Измерение погрешностей трансформатора тока, страница 2

Расчет погрешности производится на основе вольт-амперной характеристики, которую иногда называют кривой намагничивиния , снятой при  синусоидальном напряжении  и несинусоидальном токе. Кривая намагничивания снимается обыч-но при помощи амперметра  действующих значений и выпрямительного вольт-метра средних значений. Среднее по модулю значение ЭДС пропорционально разности максимума и минимума потока :

                                                           (3)                     

При Фмакс.=-Фмин. ЭДС  

Выпрямительный вольтметр градуируется при синусоидальном напряжении, поэтому при симметричном напряжении любой формы максимальная индукция вычисляется по формуле:

                                                                                                      (4)

где Uпр.- показание прибора (В);

  S-сечение магнитопровода (м2).

Параметры схемы замещения  наиболее эффективно определять используя специальную измерительную обмотку (Wизм.), которая накладывается непосредственно на магнитопровод. В опыте КЗ , проводимого при подаче тока на первичную обмотку ТТ при  закороченной вторичной обмотке, замеряется ЭДС:

                                                       (5)

где Uизм.- напряжение на измерительной обмотке.      

Любым известным способом замеряется величина активного сопротивления R2 и , используя выражение (5), рассчитывается величина X2S.

Сопротивление потерь в ветви намагничивания R0 находится либо расчетным путем, либо одним из известных методов определения потерь. Поскольку потери в стали растут пропорционально квадрату индукции, то R0 (как и Xm) можно определить лишь при конкретной нагрузке ZH и конкретном токе I¢1.

По схеме замещения (рис.1) можно проводить расчет погрешностей ТТ в предположении , что токи синусоидальны(метод эквивалентных синусоид).

В действительности Xm  нелинейно , и поэтому токи im и i2 имеют искаженную форму кривой. Однако действующие значения токов и их первых гармоник относительно мало отличаются друг от друга, если Im£ 0.1 I¢1. Если Im > 0.1 I¢1 ,  расчет следует вести используя непосредственно осцилограммы первичного и вторичного токов. Поэтому для каждого расчетного случая Хm учитывается как линейное,  хотя  и разное  для разных значений Е2. Расчет ведется при известном вторичном токе I2 путем построения векторной диаграммы ТТ. По схеме замеще- ния , а угол a между E2 и  I2 определяется углом результирующего сопртивления (рис .2). По   кривой намагничивания  определяется I¢¢m , а I¢m по Е2 и R0. Уголь между Е2 и Im ,близок к 900, а угол g тем меньше, чем меньше потери в стали. Приведенный первичный ток  . По построенной вектор- ной диаграмме можно определить полную , токовую и угловую погрешности ТТ. Полная (геометрическая) погрешность ТТ при синусоидальных токах равна отношению модуля разности Im= I¢1 - I2:

                                                                                             (6)                      Токовая  (арифметическая ) погрешность ТТ равна отношению разности  модулей ½ I¢1 ½- ½ I 2 ½ к модулю I¢1  :

                                                                                  (7)                                                                  

Угловая погрешность d0 – это угол между векторами  I¢1 и I2.

­                                                       (8)                                                  

2.Задание на работу.

1.  Определить сопротивление вторичной обмотки ТТ R2 и X2S .

2.  Построить кривую намагничивания ТТ Вмакс. =f(H),где Н – напряженность магнитного поля.

3.  Определить потери в стали ТТ и R0.

4.  Построить векторную диаграмму ТТ для одного (или нескольких) значения индукции и определить e,  и d.

5.  Рассчитать полную погрешность ТТ при его глубоком насыщении.

6.  Построить зависимости  e=f(ZH), I2=const, при нескольких значениях отношения W2 /W1.

7.  По каждому опыту сделать выводы.

3.Параметры ТТ, подлежащего испытанию.

W2 = 2500 витков, lср.= 0,12 м; W¢1 = 12 витков;         (электротехническая сталь)

Sст .= 300*10-6 м2, Wизм = 250 витков; W¢¢1 = 1 виток.

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Измерьте сопротивление вторичной обмотки ТТ  R2 одним из известных                                 вам методов.

4.2. Соберите  схему по рис.3 для снятия кривой намагничивания. Расчет магнитной индукции проводится по формуле (4). По показаниям амперметра вычисляется напряженность поля:

                                                                                                        (9)

Диапазон изменения токов 0,025…1,0 А . Все замеры и расчеты сведите в таблицу. Постройте кривую намагничивания и сделайте выводы.