5.4 Сурет – Токты өлшегендегі әдістемелік қателіктер

5.4 а суретінде көрсетілген электр тізбегіндегі ток күшінің шын мәні Ом заңымен табылады

I=U/R.

Бұл тізбекке амперметрді қосқан токтың мәні өзгереді.

I₁=U /(R+R_a).

Бұл жағдай әдістемелік қателік пайда болуға әкеліп соғады:

а) абсолюттік – Δ_әқ=U/(R+R_a )-U/R=-(UR_a)/R(R+R_a);

ә) салыстырмалы – δ_әқ=Δ_эқ/(U/R)=-R_a/(R+R_a)=-1/ (1+R/R_a).

Мысал. R=10 Ом,

R_a=0.1 Ом.

δ_эқ=-[1/(1+100)]*100=-0.99=-1%.

Жалпы қарастырғанда былайша жасаймыз:

а) егер R/R_a>1 деп алсақ (5.10) арқасында рауалды (допустимая) қателікті табуға болады

_қр<|R_a/R|;

ә) рауалды қателік амперметрдің дәлдік класына қарағанда 10 есе аз болу керек:

δ_қр<0,1γ_а.

Мысал. Егер γ_а=1%; егер R=10 Ом, сонда R_a=δ_әқр*R=0,1*10^-2*10=0,01 Ом.

Кернеуді өлшегенде де вольтметрдің ішкі кедергісінің әсерімен өлшеу қателігі пайда болады (5.5 сурет).

a) б)

5.5 Сурет – Кернеуді өлшегендегі әдістемелік қателіктер

Вольтметрдің ішкі кедергісінен электр тізбегіндегі токтың шын мәні (I=V/R) – өзгереді

.

Сондықтан әдістемелік қателік пайда болады:

а) абсолюттік – Δ_әқ=U(R+R_в)/RR_в-U/R=U/R_в;

ә) салыстырмалы – δ_әқ=Δ_әқ*R/U=R/R_в.

R_в –үлкен болған сайын қателік азаяды.

Рауалды қателік вольтметрдің дәлдік класынан (γ_в) 10 есе аз болуы керек.

Мысал. γ_в=1%, δ_әқр=0,1%,

R=10кОм.

Сонда R_в=R/ δ_әқр=(10*100)/0.1=10кОм.

32. Шунттар мен қосымша кедергілердің метрологиялық сипаттамалары.

Шунттың метрологиялық параметрлері:

1. Шунттың номинальдық тоғы – I_шн (1А....7.5кА).

2. Шунттан I_шн тоғы өткенде кернеудің номинальдық түсуі U_шн (50, 60, 75, 100 мВ).

3. Шунттың дәлдік класы

(0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5).

= (R_шд-R_шн )*100/ R_шн (5.1)

мұнда R_шд – жасалып шыққаннан кейінгі шунттың кедергісі.

Шунттың кедергісі номинальдық мәндер арқылы табылады

R_шн=U_шн/I_шн. (5.2)

Қосымша резисторлар мангазиннен жасалады және олардың формасы әртүрлі болады: өзек түрлі, таспа, қиықша, орауыш, шығыршық түрде.

Олар қорғауыш қорабқа орналасады.

Олар үшін келесі метрологиялық сипаттамалар бекітілген:

1. Номиналдық кернеу, U_RH, (300-3000)В.

2. Номиналдық ток, I_RH, (3...30мА).

3. Дәлдік классы, γ (0,1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5%).

Қосымша резистордың мәнін табу үшін мына формуланы қолданады

R_қ=R_a(m-1)

мұнда m=U /U_ан =U/I_анR_а – бөлу коэффициенті.

33. Токтық трансформатордың (тт) жұмыс істеу принципі, қолданылуы және метрологиялық сипаттамалары.

Кернеуі 600В асатын айнымалы токтың желілеріндегі токтың шамасын өлшеу үшін арнайы жасалған масштабтық түрлендіргіштер қолданады. Оның бірі токты өлшеуіш трансформаторлар.(ТТ) Кернеуі 3кВ асатын айнымалы токтың кернеуін өлшейтін түрлендіргішке арнайы жасалған кернеуді өлшеуіш трансформаторлар жатады (КТ).

Кернеу мен токты өлшеуіш трансформаторлардың күшті токты техникада энергияжабдықтауда қолданудың екі себебі бар. Біріншіден; оны жай есептеумеуде түсінуге болады. Мысалы, кернеуі 150 кВ электр желісін 500В арналған электрмагниттік аспаппен бақылау керек дейік. Егер бұл аспаптың өзінің номиналдық кернеуінде пайдаланатын тоғы 10мА болса және қосымша кедергінің пайдаланатын қуаты 1,5кВА болады екен. Бұл өлшеу тәсілінің пайдаланудағы құнсыздығынан басқа тағы бір жағдай ыңғайсыздық туғызады. Ол өлшеу кезінде пайда болатын жылулық. Егер өлшеуіш аспаптар тарату қалқанда тығыз орналасса бұл жылулық өсе-өсе өртке айналып кетуі мүмкін. Сондықтан өлшеуіш трансформаторлар қолданылады. Олардың шығыны аз, КПД-сі 100  жетеді. Екінші себебі, өлшеуіш трансформатор өлшеуіш аспапты басқы электржелісінен гальваникалық дарақтайды, жұмысшы операторларға қауіпсіздік туғызады.

Токты өлшеуіш трансформатолар айнымалы токтың тарату құрылғыларында мына төменгі аспаптардың токтық тізбектерін жабдықтау үшін қолданылады: амперметрлерді, ваттметрлерді, фазаметрлерді және қуатты түрлендіргіштерді.

Токтық трансформатрлар (ТТ) электромагниттік электр аппараты болып саналады. Олар бірінші токты I₁ екінші токқа I₂ біркелкі (бір сызықпен) түрлендіру үшін қолданады. Оның екінші тоғы I₂ стандартты шамада 5А болады. 6.1 суретте ТТ-ның конструкциясы және оны қосу схемасы келтірілген.

ТТ-ның токты түрлендіру әрекеті номиналдық трансформациялау коэффициенті арқылы көрсетіледі

(6.1)

мұндағы: W₁ – бірінші орамадағы орамның саны (1,2,...п);

W₂ – екінші орамадағы орамның саны;

I_1ном – бірінші номиналдық ток (10;15;20; ... 40000А);

I_2ном – екінші номинальдық ток (1,2,5А).

а)

а) құралу принципі: 1 – электр желісі, бірінші орама; 2 – оқшаулатқыш; 3 – өзекше; 4 – екінші орама.

б) қосу сұлбасы: Л₁, Л₂ – бірінші қысқыштар; И1, И2 – екінші қысқыштар; РА – жұмысшы амперметр.

6.1 Сурет – Бірорамдық өлшеуіш ТТ

ТТның қателіктері нормаланғандықтан оларды өлшеуіш трансформаторлар деп атайды:

а) токтық қателігі ₁ = (I₂K_тн – I₁) I₁100%; (6.2)

ә) бұрыштық қателік Ө₁ (6.2 сурет), (рад; град).

6.2 Сурет – Бұрыштық қателік

Осы қателіктердің деңгейіне қарай ТТ әртүрлі дәлдік кластарға бөлінеді: 0,2; 0,2S; 0,5 и 0,5S (6.1. кесте)

Номинальдық жүктеме деп екінші тізбектегі барлық кедергіні айтады, онда Cos = 0,8 болу керек.

Дәлдік класс жүктеменің шамасы 25 тен 100% дейін өзгергенде рұқсат етілген қатенің пайызын көрсетеді (6.1 кесте).

6.1 кесте – Тоқтық трансформатордың рұқсат етілген қателіктері

Дәлдік класы	Бірінші ток, Iномқанша %	Рұқсат етілген қателіктер шегі			Екінші жүктеменің шегі, номиналдан қанша %
		Токтық %	Бұрыштық
			град.	рад
0,5	5 20 100-120	1,5 0,75 0,5	90 45 30	2,7 1,35 0,9	25-100
0,5S	1 5 20 100-120	1,5 0,75 0,5 0,5	90 45 30 30	2,7 1,35 0,9 0,9	25-100

Токтық трансформаторға өлшеуіш аспаптарды бірінен кейін бірін қосуға болады, бірақ бұл кезде екінші орамдағы токтың шамасы көп өзгермеу керек. Қосқан өлшеуіш аспаптың саны көп болуы мүмкін, бірақ олардың қосынды жүктемесі завод көрсеткен трансформатордың номиналдық жүктемесінен артпау керек.

Токтық трансформатордың жүктемесі деп оның екінші орамасына қосылған барлық кедергілердің қосындысын айтады. Оған токты алып келетін сымдардыңда кедергілері кіреді. Трансформатордың жүктемесі Ом арқылы көрсетіледі және қуаттың коэффициенті де беріледі. Сүйтіп токтың трансформаторға қосылған аспаптардың жалпы кедергісі оның номинальдық жүктемесінен аспау керек. Егер бірінші орамада токтың күші өзгермесе, екінші орамада да токтың күші онша өзгермейді. Бұл кезде басты қателіктің шамасы дәлдік кластың шамасынан аспауы керек. Бұл жағдай тек қана токтық трансформатордың қысқа тұйықталу режимде істегенде ғана болады. Трансформатор бұл режимде істегенде бірінші орамдағы токтың күшінен пайда болған өзекшедегі магнит өрісі қарама-қарсы бағытталған екінші орамдағы токтан пайда болған магнит өрісі мен тепе-тең. Тек қана аз шамалы магнит өрістерінің айырмашылығы қалады, бірақ оның шамасы екінші магнит өрістен ең болмағанда 100 есе аз. Өзекшенің көлемі осы магнит өрістерінің айырмашылығына сәйкес алынады.

Егер трансформатордың екінші орамының ұштары еш нәрсеге қосылмай ашық болса, бірінші токтан пайда болған барлық магниттік өріс өзекшені жүктемелейді. Сондықтан өзекше қатты қызады, трансформатор жұмыстан шығып қалуы мүмкін. Трансформатордың екінші орамасында трансформациялық коэффициентке сәйкес өмірге қауіпті жоғары кернеу пайда болады. Сондықтан өлшеуіш аспаптар тіркелген тізбекті тек қана 2 жағдайда ажыратуға болады, олар: қашан трансформатордың екінші орамасы қысқа тұйықталған, не трансформатордың бірінші орамында ток жоқ. Осы себептен трансформатордың екінші орамына сақтандырғыш қойылмайды.