Тема 1.4. Измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Назначение. Устройство. Коэффициент трансформации. Стандартные значения вторичных величин. Включение измерительных трансформаторов в измеряемую цепь. Включение электроизмерительных приборов во вторичную обмотку трансформаторов тока.

Техника безопасности при работе с измерительными трансформаторами.

План

1. Измерительные трансформаторы тока

2. Измерительные трансформаторы напряжения

Трансформаторы тока предназначены для преобразования измеряемых переменных токов в относительно малые токи. Во вторичную цепь трансформатора тока включают амперметры, последовательные обмотки ваттметров, счётчиков и других приборов.

В цепях высокого напряжения при помощи трансформаторов тока измерительные приборы изолируются от проводов высокого напряжения. Таким образом, с одной стороны, достигается возможность применения низковольтных измерительных приборов, с другой стороны, обеспечивается безопасность обслуживания измерительной установки.

Трансформатор тока состоит из стального магнитопровода и двух изолированных обмоток. Первичная обмотка Л1, Л2, имеющая меньшее число витков, включается в рассечку провода с измеряемым током. Вторичная обмотка с большим витком И1, И2 замыкается на амперметр и токовые обмотки измерительных приборов, соединённые последовательно .

Так что сопротивление вторичной внешней цепи мало и обычно не превышает 1–2 Ом.

Принцип работы трансформатора тока тот же, что и трансформатора напряжения, но в отличие от последнего он работает в условиях, близких к короткому замыканию. Кроме того, первичный ток трансформатора тока не зависит от сопротивления его вторичной цепи. При работе этот ток может изменяться от нуля до номинального, а при коротких замыканиях в цепи может превосходить номинальный в десятки раз.

Отношение действительного значения первичного тока I₁ к действительному значению вторичного тока I₂называется действительным коэффициентом трансформации трансформатора тока, т.е. k=I₁ /I₂ . При известном коэффициенте k, измерив вторичный ток амперметром, определяем первичный ток: I₁ =k·I₂ .

Действительный коэффициент трансформации обычно не известен, так как он зависит от режима работы трансформатора тока, т.е. от измеряемого тока, значения и характера сопротивления вторичной внешней цепи и от частоты тока. Вследствие этого пользуются даваемым заводом на щитке трансформатора номинальным коэффициентом трансформации k_Н =I_Н1 /I_{H 2} , представляющим отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току трансформатора. Зная k_H , находим приближённое значение переменного тока: I'₁=k_H ·I₂ .

Погрешность при измерении тока, вызванная применением трансформатора,

где гК=г1 – погрешность в коэффициенте трансформации или погрешность по току.

Вторичный номинальный ток у большинства трансформаторов тока равен 5 А.

Один из выводов вторичной обмотки должен быть заземлён.

По точности трансформаторы тока подразделяются на десять классов: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 10.

Разновидность трансформатора тока с разъёмныммагнитопроводом и вторичной обмоткой, замкнутой на амперметр, носит название измерительных клещей. Разъёмный магнитопровод даёт возможность измерять ток в проводе, не разрывая его, а только охватывая его как клещами.