К лабораторной работе № 157-1

Технические испытания измерительных трансформаторов.

План работы

1. Определение правильности обозначения зажимов измерительных трансформаторов.

2. Определение действительного коэффициента трансформации.

3. Установление зависимости погрешности от нагрузки.

Основные теоретические положения

Точность работы измерительного трансформатора зависит от погрешности в коэффициенте трансформации и от его угловой погрешности. Угловой погрешностью трансформатора называется угол сдвига фаз между вектором первичного тока (напряжения) и обратным направлениям вектора вторичного тока (напряжения). Неточный коэффициент трансформации и угловая погрешность дают неточный подсчет первичного тока.

Например, ваттметр, включенный через измерительный трансформатор с угловой погрешностью δ < 0, покажет мощность

большую, чем на самом деле

В конечном счете угловая погрешность влияет на погрешность в коэффициенте трансформации.

Из-за этих погрешностей у трансформатора приходится различать номинальный (К_н) и действительный (K_д) коэффициенты трансформации.

Под номинальным коэффициентом трансформация принято понимать отношение номинального тока (напряжения) первичной обмотки I_н1 к номинальному току (напряжения) вторичной обмотки I_н2. Эти отношения отмечаются на трансформаторах, например в таком виде: 100/5A; 6000/100 В.

 

 

Действительный коэффициент трансформации равен отношению фактических токов первичности I₁ и вторичной обмоток I₂,

 

 

Отношение абсолютной погрешности (K_n - K_g)к действительному коэффициенту трансформации, выраженное в % называется относительной погрешностью:

Поправочным коэффициентом называется отношение:

 

 

Действительный коэффициент трансформации измерительного трансформатора любого рода тем больше отличается от соотношения чисел витков его обмоток (ω₁ и ω₂), чем больше сдвиг по фазе между током и ЭДС в его вторичной цепи.

Следовательно, погрешность трансформации зависит от величины и характера сопротивления приборов включенных во вторичную цепь.

1. Определение правильности обозначения начал и концов обмоток измерительных трансформаторов необходима по следующим соображениям. Основным требованием дли правильного включения измерительных приборов (ваттметров в счетчиков энергии) через измерительные трансформаторы является следующее: ток в измерительном приборе, включенном через измерительный трансформатор, должен иметь то же самое направление, что и при непосредственном включении прибора в измеряемую цепь.

Для соблюдения этого требования выводы обмоток измерительных трансформаторов тока и напряжения обычно размечаются соответственно буквами Л₁, Л₂ или А, Х для первичной обмотки, и буквами u₁ и u₂ или a и x для вторичной обмотки, каковыми отметками и надо руководствоваться при включении этих приборов в схему и подключения к ним приборов.

Наиболее простым способом разметки зажимов, т.е. опытного определения соответствующих друг другу зажимов, у измерительного трансформатора является способом баллистического толчка. Он выполняется по схеме рис.1, где PV1 и PV2вольтметры-магнитоэлектрической системы на небольшое напряжение:

ТА - измерительный трансформатор, первичная обмотка которого включается на делитель напряжения R, замкнутый полностью на аккумулятор. Если трансформатор включен так, как отмечено на рис. буквами u₁ и u₂, Л₁ и Л₂, то при замыкании ключа, SA стрелка вольтметра должна отклонятся от нуля шкалы вправо.

2. Для определения действительного коэффициента трансформации путем непосредственного измерения первичных и вторичных токов или напряжений собирают схему рис.2для трансформатора тока и схему рис.3 для трансформатора напряжения.

Приборы (амперметры и вольтметры), которыми пользуются при измерениях, должны быть достаточно точными.

Сам опыт сводится к постепенному измерению первичного тока (или напряжения) к одновременному отсчету показаний приборов.

Полученные данные заносят в таблицу 1, по данным которой подсчитывают действительный коэффициент трансформации, а также поправочный коэффициент трансформации.

№	Данные наблюдений	Подсчитано
	U1или I1	U2 или I2	или для коэф. тр-ции тр-ра тока	или для тр-ра тока	Поправочный коэф.	Абс. Погрешность	Поправка	Относ. погрешность	Сопротивление н нагрузки
	A	A				B или A	B или A	%	Ом

По полученным данным построить кривые зависимости поправочного коэффициента (С) и относительной погрешности f в зависимости от вторичного тока трансформатора , выраженного в процентах или от нагрузки вторичной цепи (вольтметров) в процентах номинальной мощности (нагрузки).

Следует также выяснить, какое влияние на действительный коэффициент трансформации оказывает нагрузка его вторичной цепи. Для этого при испытании трансформатора тока вводят последовательно с амперметром PA2 сопротивление примерно равное сопротивлению амперметра и опыт повторяют. Так делают несколько раз для различных сопротивлений R₂^’, R₂^’’, R₂^’’’. При испытании трансформаторов напряжения подключают сопротивления, равное сопротивлениям вольтметра и опыт повторяют. Так делаю несколько раз при различных сопротивлениях.

Вместо сопротивлений можно использовать несколько амперметров, соединенных последовательно или несколько вольтметров, соединенных параллельно. Кривые погрешностей даны на рис.4 и 5.

Практические указания

Для выполнения первого пункта плана необходимо собрать схему рис.1.

Для выполнения второго пункта плана необходимо собрать схему рис.З.

Действительный коэффициент трансформации трансформатора определить при различных нагрузках его вторичной обмотки, для чего в начале определить действительный коэффициент трансформации при нагрузке во вторичной цепи от одного амперметра, а затем от 2-х амперметров и далее от 3-х амперметров /включенных во вторичную цепь трансформатора тока/.

1. Перед началом работы ознакомится с приборами и трансформаторами, необходимыми для работы. Записать их номинальные величины, системы, классы, точности, завод изготовитель, заводские номера и т.д.

 

2. Собрав схему, обязательно дать её на проверку руководителю, а затем перед разборкой дать на подпись руководителю протокол лаб. работы.

 

3. В отчете дать:

- кривые погрешностей:

а) в зависимости от тока f=f(I₂), при , затем при и далее при

; (3 кривые), рис. 4.

б) в зависимости от сопротивления (нагрузки) вторичной цепи

f=f( R₂ ) при I₂=const

- кривые зависимости поправочного коэффициента от вторичного тока при , затем при и далее при

Аналогично для трансформатора напряжения.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5

Погрешность напряжения трансформатора напряжения

Инструкция