Лекция 15. Измерительные трансформаторы напряжения и тока

Измерительным трансформатором напряжения называют трансформатор, предназначенный для преобразования напряжения до значения, удобного для измерения, и выполненный так, что вторичное напряжение трансформатора, увеличенное в раз, соответствует с требуемой точностью первичному напряжению (при изменении последнего в определенных пределах), как по модулю, так и по фазе. Множитель представляет собой номинальный коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

Применение трансформаторов напряжения обеспечивает безопасность для людей, соприкасающихся с измерительными приборами и реле, поскольку цепи высшего и низшего напряжения разделены, позволяет унифицировать конструкции измерительных приборов, обмоток реле для номинального напряжения 100 В, что упрощает производство и снижает стоимость.

Рис. Схема включения трансформатора напряжения:

1-первичная обмотка; 2-магнитопровод; 3-вторичная обмотка.

Используется две схемы подключения однофазных трансформаторов напряжения для измерения напряжений в трехфазных цепях.

1. схема разомкнутого треугольника (а)

2. включение в звезду (б, в)

При коммерческом учете электроэнергии трехфазные трансформаторы напряжения не используются.

Схема включения однофазных трансформаторов напряжения.

Первичная обмотка включена на напряжение сети U₁ параллельно, а к вторичной обмотке (напряжение U₂) подключены измерительные приборы, цепи автоматики, релейной защиты и сигнализации. В ТН первичная обмотка изолирована от вторичной обмотки на полное рабочее напряжение. Для безопасности обслуживания первичная обмотка может иметь один или оба выводных конца изолированными от земли на полное рабочее напряжение. В первом случае другой выводной конец первичной обмотки заземляется. Один выводной конец вторичной обмотки всегда заземляется. ТН в отличие от трансформатора тока работает в режиме, близкому к режиму холостого хода, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими невелик.

Номинальный коэффициент трансформации равен отношению первичного и вторичного номинальных напряжений (или номинальных чисел витков первичной и вторичной обмоток):

.

При напряжении на зажимах вторичной обмотки первичное напряжение будет . Шкалы измерительных приборов, присоединяемых к вторичной обмотке ТН, градуируют в значениях первичного напряжения, т.е. . Фактическое число витков первичной и вторичной обмоток ТН, называемое действительным числом витков, отличается от номинального числа витков. Отношение действительных чисел витков . В ТН без витковой коррекции погрешности в напряжении . При наличии витковой коррекции меньше на доли процента.

ТН согласно ГОСТ должны удовлетворять классам точности, характеризуемым предельно допустимыми погрешностями. При увеличении нагрузки сверх номинальной погрешность обычно увеличивается. Поэтому один и тот же ТН может отдавать большие номинальные мощности, работая в более низком классе точности. ТН характеризуются также максимальной мощностью, которую они могут по условиям нагрева отдавать длительно, работая вне классов точности. Класс точности ТН определяется погрешностями: в напряжении и угловой. ТН класса точности 0,2 применяются для точных измерений, поверок и исследований при наладочных работах, приемочных испытаниях оборудования, для подключения вычислительных машин, приборов автоматического регулирования частоты, градуировки эксплуатационных приборов и т. д.

ТН классов 0,5 и 1 используются для подключения щитовых приборов, расчетных и контрольных счетчиков и прочих и измерительных устройств, у которых погрешность напряжения не должна превышать 0,5 или 1%. Для подключения расчетных счетчиков должны применяться ТН класса 0,5.

ТН класса 3 и грубее используются в цепях релейной защиты, устройствах автоматики, для питания сигнальных ламп и в иных устройствах, где допустима погрешность измерения 3% и больше.

Таблица. Пределы погрешностей трансформаторов напряжения (ГОСТ 1983-77)

Наименование класса точности	Наибольшая погрешность в напряжении, %	Наибольшая угловая погрешность, мин
0,2 0,5	+0,2 +0,5 +1,0 +3,0	Не нормируется

Дата добавления: 2014-01-07