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 Ф_макс.=-Ф_мин. ЭДС  

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

                                                                                                      (4)

где U_пр.- показание прибора (В);

  S-сечение магнитопровода (м²).

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

                                                       (5)

где U_изм.- напряжение на измерительной обмотке.      

Любым известным способом замеряется величина активного сопротивления R₂ и , используя выражение (5), рассчитывается величина X_2S.

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 X_m) можно определить лишь при конкретной нагрузке Z_H 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 X_m  нелинейно , и поэтому токи i_m и i₂ имеют искаженную форму кривой. Однако действующие значения токов и их первых гармоник относительно мало отличаются друг от друга, если I_m£ 0.1 I¢₁. Если I_m > 0.1 I¢_{1 ,}  расчет следует вести используя непосредственно осцилограммы первичного и вторичного токов. Поэтому для каждого расчетного случая Х_m 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 I_m ,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 I_m= 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 X_2S .

2.  Построить кривую намагничивания ТТ В_макс. =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(Z_H), I₂=const, при нескольких значениях отношения W₂ /W₁.

7.  По каждому опыту сделать выводы.

3.Параметры ТТ, подлежащего испытанию.

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

S_{ст .}= 300*10^-6 м², W_изм = 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.