Измерение погрешностей трансформатора тока, общие сведения, практические рассчеты

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.

4.3. Для определения сопротивления X_2S соберите схему по рис. 4 K_I=W₂ /W₁. В схеме примените амперметр действующих значений . Сопротивление X_2S вычислите используя формулу (5).

4.4. Определите сопротивление потерь R₀.

На практике применяют несколько методов определения потерь при намагничивании переменным током , и следовательно , R₀.

В настоящей работе предлагается  определить потери ваттметром.

Соберите схему по рис.5 (K_I=W₂/W₁).  Установите напряжение,   соответству- ющее заданной  преподавателем индукции,  и запишите показание ваттметра и вольтметра.  Ваттметр, включённый по рис.5 , учитывает не только потери  на перемагничивание, но и мощность, расходуемую  в   вольтметре,  в  параллельной обмотке самого ваттметра и в обмотке  W₂   ТТ.   Вместе с тем ваттметр,   парал- лельная обмотка которого находится под напряжением на обмотке W₂ , не учитывает некоторой мощности,  переданной  магнитным  полем  из обмотки W₁ и обусловленной ЭДС, а не напряжением .

С учетом вышесказанного, потери на перемагничивание определятся по формуле :

                                                 (10)

где U₂ – действующее значение напряжения на зажимах обмотки W₂ ;

R₂ - сопротивление обмотки W₂ ;

R_V; R_W -  соответственно сопротивления вольтметра и параллельной  обмотки  вольтметра.                      

Амплитудное значение индукции , при которой замерены потери, вычисляются по формуле  (4), предварительно подключив вольтметр средних значений параллельно вольтметру V.  Чтобы исключить систематическую погрешность , обусловленную тем , что в формуле (4) вместо ЭДС входит напряжение U_пр., вводят поправку по выражению:

DU=U_пр.R / R¢                                              (11)

где R и R¢–активные сопротивления соответственно обмотки W₂ и вольтметра.

E₂=U_пр.+DU                                                                                    Сопротивление потерь R₀ , приведенное к числу витков W₂ можно определить по формуле:

                                                                                                                                                                  (12)

а ток:                                               I¢_m=P₀ / E₂                                               (13)

При выполнении работы по сокращенной программе потери на перемагничивание можно приближенно определить расчетным путем по формуле:

P₀=P_уд.М_серд.                                       (14)

где P_уд. – удельная мощность потерь. Ее величина задается в справочниках и зависит от индукции. При   В=1 Тл для электротехнической стали P_уд. =0,9Вт/кг.

М_серд. – масса сердечника .  Для  исследуемого  ТТ   М_серд. = 0,3 кг.

4.5. Постройте векторную  диаграмму ТТ при заданном преподавателем Z_H и значении В_макс..,  при которой определено сопротивление потерь R₀ ,  и определите e,  и d.

4.6. Соберите схему рис.6,  с K= W₂ / W¢₁.  Установите ток в первичной цепи , равный 4А и снимите осцилограмму вторичного тока. Уберите закоротку с R¢¢_H, снова снимите осцилограмму i₂ при I₁=4A. Определите относительную токовую погрешность ТТ по формуле :

                                                   (15)

где S₁ – площадь , ограниченная кривой вторичного тока и осью времени , дли- тельностью один период при нагрузке R¢_H (ненасыщенный ТТ).

S₂ – то же,  но при нагрузке R¢_H+R¢¢_H (насыщенный ТТ).

4.7. Постройте зависимость e=f(Z_H) при I₂ =const (задается преподавателем