Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы используются в цепях переменного тока для подключения электоизмерительных приборов и приборов управления, например амперметров, вольтметров, счетчиков, ваттметров, реле.

Измерительные трансформаторы преобразуют большие напряжения и токи, которые имеются в системах электроснабжения в малые токи и напряжения, допустимые для электроизмерительных приборов и приборов управления.

С помощью измерительных трансформаторов измеряются большие токи и высокие напряжения в цепях переменного тока. Применение измерительных трансформаторов в цепях высокого напряжения обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, т.к. измерительные приборы оказываются изолированными от сети высокого напряжения.

Измерительные трансформаторы подразделяются на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Трансформаторы напряжения

Измерительные трансформаторы напряжения предназначены для преобразования напряжения до значения удобного для измерения. Во вторичную цепь трансформаторов напряжения включаются параллельно вольтметры, катушки напряжения ваттметров и счетчиков. Первичная катушка подключается на напряжение источника питания.

Применение трансформаторов напряжения обеспечивает безопасность для персонала при соприкосновении с измерительными приборами, реле и устройствами автоматики. поскольку цепи высшего и низшего напряжения разделены. Для обеспечения безопасности вторичная обмотка заземляется.

Трансформатор напряжения работает в режиме близком к режиму холостого хода.

Номинальное вторичное напряжение установлено для однофазных трансформаторов 100 В, для трехфазных – .

Реальное напряжение будет:

.

Часто приборы градуируются в расчете на применение определенного трансформатора напряжения.

Устройство трансформаторов напряжения аналогично устройству силовых трансформаторов.

Для работы трансформаторов напряжения характерно не значительное изменение первичного напряжения и большое сопротивление вторичной внешней цепи, т.е. трансформатор напряжения работает в режиме близком к режиму холостого хода.

Схема включения однофазного трансформатора напряжения.

Применение трансформаторов напряжения вносит погрешность в процесс измерения. Погрешность определяется наличием тока холостого хода и падением напряжения I₁·z_к. В результате возникает погрешность при измерении величины напряжения и угловая погрешность. Угловая погрешность определяется тем, что первичное и вторичное напряжения оказываются сдвинутыми по фазе.

Угловая погрешность важна при измерении мощности:

.

Трансформаторы тока

Трансформатором тока называется трансформатор, в котором при нормальных условиях применения вторичный ток практически пропорционален первичному и при правильном включении сдвинут относительно него по фазе на угол близкий к нулю.

В цепь вторичной обмотки трансформатора тока включаются катушки ваттметров и (счетчиков) Эти цепи имеют небольшое сопротивление и поэтому трансформаторы тока работают в режиме близкому к режиму короткого замыкания. Первичная катушка трансформатора тока подключается последовательно с тем приемником, параметры которого измеряются.

Обычно первичная катушка имеет от 1 до 2-х витков. Один провод - один виток.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.

Определения реального значения измеренной величины:

.

Чаю шкалы приборов градуируются в расчете на применение с определенными трансформаторами тока.

Вторичные токи стандартизованы: 1 А, 2 А, 5 А. Трансформаторы тока имеют токовую и угловую погрешности.