Меню

Лабораторная работа измерительные трансформаторы тока



Лабораторная работа: Изучение устройства и принцип действия трансформаторов тока и напряжения

Практическая работа № 5

Тема: Изучение устройства и принцип действия трансформаторов тока и напряжения.

Цель: Изучить трансформаторы тока и напряжения.

Трансформаторы тока (ТТ) предназначены для измерения тока и питания схем защиты, а также для изолирования цепей измерения и защиты от высокого напряжения. Они выполняются как для внутренней, так и для внешней установки на всю шкалу токов и напряжений.

Трансформатор тока имеет две обмотки. Первичная обмотка (рис. 12-1) включается последовательно в измеряемую цепь. Ток этой обмотки и есть измеряемый ток. Вторичная обмотка 2 должна быть обязательно замкнута на нагрузку (на измерительный прибор, цепь зашиты и т. д.), сопротивление которой не превосходит определенного значения. Разомкнутое состояние вторичной обмотки является аварийным режимом.

Так как ток первичной обмотки не изменяется при разрыве цепи вторичной обмотки, то на вторичной обмотке возбуждается очень высокое напряжение, которое может привести к пробою изоляции. Для безопасности работы в случае повреждения изоляции между первичной и вторичной обмотками вторичная обмотка должна быть, кроме тою, обязательно заземлена.

Основными параметрами ТТ являются следующие.

Номинальное напряжение — линейное напряжение системы, в которой трансформатор должен работать. Это — напряжение, на которое рассчитана изоляция первичной обмотки.

Номинальный первичный и вторичный ток — ток, который трансформатор может пропускать длительно не перегреваясь. Номинальный ток вторичной обмотки стандартизован и может быть 5 или 1 А. Вторичных обмоток может быть несколько с разными номинальными токами.

Номинальный коэффициент трансформации — отношение номинального первичною тока к номинальному вторичному току:

Номинальная нагрузка трансформатора — это сопротивление нагрузки в омах, при котором трансформатор работает в своем классе. Иногда этот термин заменяется номинальной мощностью в вольт-амперах.

Класс точности. Вследствие потерь в трансформаторе реальный коэффициент трансформации не равен номинальному. Различают погрешность токовую и угловую, Токовая погрешность в процентах определяется выражением

В зависимости от значения токовой погрешности различают классы точности (0,5; I). Класс точности говорит о погрешности по току при номинальных условиях.

В идеальном трансформаторе вторичный ток сдвинут по фазе относительно первичного на 180°. В реальном трансформаторе этот угол отличается от 180 П . Погрешность по углу измеряется в минутах.

Номинальная предельная кратность. С увеличением первичного тока выше номинального значения погрешность ТТ сначала уменьшается, затем по мере насыщения магнитопровода увеличивается. ТТ является одним из основных звеньев систем защиты. При токах короткого замыкания погрешность может быть такой, что нормальная работа защиты не будет обеспечиваться. Поэтому для ТТ указывается предельная кратность тока первичной обмотки по отношению к номинальному току, при которой полная погрешность не превышает 5 или 10% (разные классы), и в пределах этой погрешности проектируется нормальная работа зашиты.

Термическая стойкость — отношение предельно допустимого тока, который трансформатор может выдержать без повреждений в течение нормированного времени, к номинальному первичному току при номинальной вторичной нагрузке и нормированной температуре окружающей среды, с учетом предварительного нагрева ТТ номинальным током.

Динамическая стойкость — отношение амплитудного значения предельного сквозного тока короткого замыкания, выдерживаемого трансформатором без механических повреждений, к амплитудному значению номинального первичного тока.

Конструкции ТТ. Конструкции трансформаторов тока весьма разнообразны. При этом они состоят из замкнутого магнитопровода с соответствующими обмотками и корпуса. Магнитолровод может быть прямоугольный шихтованный или тороидальный, навитый из ленты. Трансформатор может иметь несколько магнитопроводов 2 (рис. 12-2, а). При напряжениях до 35 кВ магнитопровод может служить опорой трансформатора. Вторичные обмотки 3 всегда многовитковые. Первичная обмотка 4 может быть многовитковой (обычно на токи до 400 А) или одновитковой на токи от 600 А и выше. В последнем случае витком служит шина или стержень, проходящие через окно магнитопровода (проходной ТТ — рис. 12-2,6). Этим же витком может служить шина распределительного устройства, пропускаемая через то же окно трансформатора (шинный ТТ — рис. 12-2, в).

Обмотки могут выполняться из изолированного или голого медного провода. Для напряжений до 35 кВ широкое распространение получила изоляция первичной обмотки от вторичной и от заземленных деталей литым компаундом на основе эпоксидной смолы. Литой изоляционный корпус I (рис. 12-2, а) защищает первичную и вторичную обмотки от возможных механических повреждений и проникновения влаги.

Рис. 12-1. Схемы включения трансформатора тока (ТТ) и трансформатора напряжения — однофазного (ТН) и трехфазного (ЗТН)

ТТ может выполняться с двумя магнитопроволами, как это показано на рис. 12-2, в. Первичные обмотки здесь всегда соединены последовательно, а вторичные можно соединить последовательно или параллельно. При последовательном соединении вторичных обмоток коэффициент трансформации не изменяется, здесь суммируются вторичные ЭДС, что позволяет соответственно увеличить сопротивление нагрузки. При параллельном соединении вторичных обмоток суммируется ток, т. е. соответственно меняется коэффициент трансформации.

На напряжения 35 кВ и выше для открытых установок применяются ТТ с масляной изоляцией. В СССР наибольшее распространение получили опорные ТТ «восьмерочного» типа (рис. 12-3, а).Первичная обмотка 3 и комплект магнитопроводов со вторичными обмотками имеют вид двух колец, сцепленных как звенья цепи. Обмотки изолированы кабельной бумагой. Первичная обмотка выполняется из двух одинаковых секций, соединяемых переключателем последовательно или параллельно, благодаря чему трансформатор имеет два номинальных первичных тока, находящихся в отношении I : 2. Переключения осуществляются после отключения первичной обмотки ТТ от сети.

Обмотки размешаются в фарфоровой покрышке 7 (рис. 12-3,6), заполненной маслом и имеющей маслоуказатель 6 и дыхательный клапан 5. Покрышка вместе с обмотками крепится к стальному основанию Я. Выводы первичной обмотки 4 расположены в верхней части покрышки, выводы вторичной обмотки — в клемной коробке 9 находящейся в основании.

С ростом номинального напряжения стоимость ТТ возрастает примерно пропорционально квадрату напряжения в основном за счет изоляции. Поэтому при напряжении U > 220 кВ применяют каскадную схему включения ТТ. Например, на напряжение 500 кВ используют два блока на напряжение по 250 кВ, каждый из которых выполнен аналогично ТТ, изображенному на рис. 12-3. Вторичная обмотка первого ТТ питает первичную обмотку второго ТТ. Стоимость возрастает в два раза, а не в четыре.

Источник

Измерительные трансформаторы тока и напряжения

Назначение и конструкция трансформаторов тока и напряжения. Работа схемы контроля изоляции в системах с изолированной нейтралью при помощи трансформаторов напряжения. Соединение обмоток трансформаторов тока и приборов. Векторная диаграмма напряжений.

Подобные документы

Изучение конструкции трансформаторов напряжения, трехфазных и однофазних. Описание типов их изоляции. Установка трансформатора напряжения в комплектном токопроводе. Трансформаторы напряжения однофазные масляные. Принципы выбора трансформаторов напряжения.

реферат, добавлен 25.04.2013

Сущность трансформаторов тока, их применение для разделения (изоляции) первичных и вторичных цепей. Порядок определения результирующего магнитного потока в сердечнике. Понятие номинального коэффициента трансформации. Погрешности трансформаторов тока.

лекция, добавлен 30.10.2013

Понятие, принципы действия, устройство и классификация трансформаторов напряжения. Основные схемы соединений измерительных трансформаторов напряжения и реле. Фильтры симметричных составляющих тока и напряжения в трёхфазных симметричных системах.

реферат, добавлен 27.07.2013

Классификация измерительных трансформаторов тока и напряжения и их значение в технике. Определение номинального коэффициента трансформации. Классы точности устройств в зависимости от погрешности измерений. Назначение измерительных преобразователей.

реферат, добавлен 19.09.2015

Изучение назначения, основных элементов конструкции, погрешностей и классов точности измерительных трансформаторов напряжения. Исследование принципа действия токоограничивающих реакторов. Схемы соединения обмоток и установка трансформаторов напряжения.

лабораторная работа, добавлен 22.02.2015

Определение основных показателей при проверке трансформаторов тока: сопротивления постоянному току, электрической прочности изоляции вторичных обмоток, характеристики намагничивания. Рассмотрение особенностей проверки трансформаторов напряжения.

Читайте также:  Как можно увеличить ток в генераторе

реферат, добавлен 25.12.2014

Анализ классификации конструкций трансформаторов тока. Характеристика катушечных, проходных, проходных стержневых и шинных трансформаторов тока. Определение электродинамической устойчивости. Исследование лабораторных и переносных трансформаторов тока.

реферат, добавлен 16.01.2021

Повышение и понижение напряжения переменного тока. Устройство силовых трансформаторов. Расчёт электрических величин. Мощность обмоток одного стержня. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого напряжения. Индукция в зазоре на прямом стыке.

курсовая работа, добавлен 20.11.2016

Изучение видов и устройства измерительных трансформаторов напряжения, которые применяются в цепях переменного тока электроустановок при высоких напряжениях и больших токах. Масляные, каскадные, емкостные и комбинированные измерительные трансформаторы.

реферат, добавлен 18.04.2012

История изобретения трансформатора. Типы трансформаторов: силовой, импульсный, разделительный, автотрансформатор, трансформатор тока, напряжения, сдвоенный дроссель. Назначение измерительного трансформатора тока, принцип его действия, устройство.

курсовая работа, добавлен 17.06.2015

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • »

Источник

Лабораторная работа «Трансформаторы тока»

Лабораторная работа №

Тема: Изучение конструкции, параметров измерительных трансформаторов тока для внутренней и наружной установки.

Цель работы:

— закрепление теоретических знаний по теме «Система измерений на электрических станциях и в электрических сетях»

— закрепление навыков работы с технической литературой; — развитие логического мышления; — ознакомление с новыми понятиями и терминами;

Теоретический материал

Трансформаторы тока служат для преобразования тока любого значения и напряжения в ток, удобный для измерения стандартными приборами (5 А), питания токовых обмоток реле, отключающих устройств, а также для изолирования приборов и обслуживающего персонала от высокого напряжения.

Трансформатор тока имеет замкнутый магнитопровод 2 и две обмотки − первичную 1 и вторичную 3 (рис. 5.1).

Первичная обмотка вклю­чается последовательно в цепь измеряемого тока I 1 , ко вторичной обмотке присоединяются измерительные приборы, обтекаемые током I 2 .

hello_html_m5bc412dd.jpg

Рис. 5.1. Схема включения трансформатора тока:

1 – первичная обмотка; 2 – магнитопровод; 3 – вторичная обмотка

Трансформатор тока характеризуется номинальным коэффициентом трансформации

где I 1ном и I 2ном. − номинальные значения первичного и вторичного тока соответственно.

Значения номинального вторичного тока приняты равными 5 и 1 А.

Вторичная обмотка трансформатора тока всегда изолируется от первичной. Кроме того, требуется заземление вторичной обмотки трансформатора тока, чтобы обеспечить безопасность обслуживающего персонала и подключенных приборов.

Графическое изображение и буквенное обозначение на схемах

Изображение ТТ с одной вторичной обмоткой

Коэффициент трансформации трансформаторов тока не является стро­го постоянной величиной и может отличаться от номинального значения вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания.

Погрешность трансформатора тока зависит от его конструктивных осо­бенностей: сечения магнитопровода, магнитной проницаемости материала магнитопровода, средней длины магнитного пути, значения I 1 w 1 .

В зависи­мости от предъявляемых требований выпускаются трансформаторы тока с классами точности 0,2; 0,5; 1; 3; 10 (Д, Р, З).

класса 0,2 применяются для присоединения точных лабораторных приборов,

класса 0,5 − для присоединения счетчиков денежного расчета,

класса 1 − для всех технических измерительных прибо­ров,

классов 3 и 10 − для релейной защиты.

Кроме рассмотренных классов выпускаются также трансформаторы то­ка со вторичными обмотками типов Д (для дифференциальной защиты), 3 (для земляной защиты), Р (для прочих релейных защит).

Погрешность трансформатора тока зависит от вторичной нагрузки (со­противления приборов, проводов, контактов) и от кратности первичного тока по отношению к номинальному. Увеличение нагрузки и кратности тока приводит к увеличению погрешности.

При первичных токах, значительно меньших номинального, погреш­ность трансформатора тока также возрастает.

Трансформаторы тока по роду установки выпускают для внутренних и наружных электроустановок, а также встроенные в силовые трансформаторы и масляные выключатели.

По способу установки трансформаторы тока делятся:

на проходные, устанавливаемые в проемах стен, потолков или металлических ограждений комплектных распределительных устройств

hello_html_me3d0b2b.jpghello_html_49ce0c07.jpg

Трансформатор выполнен в виде опорной конструкции.

Две вторичные обмотки размещены каждая на своем магнитопроводе.

Выводы вторичных обмоток расположены в верхней части трансформатора. Трансформатор крепится на месте установки четырьмя втулками с резьбой М12, расположенными на нижней опорной поверхности. Корпус трансформатора выполнен из литой эпоксидной изоляции. Она является главной изоляцией и обеспечивает защиту обмоток от климатических и механических воздействий

hello_html_2f1d30ee.jpg

Трансформатор тока ТПОЛУ-10 предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в комплексных электрических устройствах внутренней установки (КРУ, КРУН, КСО) переменного тока на класс напряжения 10кВ частотой 50Гц.
Номинальный первичный ток от 10 – 3000А. Класс точности вторичной обмотки 0,2; 0,2S;(разница в диапазоне измерения) 0,5; 0,5S. Трансформаторы тока могут быть произведены в исполнении: 2-х, 3-х и 4-х обмоточные.

hello_html_m45445955.jpg

Установка проходных трансформаторов тока в РУ.

Трансформаторы тока включены в фазы А и С.

hello_html_70802a65.jpg

Ячейка с выключателем нагрузки и трансформаторами тока

опорные, устанавливаемые на опорных конструкциях

hello_html_m5eb87d36.jpg

Опорный трансформатор тока типа ТОЛ−35 − III IV .

Трансформатор предназначен для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам и (или) устройствам защиты и управления, для изолирования цепей вторичных соединений от высокого напряжения в электрических установках переменного тока частоты 50 Гц на класс напряжения до 35 кВ.

По конструкции первичной обмотки трансформаторы тока бывают:

одновитковые стержневые с первичной обмоткой в виде прямолинейного стержня с линейными зажимами на концах;

hello_html_6dfeff97.jpghello_html_m74d0243f.jpg

hello_html_mc0b725e.jpg

одновитковые шинные , в которых роль первичной обмотки выполняют шины электроустановок, пропускаемые при монтаже через внутренние отверстия трансформаторов тока;

hello_html_m58f2a837.jpg

многовитковые с первичными обмотками петлевого, звеньевого и катушечного типов.

hello_html_m189275ba.jpghello_html_2b802465.jpg

hello_html_10466c00.jpg

Схема многовитковых трансформаторов тока со звеньевой первичной обмоткой

hello_html_m49501cd1.jpg

Для наружной установки выпускаются трансформаторы тока опорного типа в фарфоровом корпусе с бумажно-масляной изоляцией типа ТФЗМ. В полом фарфоровом изоляторе, заполненном маслом, располо­жены обмотки и магнитопровод трансформатора.

hello_html_5a23a805.jpg hello_html_22657500.jpg

Трансформатор тока ТФЗМ:

1 − маслорасширитель; 2 − переключатель первичной обмотки; 3 −ввод Л1; 4 − крышка; 5 − влагопоглотитель; 6 − ввод Л2; 7 − маслоуказатель; 8 − первичная обмотка; 9 − фарфо­ровая покрышка; 10 − магнитопровод с вторичной обмоткой; 11 − масло; 12 − коробка выводов вторичных обмоток; 13 − цоколь

Конструктивно первич­ная и вторичная обмотки напоминают два звена цепи (буква З в обозначении типа). Первичная обмотка состоит из двух секций, которые с помощью переключателя 2 могут быть соединены последовательно (по­ложение I) или параллельно (положение II), чем достигается изменение номинального коэффициента трансформации в отношении 1:2.

На фарфоровой покрышке установлен металлический маслорасширитель 1, воспри­нимающий колебания уровня масла.

Силикагелевый влагопоглотитель 5 предназначен для поглощения влаги наружного воздуха, с которым сооб­щается внутренняя полость маслорасширителя.

Обмотки и фарфоровая покрышка крепятся на стальном цоколе 13.

Коробка вторичных выводов 12 герметизирована. Снизу к ней крепится кабельная муфта, в которой раз­делан кабель вторичных цепей.

hello_html_m75d10383.jpg

Каждому типу трансформатора тока присваивается буквенно-цифровые условные обозначения:
Т — трансформатор тока ;
П — проходной (отсутствие буквы П указывает на то, что трансформатор опорный);
В — встроенный в масляный выключатель;
ВТ — встроенный в силовой трансформатор;
О — одновитковый;
JI — с литой смоляной изоляцией;
Ш — шинный;
М — малогабартный (для трансформатора тока внутренней установки);
К — катушечный;
Ф — с фарфоровой изоляцией; ,
3 — для защиты от замыкания на землю;
У — усиленный (с повышенной электродинамической стойкостью);
ФЗ — в фарфоровом корпусе с первичной обмоткой звеньевого типа;
Н — наружной установки;
Р — с сердечником для релейной защиты;
Д — со вторичной обмоткой для питания дифференциальной защиты;
М — маслонаполненный (для трансформаторов тока наружной установки).

первое число после буквенного обозначения — номинальное напряжение трансформатора в киловольтах;

следующая группа чисел «через дробь» — классы точности сердечников (вместо чисел могут стоять буквы Р или Д);

два числа «через дробь» — первичный и вторичный токи;

цифра после номинальный токов — конструкционный вариант исполнения;

Читайте также:  Шпиндель постоянного тока ld55ws48 500 с воздушным охлаждением

буквы после конструкционного варианта — климатическое исполнение;

последняя цифра — категория размещения.

hello_html_5ac1607f.png

Пример обозначения типа трансформатора тока и его расшифровка:

Токовые цепи измерительных приборов и реле имеют малое сопротив­ление, поэтому трансформатор тока нормально работает в режиме, близ­ком к режиму короткого замыкания.

Если разомкнуть вторичную обмотку, магнитный поток в магнитопроводе резко возрастет, так как он будет определяться только МДС первичной обмотки. В этом режиме магнитопровод может нагреться до недопустимой температуры, а на вторичной разомкнутой обмотке по­явится высокое напряжение, достигающее в некоторых случаях десятков киловольт.

Из-за указанных явлений не разрешается размыкать вторичную обмот­ку трансформатора тока при протекании тока в первичной обмотке. При необходимости замены измерительного прибора или реле предварительно замыкается накоротко вторичная обмотка трансформатора тока (или шун­тируется обмотка реле, прибора).

Чем выше напряжение, тем труднее осуществить изоляцию первичной обмотки, поэтому на напряжение 330 кВ и более изготовляют трансформаторы тока каскадного типа. Наличие двух каскадов (двух сердечников с обмотками) позволяет выполнить изоляцию обмоток каждой ступени не на полное напряжение, а на половину его.

hello_html_m75459a9b.png

Схема включения обмоток при двух каскадах.

Двойная трансформация усложняет конструкцию трансформатора тока и увеличивает погрешность.

В установках 330 кВ и более применяются каскадные трансформаторы тока ТФРМ с рымовидной обмоткой, расположенной внутри фарфорового изолятора, заполненного трансформаторным маслом. В таких трансформаторах имеются четыре-пять вторичных обмоток на классы точности 0,2; 0,5 и Р ( см. видеоролик).

В установках 35 кВ и более широко применяются трансформаторы тока, встроенные в проходные втулки силовых трансформаторов или баковых выключателей. Первичной обмоткой таких трансформаторов является стержень втулки.

Для встраивания в силовые трансформаторы или автотрансформаторы приме­няются трансформаторы тока серии ТВТ.

hello_html_m397491fb.jpghello_html_m5b222ea5.jpg

Для встраива­ния в масляные выключатели применяются трансформаторы тока серий ТВ, ТВС, ТВУ. Каждому типу масляного бакового выключателя соответ­ствует определенный тип трансформатора тока, паспортные данные ко­торых приводятся в каталогах выключателей и в справочниках.

hello_html_m30220c65.jpg

Элегазовые трансформаторы тока.

Изоляционной средой трансформаторов тока серии ТРГ является шестифтористая сера (элегаз). Элегаз токсичен. Контроль газовой среды осуществляется с помощью сигнализатора плотности.

Трансформатор тока ТРГ представляет собой конструкцию, в верхней части которой расположен металлический корпус, закрепленный на опорном изоляторе. Изолятор в свою очередь закреплена на основании, в котором находится коробка выводов вторичных обмоток. В металлическом корпусе закреплена первичная обмотка и ее выводы, внутри корпуса размещаются вторичные обмотки. Внутренняя полость корпуса и изолятора заполнена изолирующим газом.

hello_html_3b7b2edc.pnghello_html_378a8037.jpg

hello_html_3b505c2a.jpg

Установка элегазовых трансформаторов тока на открытой подстанции.

Достоинства элегазовых трансформаторов тока: взрыво- и пожаробезопасность, высокий класс точности обмотки для измерения, возможность изготовления трансформатора с 5-ю вторичными обмотками, средний срок службы трансформатора тока – 40 лет, без обслуживания – 20 лет.

Порядок проведения работы

Изучить теоретический материал и видеоматериал по данной теме.

Изучить конструкции трансформаторов тока для внутренней и наружной установки и их технических характеристик.

Произвести осмотр трансформаторов тока, представленных в лаборатории.

Составить отчет о лабораторной работе.

Контрольные вопросы

Назначение трансформаторов тока (ТТ).

Назначение первичной и вторичной обмоток трансформаторов тока.

Какова величина первичных и вторичных токов?

Графическое изображение на схемах.

Перечислить все факторы, влияющие на погрешность трансформаторов тока.

Назвать все классы точности.

Перечислить классификацию трансформаторов тока по:

выполнению первичной обмотки;

назначению вторичных обмоток.

В чем отличие опорных трансформаторов тока от проходных?

Какие бывают трансформаторы тока по числу витков первичной обмотки?

Как устроен ТФЗМ?

Какая особенность у шинных трансформаторов тока ?

Какими буквами осуществляется маркировка трансформаторов тока?

Для чего заземляется вторичная обмотка трансформаторов тока?

В каком режиме работают трансформаторы тока?

Почему нельзя размыкать вторичную обмотку трансформаторов тока?

Где применяются каскадные трансформаторы тока ? В чем их преимущество и недостаток?

В чем отличие трансформаторов тока марок ТВТ, ТВС?

На какие напряжения применяются элегазовые трансформаторы тока? В чем их особенность?

Источник

На основании данных таблицы построить зависимость

Т а б л и ц а 4 — Характеристика намагничивания ТТ

2) Произвести межвитковое замыкание вторичной обмотки испытываемого ТТ, переключив тумблер в положение «витковое к.з. вкл.» и снять вольтамперную характеристику. Вольтамперную характеристику снять в той же последовательности, что и в предыдущем пункте. Данные измерений внести в таблицу 5 и построить кри­вую.

Обе зависимости построить на одном графике и сравнить их.

Т а б л и ц а 5 — Зависимость U 2 = f ( Ic )

2.4.6 Определение нагрузки вторичной обмотки трансформатора и снятие нагрузочной характеристики

Определение нагрузки на ТТ является составной частью рас­четной проверки ТТ. Сопротивление нагрузки складывается из сле­дующих элементов: сопротивления проводов и кабелей, связываю­щих реле и приборы с ТТ; сопротивления реле и приборов, вклю­ченных в цепь ТТ; переходного сопротивления в контактных сое­динениях.

В данном пункте работы студент должен снять нагрузочную ха­рактеристику ТТ и произвести замер напряжения на разомкнутой вторичной обмотке ТТ и напряжения на вторичной обмотке при раз­личных нагрузках (согласно схеме на рисунке 9).

Порядок проведения данного пункта работы

1) Собрать схему (см. рисунок 9).

2) Установить движок автотрансформатора в нулевое по­ложение, предварительно подключив сопротивление нагрузки R = 0,5 Ом (15 ВА), включить рубильник Р. Снять нагрузочную характеристику I 2 = f ( I 1 ), изменяя величину первичного тока I 1 д о 20 А через 4-5 А. Произвести замер напряжения на вторичной обмотке при то­ке 5 А. Затем, не изменяя величины подводимого напряжения, разорвать цепь вторичной обмотки.

Разорвать цепь вторичной обмотки ТТ следует на короткое время, т a к как разомкнутая вторичная обмотка характеризует ава­рийный режим его работы. Дать объяснение увеличению этого на­пряжения.

Характеристику I 2 = f ( I 1 ) снять также для сопротивления нагрузки R = 3 Ом (75 Ом) и R = 10 Ом (300 Ом).

R — сопротивление нагрузки 0,5 10 Ом;

ЛАТР — — лабораторный автотрансформатор типа PHO -250;

Т — испытуемый трансформатор типа ТПФМ;

А1 и А2 — амперметры тока 0-5 А;

V — вольтметр 0-60 В

Рисунок 9 – Схема для снятия нагрузочной характеристики ТТ

Вторичное напряжение при вторичное напряжение при разомкнутой вторичной обмотке

На основании данных таблицы построить зависимость при различных нагрузках во вторичной обмотке ТТ.

Данные измерений внести в таблицу 6.

Т а б л и ц а 6 — Нагрузочная характеристика ТТ

2.5 Содержание отчета

2.5.1 Цель работы.

2.5.2 Характеристики и векторная диаграмма измерительных трансформаторов тока.

2.5.3 Технические данные ТТ.

2.5.4 Схемы испытаний, результаты и необходимые графики.

2.5.5 Анализ полученных данных.

2.6 Контрольные вопросы

2.6.1 Назначение и схемы включения ТТ.

2.6.2 Векторная диаграмма схемы замещения ТТ.

2.6.3 Конструкции ТТ.

2.6.4 Режимы работы ТТ.

2.6.5 Почему не допускается работа ТТ при разомкнутой вторичной обмотке?

2.6.6 Погрешности ТТ. Чем они обусловлены?

2.6.7 Способы уменьшения погрешностей.

3 Лабораторная работа №2. Измерительные трансформаторы напряжения

Цель работы: изучение конструкций различных трансформаторов напряжения, схем их включения и проведение некоторых испытаний, предусматриваемых правилами технической эксплуатации (ПТЭ).

3.1 Характеристики и векторная диаграмма измерительных трансформаторов напряжения

В электроэнергетических установках ИТН применяются для включения в их вторичную цепь параллельных обмоток приборов контрольно–измерительных систем, устройств синхронизации, релейной защиты, автоматики, для контроля изоляции и других целей.

Подключаемые приборы различаются назначением, потребляемой мощностью, коэффициентом мощности, местом установки, требованиями к надежности и точности измерений.

Поэтому для разных участков главной схемы электрических соединении – генераторов, трансформаторов, сборных шин и. т. п.- в зависимости от условий и назначения выбираются включаемые по разным схемам один или несколько однофазных или трехфазных ИТН. На небольших подстанциях ИТН иногда служат для питания осветительной сети.

Читайте также:  Пучность тока в антенне

В принципе ИТН – это небольшой силовой трансформатор, работающий в режиме, близком к режиму холостого хода. Для идеального ИТН (без потерь и погрешностей) коэффициент трансформации приблизительно равен отношению чисел витков

Номинальное вторичное напряжение обычно равно 100В или 100/ В. Шкалы подключаемых приборов градуируются по первичному напряжению.

У реальных ИТН возникают погрешности изменения из-за потерь в магнитопроводе на перемагничивание и вихревые токи и из-за нагрева обмоток, эти погрешности снижают точность измерений.

Погрешность напряжения (в процентах) определяется выражением

При построении диаграммы приняты следующие условности : векторы и изображены повернутыми на 180 0 , величины со штрихом, а именно: , , , приведены к первичной обмотке

Рисунок 10 — Векторная диаграмма измерительного трансформатора напряжения (ИТН)

Угловая погрешность определяется углом δ между векторами первичного и повернутого на 180 0 вторичного напряжения.

Векторная диаграмма ИТН представлена на рисунке 10.

Для снижения погрешностей применяются сердечники с возможно меньшим магнитным сопротивлением, уменьшается индукция в магнитопроводах, магнитное рассеяние, плотность тока в обмотках.

Группировка ИТН по классу точности согласно ГОСТ 1983-77 приведена в таблице 7.

ИТН класса 0,2 применяются для точных измерений, проверок и исследований при наладочных работах, приемных испытаниях оборудования, для подключения вычислительных машин, приборов автоматического регулирования частоты, градуировки эксплуатационных приборов и т.п., ими оснащаются электротехнические лаборатории электрических станций.

Т а б л и ц а 7

ИТН классов 0,5 и 1 устанавливаются в распределительных устройствах. Они служат для подключения щитовых приборов, расчетных и контрольных счетчиков и прочих измерительных устройств, у которых погрешность в напряжении не должна превышать 0,5 или 1%. Для подключения расчетных счетчиков обязательно применение ИТН класса 0,5.

ИТН класса 3 и грубее используются в релейных защитах, устройствах автоматики, для питания сигнальных ламп и т.п., где допустима погрешность измерения больше 3%.

Класс точности существенно зависит от вторичной нагрузки ИТН, при увеличении которой он снижается. Нагрузка (мощность) однофазного ИТН (в вольт – амперах) определяется выражением

где U – номинальное напряжение вторичной обмотки, В;

I — ток вторичной обмотки, А;

∑ Р = S cos φ – суммарная активная мощность;

∑ Q = S sin φ -суммарная реактивная мощность;

z = — полное сопротивление вторичной цепи, Ом;

r = z cos φ – активное сопротивление вторичной цепи;

х = z sin φ – реактивное сопротивление вторичной цепи.

С увеличением числа включенных приборов сопротивление вторичной цепи уменьшается, а нагрузка ИТН увеличивается.

3.2 Программа работы

3.2.1 Записать технические данные, ознакомиться и изучить конструкции представленных в работе измерительных трансформато­ров напряжения.

3.2.2 Проверить полярность выводов трансформаторов напряже­ния.

3.2.3 Определить погрешности и коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

3.2.4 Произвести проверку работы схемы для контроля изоляции.

3.3 Подготовка к работе

3.3.1 Ознакомиться с описанием настоящей работы и литерату­рой, указанной в конце сборника.

3.3.2 Подготовить все необходимые рисунки.

3.3.3 Подготовить таблицы, необходимые для записи результа­тов соответствующих измерений.

3.3.4 Ответить устно на контрольные вопросы по заданной лабораторной работе.

3.4 Порядок выполнения работы

3.4.1 Изучение конструкции ТН

В данном пункте работы необходимо:

1) Записать паспортные данные следующих ТН: НОМ-6, НОМ-10 , HT М K -6, НТМИ-6, И-50.

2) Ознакомиться и изучить конструкции перечисленных выше ТН. Обратите внимание на тип магнитопровода, количество и размещение обмоток трансформатора, изоляцию обмоток, выводы и маркировку выводов с низкой и высокой стороны, схемы соединения обмоток (для 3-х фазных ТН), бак с маслом и его заземление.

3.4.2 Проверка полярности выводов ТН

Для правильного подключения к вторичной обмотке ТН обмоток ваттметров, счетчиков электроэнергии и т.п. необходимо знать по­лярность зажимов обмоток ТН.

Все ТН должны иметь четкие обозначения выводов. На отечест­венных ТН однополярные выводы обозначаются одинаковыми буквами, прописными со стороны высокого напряжения и строчными со стороны низкого напряжения.

На однофазных ТН выводы обмотки со стороны высокого напря­жения обозначаются:

А — начало обмотки, X — конец обмотки.

Однополярные с ними выводы низкого напряжения соответствен­но «а» и «х».

У трехфазных пятистержневых ТН со схемой соединения обмоток «звезда-звезда» — «разомкнутый треугольник» ( ) выводы со стороны высокого напряжения обозначаются: А, В, С, О и со сторо­ны низкого напряжения соответственно а, в, с, о а выводы обмоток соединенной в разомкнутый треугольник обозначаются «ад« и «хд«.

Для определения полярности выводов или проверки правильнос­ти их обозначения наиболее удобным является способ гальванометра, при котором необходимо иметь источник постоянного тока ( ), однополюсный выключатель и гальванометр или любой измерительный прибор магнитоэлектрической системы с обозначением полярности вы­водов.

Для выполнения данного пункта н a панель стенда выведены вы­воды обмоток однофазного ТН типа HOM -6: 6000/ l 00 B .

В данном пункте студент должен:

1) Определить правильность обозначения выводов НОМ-6. Для этого подключить выводы обмоток НОМ-6 к поляриметру по схеме рисунка 11. При кратковременном замыкании цепи первичной обмотки НОМ-6 кнопкой “К” во вторичной обмотке индуктируется ЭДС, направление которой зависит от того , к каким выводам подключен контрольно-измерительный прибор. Если стрелка прибора отклоня­ется вправо от среднего положения, то полярность обозначения соответствует изображенной на рисунке 11 . Если отклонение влево, то следует изменить полярность на одной из обмоток (следует пом­нить, что при размыкании кнопки «К» направление отклонения стрел­ки прибора будет противоположным).

Рисунок 11 – Определение полярности ТН методом гальванометра

2) При известном обозначении выводов И-60 определить полярность выводов обмотки низкого напряжения НН а2 и х2 трансформатора НОМ-6 по схеме рисунка 11.

Собрать схему по рисунку 12 и определить полярность выводов обмотки низшего напряжения НОМ-6 2 и х2). Для этого при отключенном выключателе (В) с помощью ЛАТРа установить на вто­ричной стороне образцового трансформатора напряжения И-50 IOGB соответствующего напряжению 6000В на первичной стороне. Если выводы обмотки высокого напряжения А2 и Х2 НОМ-6 однополярны с выводами низкого напряжения а2 и х2, то при замыкании цепи выключателем (В) вольтметр V 1 покажет ноль. Если вольтметр V 1 покажет напряжение, то необходимо поменять местами выводы обмот­ки низкого напряжения НОМ-6.

Рисунок 12 – Определение полярности ТН методом образцового трансформатора

3) Разработать схему определения полярности выводов двух трехфазных групп TH -1 и ТН-2 со схемой соединения обмоток (12 группа) с помошью двух вольтметров.

3.5 Определение погрешности и коэффициента трансформации

Определение коэффициента трансформации ТН и его погрешнос­ти производятся непосредственным измерением и расчетом с помо­щью формул.

3.5.1 Снятие характеристики

а) Собрать схему по рисунку 13 , где АП-1 — автоматический выключатель типа АП-50.

Примечание : на панель лабораторного стенда выведены выводы об­моток низкого напряжения трансформаторов напряжения ТН x (НОМ-6) и ТН (И-50). Высоковольтная часть схемы собрана за панелью.

б) В режиме х.х (при включенном В) плавным регулированием (при помощи ЛАТРа) для испытуемого ТНх снять и построить зависимость .

Зависимость снять при от 4800 до 6300 В через 300В. Полученные данные занести в таблицу 8 .

ЛАТР — лабораторный автотрансформатор для получения регулируе­мого напряжения;

ТН p — трансформатор напряжения типа НОМ — 10, ( I 27/ IOOOOB ) для питания испытуемого ТН, И-50 образцовый ТН (6000/100В);

ТН x — испытуемый трансформатор напряжения типа НОМ-6 (6000 – 100В);

Z 2 — нагрузочное сопротивление (20-400 Ом).

Рисунок 13 – Определение погрешности и коэффициента трансформации

в) По этим данным расчетным путем определить коэффициент трансформации ТН x (к) и его погрешность.

Т а б л и ц а 8 — Погрешности и коэффициент трансформации ТН при холостом ходе

Источник