Измерительные трансформаторы

Измерительные трансформаторы тока (т.т.) и трансформаторы напряжения (т.н.) служат для подключения измерительных приборов и устройств релейной защиты и автоматики. Измерительные трансформаторы изолируют приборы от цепей высокого напряжения и преобразуют ток и напряжение до номинальных значений тока и напряжения стандартных измерительных приборов

(5 А или 1 А для т.т. и 100 В или 100/ для т.н.).

Рис. 58. Подключение трансформаторов тока

Первичную обмотку т.т. включают последовательно в цепь измеряемого тока (рис. 58), а трансформатора напряжения - параллельно цепи (рис. 59). К вторичным обмоткам подключены измерительные приборы и реле защиты.

Вторичные обмотки т.т. и т.н. заземляются, чтобы предотвратить появление высокого потенциала во вторичных цепях при пробое изоляции между первичной и вторичной обмоткой.

Рис. 59. Подключение трансформаторов напряжения

Одной из основных характеристик измерительных трансформаторов является номинальный коэффициент трансформации:

,

где , - номинальные значения первичного и вторичного токов;

,

где , - номинальные значения первичного и вторичного напряжений.

Шкала измерительных приборов градуируется в первичных величинах.

Для идеального трансформатора тока коэффициент трансформации пропорционален отношению числа витков вторичной и первичной обмоток:

.

Чтобы погрешность реального т.т. была минимальной, необходимо, чтобы было мало сопротивление его вторичной цепи (т.е. он должен работать в режиме, близком к режиму короткого замыкания.). Первичная обмотка также должна иметь малое сопротивление (малое число витков большого сечения). В результате сопротивление т.т. ничтожно мало по сравнению с другими элементами силовой цепи и не влияет на величину тока в измеряемой цепи.

Для идеального т.н. при условии, что токи в его обмотках отсутствуют (т.е. при холостом ходе)

.

Чтобы реальный т.н. работал в таком режиме, должны быть велики сопротивления его вторичной цепи и первичной обмотки (много витков малого сечения). Поэтому ток в его первичной обмотке мал и не влияет на величину первичного напряжения.

В реальных т.т. коэффициент трансформации может отличаться от номинального значения вследствие погрешности, обусловленной наличием тока намагничивания. Токовая погрешность

характеризует класс точности трансформаторов тока: 0,2 - 0,5 - 1 - 3 - 10 – З – Р.

Трансформаторы тока указанных классов точности применяются:

· 0,2 - для точных лабораторных измерений и особо точного коммерческого учета электрической энергии;

· 0,5 - для коммерческого учета;

· 1 - для технических измерений;

· 3, 10 - для релейной защиты;

· Д - для дифференциальной релейной защиты;

· З - для защиты от однофазных замыканий на землю ("земляной защиты");

· Р - для прочих релейных защит.

Для т.н. различают классы точности: 0,2 - 0,5 - 1 - 3 в зависимости от погрешности

.

Измерительные трансформаторы тока характеризуются параметрами:

· номинальное напряжение U_ном; ;

· номинальный ток первичной обмотки ; ;

· класс точности;

· допустимая кратность тока термической стойкости ; допустимая длительность тока термической стойкости , ;

· кратность тока динамической стойкости ; ;

· номинальное сопротивление вторичной нагрузки ; ,

где - расчетное сопротивление вторичной нагрузки, включающее в себя сопротивление подключенных приборов, соединительных проводов и переходное сопротивление контактов.

Трансформаторы напряжения характеризуются параметрами:

· номинальное напряжение первичной обмотки ; ;

· номинальная мощность вторичной нагрузки

,

где - расчетная мощность подключенных приборов.