3. Поверка трансформаторов тока

Поверка ИТТ классов 0,2; 0.5; I,0 производят дифференциальным методом. Этот метод заключается в сравнении поверяемого трансформатора с ИТТ, пределы погрешностей которого известны и меньше в 3 –5 раз погрешностей поверяемого трансформатора (далее - образцовый).

Принцип дифференциального мeтодa поверки можно пояснить с помощью сxeмы, приведенной на рис.2a. При поверке необходимо, чтобы поверяемый трансформатор ИТТ_п и образцовый ИТТ_о имели равные номинальные коэффициенты трaнсформации.

Первичные обмотки сравниваемых трансформаторов соединяются последовательно и согласно, а вторичные – встречно. Ветвь «аб», образуемая сопротивлением R_о, называют дифференциальной. В этой ветви протекает разность вторичных токов поверяемого и образцового трансформаторов = I_2,д.,п - I_2,д,о.

На рис.2б приведена векторная диаграмма токов. Процедура поверки сводится к измерению составляющей разностного тока _f , совпадающей или противоположной по фазе с током I_2,д,о, и составляющей разностного тока _, сдвинутой по отношению к току I_2,д,о на 90^о. Первая составляющая _f определяет токовую погрешность, а вторая составляющая _ - угловую погрешность.

Действительно, в силу малости угла  модуль _f равен разности модулей векторов I_2,д,о и _2,д,п, т.е. _f = I_2,д,п - I_2,д,о и, следовательно, f_I,% = .

Угол , т.е. токовая погрешность, находится через tg. В соответствии с рис.2б tg = I_/ I_2,д,о  .

В лабораторной работе дифференциальный метод используется для поверки испытуемого ИИТ_п с применением образцового ИТТ_о типа МТТ-1 класса 0,2 . Оба ИИТ имеют K_I,ном = I_1,ном / I_2,ном =3 А/5 А.

Обычно ИИТ высокого класса точности имеет тороидальный сердечник из пермаллоя, на который равномерно намотана вторичная обмотка. На вторичную обмотку намотана секционированная первичная обмотка. Концы секций выведены к пластинам штепсельного коммутатора или клеммам, при помощи которых в первичную цепь тока можно включать различное количество секций в зависимости от требуемой номинальной величины первичного тока. Конструктивно трансформатор выполнен так, что при всех номинальных значениях первичного тока витки первичной обмотки располагаются по тороидальному сердечнику равномерно, а число номинальных первичных ампервитков постоянно.

Погрешности трансформации такой конструкции практически остаются неизменными при любом коэффициенте трансформации. Поэтому достаточно определить погрешности для одного коэффициента трансформации. Особенно удобно проводить поверку для коэффициента трансформации К_I,ном =1 (т.е. 5А/5А), так как в этом случае не требуется использовать образцовый дополнительный трансформатор.

Схема поверки приведена на рис.3а. При таком включении осуществляется самоповерка ИТТ, так как ток вторичной обмотки сравнивается с током, протекающим по первичной обмотке. В соответствии с векторной диаграммой токов имеем (рис. 3б)

f_I,% = ; [рад]

Определение погрешностей f_I, и  сводится к измерению напряжения на резисторе R_o. Для измерения составляющих этого напряжения R_{о f} и R_{о } в работе используется фазочувствительный выпрямитель и вольтметр постоянного напряжения. Схема фазочувствительного выпрямителя (ФВ) приведена на рис. 4а. На вход ФВ подается измеряемое напряжение. Состояние ключей S₁ и S₂ задается управляющим напряжением U_у той же частоты. В один из полупериодов U_у ключ S₁ замкнут, а S₂ - разомкнут. В другой полупериод U_у состояние ключей обратное.

Рассмотрим работу ФВ.

1. Пусть u_вх(t)=U_m Sin(wt) и u_у(t)=U_у Sinwt (см. рис.4б). Тогда средневыпрямленное значение выходного напряжения ФВ определяется как

U_ср.в =U_m Cos / =U Cos / ,

т.е. оно пропорционально составляющей вектора U_вх , совпадающей по фазе с вектором U_у (см. рис. 4в) .

2. Пусть u_вх(t)=U_m Sin(wt) и u_у(t)=U_у Sin(wt /2). Тогда,

U_ср.в =U_m Sin / =U Sin / ,

т.е. оно пропорционально квадратурной составляющей вектора U_вх (см. рис. 4в).