Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Вимірювальні трансформатори струму та напруги
Вимірювальними трансформаторами струму і напруги називаються трансформатори струму й напруги, які мають нормовані метрологічні характеристики і застосовуються як масштабні вимірювальні перетворювачі. На відміну від силових трансформаторів, вимірювальні трансформатори мають бути малої потужності, щоб забезпечити високі метрологічні характеристики. Вимірювальні трансформатори струму і напруги застосовуються для розширення діапазону вимірювання струмів і напруг у таких галузях, як електроенергетика, системи енергопостачання, електротранспорт тощо. Крім того, вимірювальні трансформатори створюють електричну ізоляцію між вимірювальними приладами і електричними високовольтними колами, що значно підвищує безпечну роботу обслуговуючого персоналу, оскільки прилади ввімкнені в обмотку низької напруги і заземлені. Вимірювальні трансформатори струму й напруги складаються із замкненого магнітопроводу, на якому намотані й електрично ізольовані одна від одної первинна і вторинна обмотки з кількістю витків ω1 та ω2 (рис. 2.1.4.1). Магнітопроводи вимірювальних трансформаторів виготовляють із спеціальних сортів електротехнічної сталі з домішкою кремнію або із залізо-нікелевих сплавів типу пермалоя тороїдальної (кільцевої) чи прямокутної форм. Обмотки виконують проводом в ізоляції. Принцип дії вимірювальних трансформаторів. Дія силових і вимірювальних трансформаторів ґрунтується на однакових принципах. Якщо первинну обмотку вимірювального трансформатора ввімкнути в електричну мережу, струм або напруга якої підлягає вимірювальному перетворенню, а вторинну обмотку приєднати до вимірювального приладу, то у первинній і вторинній обмотках проходитимуть змінні синусоїдні струми i1(t) та i2(t). Змінні струми i1(t) та i2(t) створюють в обмотках магніторушійні сили F1(t)=ω1i1(t) та F2(t)=ω2i2(t). Під дією цих сил у трансформаторі збуджується змінне магнітне поле, яке можна умовно поділити на три складові: основне магнітне поле, магнітні лінії якого розміщені в межах магнітопроводу і зчеплені як з усіма витками первинної, так і з усіма витками вторинної обмоток; магнітні поля розсіювання первинної та вторинної обмоток, магнітні лінії яких частково розміщені в магнітопроводі, а частково — поза його межами і зчеплені з частиною витків, відповідно, первинної і вторинної обмоток. Під дією змінного основного магнітного поля в первинній і вторинній обмотках, відповідно до закону електромагнітної індукції, наводяться електрорушійні сили e1(t), e2(t) Первинна обмотка працює як споживач електричної енергії, тому електрорушійна сила первинної обмотки спрямована проти прикладеної напруги і обмежує струм первинної обмотки. Вторинна обмотка працює як джерело електричної енергії, тому електрорушійна сила е2(t) спричинює струм i2(t) і визначає його амплітуду. Магнітні поля розсіювання також наводять електрорушійні сили розсіювання у первинній і вторинній обмотках. Під дією змінних магнітних полів у магнітопроводі наводяться електрорушійні сили, що спричинюють так звані вихрові струми, або струми Фуко. Це призводить до втрат енергії на нагрівання. Друга складова втрат енергії в магнітопроводі спричинена перемагнічуванням феромагнітного магнітопроводу під дією магнітних полів обмоток. Втрати енергії призводять до зсуву фаз між основним магнітним потоком і намагнічувальним струмом на кут ер, який називається кутом магнітних втрат. Електромагнітні процеси в трансформаторі відображені на схемі заміщення трансформатора (рис. 2.1.4.2). Схемі заміщення трансформатора відповідає векторна діаграма струмів і напруг трансформатора (рис. 2.1.4.3). Користуючись схемою заміщення і векторною діаграмою, можна записати співвідношення між основними фізичними величинами трансформатора. Вторинна обмотка трансформаторів напруги приєднується до вимірювальних перетворювачів або приладів з високим вхідним опором (вольтметри, паралельні кола ватметрів та лічильників енергії тощо), тому струм у вторинній обмотці незначний і трансформатори напруги працюють в режимі, близькому до режиму холостого ходу. Трансформатори струму працюють в режимі, близькому до режиму короткого замикання, оскільки первинна обмотка вмикається в розрив досліджуваного кола і працює в режимі заданого струму, а вторинна — до вимірювальних приладів (амперметрів, послідовних кіл ватметрів та лічильників електричної енергії) або перетворювачів (шунтів) з незначним вхідним опором. Метрологічні характеристики вимірювальних трансформаторів. Вимірювальні трансформатори як вимірювальні масштабні перетворювачі характеризуються коефіцієнтами перетворення або чутливістю: Як прийнято, трансформатори характеризуються не коефіцієнтом перетворення, а коефіцієнтом трансформації: Для вимірювальних трансформаторів струму й напруги нормується номінальний коефіцієнт трансформації, який визначається через відношення кількості витків первинної і вторинної обмоток
Коефіцієнт трансформації реального вимірювального трансформатора визначається через комплексні вхідну U1 і вихідну U2 напруги і є комплексною величиною: Відхилення реального коефіцієнта трансформації від номінального зумовлює комплексну похибку коефіцієнта трансформації, яка для вимірювальних трансформаторів напруги визначається як
а для вимірювального трансформатора струму як
Дійсні складові fU, fI комплексних похибок кц, визначають похибку модулів коефіцієнтів трансформації: Уявні частини комплексних похибок — це так звані кутові похибки, зумовлені зсувом фаз між синусоїдами первинних и1(t), і1(t) та відповідних вторинних и2(t), і2(t) напруг і струмів.
|