которого включена в цепь последовательно. А вторичная обмотка, будучи замкнута на некоторую цепь(“вторичную цепь”) отдаёт в неё ток, пропорциональный первичному току.

В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (и от земли) на полное рабочее напряжение.

Вторичная обмотка в эксплуатации имеет потенциал, близкий к потенциалу земли, так как один конец этой обмотки обычно заземляется.

Таким образом, трансформатор тока позволяет измерять и учитывать ток высокого напряжения приборами низкого напряжения, доступными для непосредственного наблюдения обслуживающим персоналом. При этом во вторичную цепь трансформатора тока включаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счётчиков и т.д.

Часто один и тот же трансформатор тока может быть использован как для целей измерения, так и для целей защиты.

Измерительные трансформаторы напряжения (ТН) являются важными элементами любой высоковольтной сети. Основное назначение трансформаторов напряжения – это понижение высокого напряжения, необходимого для питания измерительных цепей, цепей релейной защиты, автоматики и учета (далее вторичных цепей). С помощью трансформаторов напряжения осуществляется измерение напряжения в высоковольтных сетях, питание катушек реле минимального напряжения, обмоток напряжения защит, ваттметров, фазометров, счетчиков, а также контроль состояния изоляции сети.

2. Измерительные трансформаторы напряжения. Общие сведения и схемы соединения.

Трансформатор напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформатора напряжения показана на рис. 1 [см. приложение 1]; первичная обмотка включена на напряжение сети U1, а ко вторичной обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушке измерительных приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторичной обмотки заземлен.

«Номинальный коэффициент трансформации определяется следующим выражением:

где U1ном , U2ном – номинальные первичное и вторичное напряжение соответственно.

Рассеяние магнитного потока и потери в сердечнике приводят к погрешности измерения

Так же как и трансформаторах тока, вектор вторичного напряжения сдвинут относительно вектора первичного напряжения не точно на угол 180. Это определяет угловую погрешность.»[1]

В зависимости от номинальной погрешности различают классы точности 0,2; 0,5; 1; 3.

Погрешность зависит от конструкции магнитопровода, магнитной проницаемости стали и от cos j вторичной нагрузки. В конструкции трансформаторов напряжения предусматривается компенсация погрешности по напряжению путем некоторого уменьшения числа витков первичной обмотки, а также компенсация угловой погрешности за счет специальных компенсирующих обмоток.

Суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле, подключенных ко вторичной обмотке ТН, не должно превышать номинальную мощность ТН, т.к. в противном случае это приведет к увеличению погрешностей.

«В зависимости от назначения могут применятся ТН с различными схемами соединения обмоток. Для измерения трех междуфазных напряжений можно использовать два однофазных двухобмоточных трансформатора НОМ, НОС, НОЛ, соединенных по схеме открытого треугольника (рис. 2 [см. приложение 2], а), а также трехфазный двухобмоточный трансформатор НТМК, обмотки которого соединены в звезду (рис.2 [см. приложение 2],б). Для измерения напряжения относительно земли могут применяться 3 однофазных трансформатора, соединенных по схеме Y0/Y0, или трехфазный трехобмоточный трансформатор НТМИ (рис.2 [см. приложение 2], в). В последнем случае обмотка, соединенная в звезду, используется для присоединения измерительных приборов, а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы НКФ.» [2]

3.  Измерительные трансформаторы тока3.1. Назначение измерительных преобразователей.

«Измерительный преобразователь тока (ИПТ) это – устройство предназначенное для преобразования первичного тока в такой выходной сигнал, информативные параметры которого функционально связаны с информативными параметрами первичного тока. Для создания ИПТ можно использовать различные физические явления. В настоящее время ИПТ обычно создаются на основе широко применяемого в электротехнике трансформаторного эффекта — в виде трансформатора.» [3]

Трансформатором тока (ТТ), являющимся наиболее широко применяемым ИПТ, называется такой трансформатор, в котором при нормальных условиях работы выходной сигнал является током, практически пропорциональным первичному току и при правильном включении сдвинутым относительно него по фазе на угол, близкий к нулю.

Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь последовательно (в рассечку токопровода), а вторичная замыкается на некоторую нагрузку (измерительные приборы и реле), обеспечивая в ней ток, пропорциональный току в первичной обмотке.

В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (земля) на полное рабочее напряжение. Один конец вторичной обмотки обычно заземляется. Поэтому она имеет потенциал, близкий к потенциалу земли.

Трансформаторы тока по назначению разделяются на трансформаторы тока для измерений и трансформаторы тока для защиты. В некоторых случаях эти функции совмещаются в одном ТТ.

Трансформаторы тока для измерений предназначаются для передачи информации измерительным приборам. Они устанавливаются в цепях высокого напряжения или в цепях с большим током, т. е. в цепях, в которых невозможно непосредственное включение измерительных приборов. Ко вторичной обмотке ТТ для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счетчиков и аналогичных приборов. Таким образом, трансформатор тока для измерений обеспечивает:

1) преобразование переменного тока любого значения в переменный, ток, приемлемый для непосредственного измерения с помощью стандартных измерительных приборов;

2) изолирование измерительных приборов, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения.

«Трансформаторы тока для защиты предназначаются для передачи измерительной информации в устройства защиты и управления. Соответственно этому трансформатор тока для защиты обеспечивает:                                                        

1) преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для питания устройств релейной защиты;

2) изолирование реле, к которым имеет доступ обслуживающий   персонал,   от   цепи   высокого   напряжения.» [4]

Трансформаторы тока в установках высокого напряжения необходимы даже в тех случаях, когда уменьшения тока для измерительных приборов или реле не требуется.

3.2. Классификация ИПТ.

В зависимости от рода тока ИПТ разделяются на ИП переменного и ИП постоянного тока. В работе будут рассматриваться ИПТ переменного тока для установок и сетей с номинальной частотой тока 50 Гц.

По назначению ИПТ разделяются на ИПТ для измерений и ИПТ для защиты. Последние могут предназначаться для работы только в установившихся (статических) режимах либо в установившихся и переходных (динамических) режимах.

В зависимости от вида преобразования ИПТ делятся на преобразователи тока в ток, тока в напряжение (например, трансреакторы, магнитные трансформаторы тока), тока в неэлектрическую величину (например, в световой поток). При этом по способу представления выходной информации ИПТ подразделяются на аналоговые и дискретные.

Одновитковые ТТ (рис. 3 [см. приложение 3]) имеют две разновидности: без собственной первичной обмотки; с собственной первичной обмоткой. Одновитковые ТТ, не имеющие собственной первичной обмотки, выполняются встроенными, шинными или разъемными.

Встроенный трансформатор тока  представляет собой магнитопровод с намотанной на него вторичной обмоткой. Он не имеет, собственной первичной обмотки. Ее роль выполняет токоведущий стержень проходного изолятора. Этот трансформатор тока не имеет изоляционных элементов между первичной и вторичной обмотками. Их роль выполняет изоляция проходного изолятора.

В шинном трансформаторе тока роль первичной обмотки выполняют одна или несколько шин распределительного устройства, пропускаемые при монтаже сквозь полость проходного изолятора. Последний изолирует такую первичную обмотку от вторичной.

«Многовитковые трансформаторы тока (рис. 3 [см. приложение 3]) изготовляются с катушечной первичной обмоткой надеваемой на магнитопровод; с петлевой первичной обмоткой , состоящей из нескольких витков; со звеньевой первичной обмоткой, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансформатора тока конструктивно распределена между первичной и вторичной обмотками, а взаимное расположение обмоток напоминает звенья цепи.» [5]

Заключение

В данной работе были рассмотрены общие вопросы, касающиеся трансформаторов тока и напряжения. Были изучены назначение, принцип действия и устройство различных конструкций трансформаторов тока и напряжения. В работе приведена основная классификация типов трансформаторов тока и напряжения. Даны сведения об основных параметрах и характеристиках отдельных конструкций трансформаторов тока и напряжения внутренней и наружной установки, а также приведены некоторые сведения об остальных типах трансформаторов тока и напряжения.

Приложение

Приложение 1

Рис.1 Схема включения трансформатора напряжения :

1- первичная обмотка;

2- магнитопровод;

3- вторичная обмотка;

Приложение 2

Рис. 2. Схемы соединения обмоток трансформаторов напряжения.

Приложение 3

Рис. 3. Схема трансформатора тока;

______ собственная первичная обмотка ТТ;

----- токоведущий  стержень проходного изолятора (шина)

Библиографический список:

Электронные ресурсы:

1. Измерительные трансформаторы тока. URL:  http://www.ronl.ru /fizika/212219/м

2.  Измерительные трансформаторы тока и напряжения - конструкции, технические характеристики . URL:  http://electricalschool.info/2009/03/30/izmeritelnye-transformatory-toka-i.html

3. Измерительные трансформаторы тока и напряжения. URL:  http://forca.ru/spravka/tt-i-tn/izmeritelnye-transformatory-toka-i-napryazheniya.html

4. Измерительные трансформаторы напряжения. URL: http://malahit-irk.ru/index.php/2011-01-13-09-04-43/116-2011-05-03-12-07-57.html

5. Измерительные трансформаторы. URL: http://leg.co.ua/info/podstancii/izmeritelnye-transformatory.html

refleader.ru

Измерительные трансформаторы

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 32Следующая ⇒

Измерительные трансформаторы – однофазные трансформаторы, используемые для расширения пределов измерения электроизмерительных приборов переменного тока, а так же для изоляции приборов от цепей с высокими напряжениями. Первичную обмотку измерительных трансформаторов включают в сеть, а ко вторичной обмотке подключают измерительные приборы. В сетях высокого напряжения согласно технике безопасности один зажим вторичных обмоток и стальные кожухи измерительных трансформаторов заземляют.

Виды измерительных трансформаторов:

1. Измерительные трансформаторы тока, которые используют для включения амперметров и последовательных цепей измерительных приборов – ваттметров, фазометров, счетчиков и т.д., имеющих малое сопротивление. Конструктивно трансформатор тока существенно отличается от трансформатора напряжения. Его первичной обмоткой часто служит провод большого сечения с током (w1=1), вторичная обмотка выполнена из тонкого провода с количеством витков w2=100-200 (рис. 2.23). Трансформатор тока нормально работает в режиме, близком к короткому замыканию. Работа трансформатора с разомкнутой вторичной обмоткой (в режиме холостого хода) недопустима. При этом возрастает поток в магнитопроводе, что приводит к сильному нагреву магнитопровода и появлению во вторичной цепи большой ЭДС (до 1 кВ), опасной для жизни.

2. Измерительные трансформаторы напряжения, которые используют для включения вольтметров и параллельных цепей измерительных приборов – ваттметров, фазометров, счетчиков и т.д., имеющих высокое сопротивление. Поэтому трансформаторы напряжения работают в режиме, близком к холостому ходу. Конструкция трансформатора напряжения такая же, как у силового трансформатора небольшой мощности.

На рис. 2.24. представлены схемы включения измерительных приборов (амперметра, вольтметра и ваттметра) в однофазную цепь непосредственно (а) и через измерительные трансформаторы (б). Маркировка зажимов трансформатора напряжения аналогична маркировке силовых трансформаторов. Маркировка зажимов трансформатора тока: Л1 и Л2 – зажимы первичной обмотки, включаемой последовательно в цепь; И1 и И2 – зажимы вторичной обмотки.

    Рис. 2.23 а б Рис. 2.24

Показания измерительных приборов, включенных через трансформаторы тока и напряжения, следует умножить на коэффициенты трансформации: и . Для трансформатора напряжения =100В, для трансформатора тока =5А.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Классификация по назначению. Электрические машины по назначению подразделяют на следующие виды:

электромашинные генераторы (генераторы), преобразующие механическую энергию в электрическую. Их устанавливают на электрических станциях, в различных транспортных установках, в устройствах связи, автоматики, измерительной техники и т.д.;

электрические двигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую; они приводят во вращение различные машины, механизмы и устройства, применяемые в промышленности, на транспорте, в военном деле и быту;

электромашинные преобразователи, преобразующие переменный ток в постоянный и наоборот, изменяющие величину напряжения переменного и постоянного тока, частоту, число фаз и т.д. в последнее время роль электромашинных преобразователей уменьшилась вследствие применения статических полупроводниковых преобразователей;

электромашинные компенсаторы, осуществляющие генерирование реактивной мощности в электрических установках для улучшения энергетических показателей источников и приемников электрической энергии.

Классификация по роду тока и принципу действия. Электрические машины по роду тока делят на машины переменного и постоянного тока. Машины переменного тока в зависимости от принципа действия и особенностей электромагнитной системы подразделяют на асинхронные, синхронные и коллекторные машины.

Асинхронные машины используют главным образом в качестве электрических двигателей трехфазного тока. Простота устройства и высокая надежность позволяют применять их в различных отраслях техники для привода станков, грузоподъемных и землеройных машин, компрессоров, вентиляторов, насосов и пр. В системах автоматического регулирования широко используют одно- и двухфазные управляемые асинхронные двигатели, асинхронные тахогенераторы, а также сельсины.

Синхронные машины применяют в качестве генераторов переменного тока промышленной частоты на электрических станциях и генераторов повышенной частоты в автономных источниках питания (на кораблях, самолетах и т.п.). В электрических приводах большой мощности применяют также синхронные двигатели. В устройствах автоматики широко используют различные синхронные машины малой мощности (реактивные, с постоянными магнитами, гистерезисные, шаговые, индукторные и пр.).

Коллекторные машины переменного тока используют сравнительно редко и главным образом в качестве электродвигателей. Они имеют сложную конструкцию и требуют тщательного ухода. В устройствах автоматики, а также в различного рода электробытовых приборах применяют универсальные коллекторные двигатели, работающие как на постоянном, так и на переменном токе.

Машины постоянного тока применяют в качестве генераторов и электродвигателей в устройствах электропривода, требующих регулирования частоты вращения в широких пределах: железнодорожный и морской транспорт, прокатные станы, электротрансмиссии большегрузных автомобилей, грузоподъемные и землеройные машины и пр.

Классификация по мощности. Электрические машины по мощности условно подразделяют на микромашины, машины малой средней и большой мощности.

Микромашины имеют мощность от долей ватта до 500 Вт. Эти машины работают как на постоянном, так и на переменном токе нормальной и повышенной (400-2000 Гц) частоты.

Машины малой мощности – от 0,5 до 10 кВт. Они работают как на постоянном, так и на переменном токе нормальной и повышенной частоты.

Машины средней мощности от 10 кВт до нескольких сотен киловатт.

Машины большой мощности – свыше нескольких сотен киловатт. Машины средней и большой мощности обычно предназначены для работы на переменном токе нормальной частоты.

Классификация по частоте вращения. Электрические машины по частоте вращения условно подразделяют на: тихоходные – с частотами вращения до 300 об/мин; средней быстроходности 300-1500 об/мин; быстроходные – 1500 – 6000 об/мин; свербыстроходные – свыше 6000 об/мин. Микромашины выполняют для частот вращения от нескольких оборотов в минуту до 60 000 об/мин; машины большой и средней мощности – обычно до 3000 об/мин.

 

Читайте также:

lektsia.com

Измерительные трансформаторы | Kursak.NET

7.1. Необходимость измерения тока и напряжения

Электроэнергетика является одной из наиболее автоматизированных отраслей народного хозяйства. Это связано со сложностью и скоротечностью процессов в электрических сетях, а также с тем, что процессы производства, транспортировки и потребления электроэнергии протекают одновременно. С другой стороны электроэнергетические объекты, в том числе электростанции, представляют потенциальную опасность для человека и окружающей среды в связи с высокой энергоемкостью. Автоматизированное управление невозможно без релейной защиты и автоматики (РЗА).

Все элементы электроэнергетической системы рассчитаны на некоторый предельный режим работы, но ни одна электроустановка не обладает абсолютной надежностью. С большей или меньшей вероятностью она может быть повреждена, причем большинство повреждений сопровождается возникновением короткого замыкания (КЗ). Режим КЗ опасен для энергосистемы: устойчивая работа энергосистемы может быть нарушена, из-за существенного искажения параметров режима энергосистемы потребители электроэнергии теряют электропитание, длительное существование токов КЗ разрушает повредившийся элемент энергосистемы до неремонтопригодного состояния.

Релейная защита и автоматика предназначена для выявления поврежденного элемента и быстрого его отключения от энергосистемы. Кроме того, устройства релейной защиты и автоматики должны предупреждать повреждение элемента энергосистемы в случае возникновения ненормального и опасного для него режима работы, сигнализируя о таком режиме оперативному персоналу.

Перечислим основные требования, предъявляемые к устройствам релейной защиты.

Селективность – способность РЗА выявить и отключить именно поврежденный элемент энергосистемы, сохранив в работе остальные элементы. Требование селективности тесно связано с надёжностью электроснабжения.

Быстродействие – способность РЗА в кратчайший промежуток времени выявить и отключить поврежденный элемент энергосистемы.

Чувствительность – способность РЗА реагировать на любые, в том числе минимальные токи короткого замыкания.

Надежность – отсутствие отказов или ложных срабатываний РЗА. С требованием надёжности тесно связано требование резервирования действия релейной защиты.

Устройства РЗА реагируют на значения электрических параметров режима защищаемого объекта (ток, напряжение, направление мощности, сопротивление, частота и др.), а также неэлектрических параметров (температура, давление, освещенность, положение в пространстве). Информацию об этих параметрах РЗА получает от первичных датчиков или первичных преобразователей. Основное назначение первичных преобразователей – масштабировать с определённым коэффициентом измерительный сигнал в величину, удобную для дальнейшей обработки релейной защитой и автоматикой и безопасную для обслуживающего персонала. Наиболее распространёнными первичными преобразователями электрических величин являются измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Второе назначение измерительных трансформаторов – подавать масштабированные электрические величины на приборы технического и коммерческого учёта, в том числе – на измерительные приборы, находящиеся на щите управления электростанции, для обеспечения дежурного персонала необходимой текущей информацией. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала. Кроме того, измерительные трансформаторы дают возможность расширять пределы измерения приборов, т.е. измерять большие токи и напряжения с помощью сравнительно несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений.

7.2. Измерительные трансформаторы тока

Измерительный трансформатор тока (ИТТ) предназначен для подачи тока в цепи амперметров, токовых катушек ваттметров, счетчиков, фазометров, осциллографов, реле тока, реле направления мощности, реле сопротивления и прочих измерительных и защитных устройств, имеющих токовые цепи. ИТТ масштабирует ток до величин порядка 1-5 А. ИТТ включаются в цепь последовательно – рис. 7.1.

ИТТ выполняют в виде повышающего трансформатора, у которого первичной обмоткой служит провод, проходящий через окно магнитопровода. В некоторых конструкциях магнитопровод и вторичная обмотка смонтированы на проходном изоляторе, служащем для ввода высокого напряжения в силовой трансформатор или другую электрическую установку. Первичной обмоткой трансформатора служит медный стержень, проходящий внутри изолятора. ИТТ выполняются только в однофазном исполнении.

clip_image002

Рис. 7.1. Схема включения измерительных трансформаторов тока (ИТТ) и напряжения (ИТН)

Сопротивления обмоток амперметров и других приборов, подключаемых к трансформатору тока, обычно малы. Поэтому он практически работает в режиме короткого замыкания.

Как любой измерительный прибор, ИТТ имеет определённую погрешность, связанную с нелинейностью масштабирования первичного тока во вторичный. Причины погрешности заключаются в нелинейности характеристики намагничивания стали, в наличии ненулевого сопротивления вторичных приборов. В зависимости от целей измерения и значений допускаемых погрешностей ИТТ подразделяют на следующие классы точности:

0,1; 0,2; 0,5; 1; 3; 5; 10 – для измерения;

0,2S; 0,5S – для коммерческого учета;

5Р; 10Р – для РЗА и сигнализации.

Приведенные величины соответствуют допустимой относительной погрешности в %.

7.3. Измерительные трансформаторы напряжения

Измерительный трансформатор напряжения (ИТН) предназначен для подачи напряжения в цепи вольтметров, катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров, осциллографов, реле напряжения, реле направления мощности, реле сопротивления, реле частоты и прочих измерительных и защитных устройств, имеющих цепи напряжения. ИТН масштабирует напряжения до величин порядка 100 В. ИТН включаются в цепь параллельно – рис. 7.1.

Трансформатор напряжения выполняют в виде понижающего трансформатора. Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. ИТН выполняются как в однофазном, так и трёхфазном исполнении.

Так как сопротивления обмоток вольтметров и других приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода.

Реальный режим работы несколько отличается от режима холостого хода, поэтому ИТН имеет определённую погрешность. В зависимости от значения допускаемых погрешностей ИТН подразделяют на следующие классы точности:

0,1; 0,2; 0,5; 1; 3 – для измерения;

3Р; 6Р – для РЗА и сигнализации.

Приведенные величины соответствуют допустимой относительной погрешности в %.

kursak.net


Каталог товаров