Измерительные трансформаторы тока (ИТТ) и напряжения (ИТН)

Измерительные трансформаторы тока и напряжения обычно состоят из двух электрически изолированных обмоток W₁ и W₂ (первичной и вторичной), намотанных на общий замкнутый сердечник из листовой электротехнической стали или пермаллоя.

Для ИТТ, если пренебречь намагничивающим током, будет справедливо равенство . Отсюда

.

У трансформаторов напряжения добиваются предельно малых падений напряжений в обмотках. При таких условиях

.

По способу включения измерительных трансформаторов в первичную цепь, а также по способу подключения приборов ко вторичным обмоткам и по параметрам нагрузки ИТТ и ИТН существенно отличаются друг от друга.

Первичная обмотка ИТТ включается в цепь нагрузки последовательно, во вторичную обмотку последовательно между собой включаются амперметры, токовые катушки ваттметров, счетчиков, фазометров, катушки реле и все они, следовательно, обтекаются током I₂. Первичная обмотка ИТН включается в измерительную цепь параллельно. К его вторичной обмотке параллельно между собой, т.е., на одно и тоже напряжение U₂, подключаются вольтметры, цепи напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров и т.д.

На щитках измерительных трансформаторов указываются номинальные первичные и вторичные величины: I_1H и I_2H – для трансформаторов тока и U_1Н и U_2Н для ИТН. Тогда номинальные коэффициенты трансформации равны

– для ИТТ;

– для ИТН.

Номинальный коэффициент трансформации К_Н – для данного трансформатора величина постоянная.

При использовании измерительных трансформаторов измеряются приборами вторичные величины, а первичные определяются как:

Для ИТТ I_2H обычно равен 5 А (реже 1 или 0,5 А). Для ИТН В или В.

ИТТ работает в режиме близком к короткому замыканию, поскольку в его вторичную обмотку включаются приборы, имеющие малое сопротивление. Разрыв вторичной цепи (режим холостого хода) является аварийным случаем, так как при этом во вторичной обмотке трансформатора возникает большая ЭДС (2 – 5 кВ), опасная для жизни, которая может также привести к порче изоляции обмоток трансформатора.

ИТН работает в режиме близком к режиму холостого хода, поскольку к его вторичной обмотке подключаются приборы с большим сопротивлением. Короткое замыкание вторичной обмотки приводит к резкому увеличению токов в обмотках.

Для защиты ИТН от короткого замыкания в его первичной цепи ставятся плавкие предохранители.

Для правильного подключения приборов к измерительным трансформаторам зажимы трансформаторов стандартно маркируются особыми знаками. Зажимы первичной обмотки ИТТ маркируются буквами Л ₁ и Л ₂ (линия), вторичной обмотки – буквами И ₁ и И ₂ (измерительная цепь). Зажимы первичной обмотки ИТН обозначатся буквами А и Х, зажимы вторичной а и х

Стандартная маркировка зажимов позволяет определить направление протекания вторичного тока по известному направлению тока в первичной обмотке. Так, если принять, что в первичной обмотке ток протекает в направлении от Л ₁ к Л ₂ (от А к Х), то в вторичной обмотке направление тока от зажима И ₂ к И ₁ (от х к зажиму а).