20 Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Измерительные трансформаторы.

И х применяют для расширения пределов измерения приборов по переменному току и их используют только в высоковольтных, высокоточных сетях, где прямое включение приборов в цепь опасно, т.к. нет приборов на очень высокие токи и напряжения.

Они делятся на два типа: трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Трансформаторы напряжения.

Первичная обмотка трансформатора напряжения рассчитана на высокое напряжение, имеет насколько тысяч витков и подключается всегда к двум высоковольтным проводам.

Вторичная обмотка имеет не много витков, рассчитана по ГОСТу на среднее U = 100 B (реже ) и к ней подключают параллельно измерительные приборы: вольтметры, а также вольтметры сложных приборов (счетчиков, ваттметров, фазометров).

- известен, но

Измеряя U₂, и умножая его на к, определяют высокое первичное напряжение, причем, чем больше к, тем большее первичное напряжение можно измерять с помощью данного трансформатора напряжения. Иногда такое умножение к на U₂ производят на заводе – изготовителе и на шкалу сто вольтового вольтметра наносят цифры высоких первичных напряжений, но на шкале такого прибора ставят знак . Эта запись означает, что данный прибор должен работать совместно с трансформатором напряжения, у которого U₁ = 6000 В, U₂ = 100 В, к = 60, т.е. показания прибора на заводе уже умножили на 60. Т.о. трансформаторы напряжения позволяют:

1.Расширить пределы измерения приборов, т.е. с помощью вольтметров рассчитанных на 100 В измерять напряжение высоковольтных цепей, десятки и сотни тысяч вольт.

2. Обеспечивают безопасность обслуживания высоковольтных установок, т.к. трансформатор напряжения понижающий и персонал работает с напряжением не более 100 В; первичные и вторичные обмотки трансформатора напряжения разделены толстым слоем изоляции; один конец высоковольтной обмотки и бак всегда заземляют.

Особенности трансформаторов напряжения.

Принцип работы и устройство трансформаторов напряжения такие же, как у силовых трансформаторов. Т.к. нагрузкой трансформаторов напряжения являются вольтметры, а сопротивление вольтметра велико, то ток вторичной обмотки I₂ мал, мал и ток I₁, поэтому трансформатор напряжения работает в режиме близком к холостому ходу при малых токах.

Погрешности трансформаторов напряжения.

Трансформатор напряжения вносит в измерения две погрешности:

1. По напряжению;

2. Угловая погрешность;

При измерениях неизвестен действительный или истинный к, т.к. он зависит от токов в обмотках и от характера нагрузки. Поэтому не известно истинное значение первичного напряжения. Мы пользуемся номинальным к, который указывает завод – изготовитель на щитке и определяем U₁ приближенно:

Абсолютная погрешность равна:

В идеальных трансформаторах векторы U₁ и U₂ сдвинуты на 180^о. В реальных трансформаторах этот сдвиг отличается от 180^о на , который и является угловой погрешностью, которая сказывается на работе ваттметров, счетчиков и фазометров.

Обе погрешности трансформатора напряжения зависят от токов в обмотках I₁ и I₂, если токи малы или близки к нулю, то будут близки к нулю и обе погрешности, и, наоборот, с ростом токов растут погрешности трансформатора напряжения, он переходит в более низкий класс точности.

Один и тот же трансформатор напряжения может работать в нескольких классах точности, в зависимости от тока вторичной обмотки, и эти классы указывают на щитке.

Классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 3;

Оказывается, что ток зависит от количества подключенных приборов, чем их больше, тем больше ток , больше ток , больше погрешности и трансформатор напряжения переходит в более низкий класс точности. На щитках также указывают номинальную мощность трансформатора напряжения для нескольких классов точности.

Номинальной мощностью называют максимальную мощность трансформато ра напряжения, которую можно от него получить, но при условии, что погрешности не выходят из заданного класса точности. Она всегда мала и растет с ростом тока.

Выбор трансформатора напряжения.

Его выбирают по двум условиям:

1. По напряжению: необходимо, чтобы напряжение высоковольтной сети было меньше или равно номинальному напряжению, на которое рассчитана первичная обмотка трансформатора напряжения, его находят в таблице.

2. По классу точности: необходимо, чтобы суммарная мощность всех измерительных приборов, подключенных ко вторичной обмотке трансформатора напряжения, была меньше или равна номинальной мощности трансформатора напряжения.

Если суммарная мощность приборов будет больше , то трансформатор напряжения перейдет в более низкий класс точности.

Типы трансформаторов напряжения.

Кроме однофазных трансформаторов напряжения бывают трехфазные трансформаторы напряжения, у которых три первичных обмотки, подключенных к высоковольтной трехфазной цепи и три вторичных, каждая на сто вольт и к ним подключают измерительные приборы.

Если , то трансформатор напряжения сухой воздушный, если , то масленый.

Первая буква: Н – напряжение.

Вторая буква: О или Т – однофазный или трехфазный.

Третья буква: С или М – сухой или масленый.

Четвертая буква: И – измерительный.