Измерительные трансформаторы. Назначение. Особенности конструкций. Особенности режимов работы. Погрешности. Классы точности.

 

Трансформаторы тока предназначены:

1) для уменьшения величины тока, протекающего в токовых цепях измерительных приборов и реле;

2) для изоляции приборов и реле от высокого напряжения сети.

Принцип действия трансформаторов тока аналогичен обычным трансформаторам, но имеет следующие особенности:

а) первичная его обмотка включается в сеть последовательно с нагрузкой;

б) ток во вторичной цепи трансформаторов тока строго пропорционален току в первичной цепи и не зависит от сопротивления подключаемых к нему измерительных приборов и реле;

в) первичная обмотка трансформаторов тока обычно содержит один или несколько витков, вторичная же имеет весьма большое количество витков.

Рис. 1

Условные обозначения трансформаторов тока с одной вторичной обмоткой и двумя вторичными обмотками показаны на рис. 1.

Вторичная обмотка трансформатора тока равносильна ЭДС, которая имеет весьма высокое внутреннее сопротивление. Сопротивление же подключаемых приборов и реле мало. Поэтому вторичный ток определяется, практически, только внутренним сопротивлением трансформатора. Номинальным коэффициентом трансформации трансформатора тока называется отношение паспортных номинальных токов первичной и вторичной обмоток

Трансформаторы тока характеризуются следующими параметрами: номинальное напряжение, номинальный первичный и вторичный ток, номинальный коэффициент трансформации, погрешность, токовая погрешность, номинальная нагрузка трансформатора, десятипроцентная кратность, динамическая устойчивость, термическая устойчивость.

ТМ напряжения служит для преобразования высокого напряжения в низкое напряжение стандартной величины, удобное для измерения. Обычно за номинальное принимают напряжение в 100 В. Основными параметрами ТМ напряжения являются: номинальное напряжение обмоток, номинальное напряжение ТМ, номинальный коэффициент трансформации, погрешность, погрешность по напряжению, угловая погрешность, номинальная вторичная нагрузка, номинальная мощность трансформатора напряжения.

12.Трансформаторы специального назначения: для преобразования числа фаз; для преобразования частоты; пик-трансформаторы, сварочные, трансформаторы с подмагничиванием шунтов (ТРПШ), автотрансформаторы.

Пик – трансформатор

ПТ применяются для преобразования синусоидального напряжения в импульсы пикообразной формы. Такие импульсы напряжения необходимы для управления тиристорами либо другими полупроводниковыми или электронными устройствами. Принцип работы ПТ основан на явлении магнитного насыщения ферромагнитного материала. Первичная обмотка ПТ расположена на увеличенном в диаметре стержне, в то время как вторичная обмотка располагается на уменьшенном в диаметре стержне. Имеет место шунтирующий стержень. Принцип действия основан на явлении перенасыщения магнитопровода в местах с узким стержнем. В результате чего Е2 практически = 0 для данного периода, но малейшее изменение значения Ф2 влечет скачкообразное изменение Е2.

Автотрансформаторы.

Это трансформаторы, у которых помимо магнитной связи между обмотками имеется и электрическая связь. Обмотка с числом витков ωax одновременно является частью первичной и вторичной обмотки. При условии, что коэффициент трансформации автотрансформатора меньше 2-х, то витки ωax можно выполнить проводом меньшего сечения. При этом снижается расход материала и снижаются габариты. Поэтому КПД, при прочих равных условиях, выше у автотрансформатора. К недостаткам автотрансформатора следует отнести необходимость наличия высокопрочной изоляции. По технике безопасности нельзя использовать автотрансформаторы, для подачи понимающего напряжения непосредственно потребителю.

Сварочный трансформатор:

Выполняется так, что U2 должно быть 50-60 В, необходимое для зажигания дуги и ее устойчивого горения. Зажиганию дуги предшествует короткое замыкание во вторичной обмотке трансформатора, рабочий ток сварочного трансформатора соответствует напряжению электрической дуги 30 В. Обрывает дугу перевод трансформатора в режим ХХ. В целях ограничения тока обмотки располагают на разных сторонах магнитопровода, а также включают дроссель во вторичную цепь. Коэффициент мощности сварочных трансформаторов из-за значительного индуктивного сопротивления не превышает 0,4-0,5.

ТМ для преобразования частоты.

Трансформаторные устройства, состоящие из магнитопроводов и обмоток, можно использовать для умножения частоты переменного тока, т.е. увеличения частоты в целое число раз. Практическое применение получили удвоители и утроители частоты. Два замкнутых магнитопровода имеют пять обмоток. Первичную обмотку выполняют так, чтобы она охватывала сразу два магнитопровода.