Практическое занятие

Тема: Изучение принципов работы измерительных трансформаторов.

Цель работы:

- Изучить режимы работы измерительных трансформаторов.

- Понять принцип работы измерительных трансформаторов.

Теоретические сведения:

Измерительные трансформаторы подразделяются на трансформаторы тока и напряжения и предназначаются соответственно для преобразования больших переменных токов и напряжений в относительно малые токи и напряжения. Благодаря трансформаторам можно применять приборы с небольшими стандартными номинальными значениями тока и напряжения (например, 5 А и 100 В) в высоковольтных цепях, по которым могут протекать большие токи.

Измерительные трансформаторы состоят из двух изолированных друг от друга обмоток, помещенных на магнитопроводе: первичной с числом витков w₁, и вторичной с числом витков w₂ (рис.1 а, б).



Рис.1 Схема включения измерительных трансформаторов:

а)трансформатор тока; б)трансформатор напряжения
При измерениях в высоковольтных цепях трансформаторы обеспечивают безопасность обслуживания приборов, присоединенных к вторичным обмоткам. Это достигается за счет электрической изоляции (гальванического разделения) первичной и вторичной обмоток трансформаторов и заземления металлического корпуса и вторичной обмотки. При отсутствии заземления и повреждении изоляции между обмотками вторичная обмотка и подключенные к ней приборы окажутся под высоким потенциалом, что недопустимо.

В трансформаторах тока, как правило, первичный ток I₁ больше вторичного I₂. Первичная обмотка выполняется из провода различного сечения в зависимости от номинального первичного тока I_ном. Если I_ном превышает 500 А, она может состоять из одного витка в виде прямой медной шины (или стержня), проходящей через окно сердечника. Вторичная обмотка у всех стандартных трансформаторов тока наматывается из проводов небольшого сечения. В соответствии с ГОСТ 7746-78Е вторичный номинальный ток I_2ном может быть 1;2;2.5;5 А при значениях I_1ном в пределах от 0.8 до 40000 А.

---

В трансформаторах напряжения первичное напряжения U₁ больше вторичного U₂, потому у них w₁> w₂. Обе обмотки выполняются из относительно тонкого провода (первичная из более тонкого, чем вторичная). Вторичное номинальное напряжения U_2ном у стационарных трансформаторов составляет 100 и 100/ В при первичном номинальном значении U_1ном до 750/ В.

По схемам включения в измеряемую цепь и условию работы трансформаторы тока и напряжения отличаются друг от друга.

Первичная обмотка трансформаторов тока, выводы которой обозначены буквами Л₁ и Л₂ (линия), включается в измеряемую цепь последовательно (рис. 1а). Ко вторичной обмотке, выводы которой обозначаются буквами И₁, И₂ (измерение), последовательно подключают амперметры, последовательные обмотки ваттметров, счетчиков и других приборов.

Первичная обмотка трансформатора напряжения, выводы которой обозначаются буквами А, Х (начало-конец), включается в измерительную цепь параллельно(рис.1б), а к выводам вторичной обмотки, обозначаемой соответственно буквами, а, х, подключают параллельно вольтметры, параллельные цепи ваттметров, счетчиков и других приборов.

По показаниям приборов, включенных во вторичные обмотки, можно определить значения измеряемой величин. Для этого их показания надо умножить на действительные коэффициенты трансформации К_I и К_U.

Для трансформатора тока К_I=I₁/I₂. Для трансформатора напряжения K_U=U₁/U₂.

Действительные коэффициенты трансформации обычно неизвестны, так как они зависят от режима работы трансформатора, т.е. от значений токов и напряжений, характера и значения сопротивления нагрузки вторичной цепи и частоты тока; поэтому показания прибора умножают не на действительные, а на номинальные коэффициенты трансформации. Они указаны на щитке трансформатора в виде дроби, числитель которой есть номинальное значение первичной, а знаменатель - вторичной величины.

Номинальный коэффициент трансформации для данного трансформатора имеет постоянное значение. Для трансформаторов тока обозначим его К

---

_Iном , для трансформаторов напряжения –К_Uном.

Относительная погрешность в процентах из-за неравенства действительного и номинального коэффициентов трансформации определяется выражениями:

для трансформатора тока:



для трансформатора напряжения:



Погрешность называется токовой погрешностью, погрешностью напряжения. Кроме этих погрешностей у измерительных трансформаторов

имеется еще так называемая угловая погрешность. Она возникает вследствие фазовых сдвигов между первичной и вторичной величиной, вносимых трансформаторов.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить теоретические сведения;

2. Нарисовать схемы включения трансформаторов тока и напряжения и пояснить принцип их работы;

3. Рассчитать коэффициенты трансформации и погрешности измерительных трансформаторов. Полученные данные занести в таблицу:

№ №	Для трансформатора тока							Для трансформатора напряжения
	I1ном А	I2ном А	I1 А	I2 А	КI	КIном	, %		U1ном В	U2ном В	U1 В	U2 В	КU	КUном	, %
1	5	1	5.25	1.2					200	100	200.3	5
2	10	2	10.3	2.4					250	100	251	10
3	15	2.5	15.5	2.7					300	100	304	15
4	20	5	21.5	5.2					350	100	355	20
5	25	1	25.3	1.1					400	100	406	25
6	30	2	32	2.4					450	100	457	30
7	35	2.5	35.6	2.8					500	100	509	35
8	40	5	41.3	5.6					550	100	554	40
9	45	1	45.8	1.4					600	100	603	45
10	50	2	52.5	2.1					650	100	652	50
11	55	2.5	55.9	2.7					700	100	701	55
12	60	5	63.3	6					750	100	758	60
13	65	1	66.3	1.4					100	100	101	65
14	70	2	71.2	2.8					150	100	155	70
15	80	2.5	81	3					230	100	232	75

---

4. Сделать вывод.

5. Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1). В чем отличие включения в цепь трансформаторов тока и напряжения?

2). Для чего применяется измерительные трансформаторы при измерениях в высоковольтных цепях?

3). Что можно определить по показаниям приборов, включенных во вторичные обмотки?

---

Смотрите также файлы

• Основные показатели инфляции в России и Краснодарском крае.docx

• Кнделікесеп Оу істжірибесі бойынша.docx

• Где посетить нефролога.docx

• Истоки логики греческое чудо.docx

• Лекция 1. Философия Древней Индии Проверил к филос н., доцент, доцент кафедры философии и теологии Резник С. В.docx