Лекція
Трансформатори струму
1. Умови роботи
Розглянемо принципову схему трансформатора струму (ТТ) і його схему заміщення (рис.2.1):
Рис.2.1 Принципова схема і схема заміщення трансформатора струму
Позначення: m (I m) - результуюча магніторушійна сила, що намагнічує струм;, Z2 - опір первинної і вторинної обмоток; н - сума опорів навантаження вторинної обмотки (обмоток реле, приладів, проводів); m - опір гілки намагнічування;, I2 - струм в первинної та у вторинній обмотках;, W1 - число витків первинної і вторинної обмоток.
Відповідно до закону повного струму:
(2.1)
Розділимо вираз (2.1) на:
або, де, (2.2)
,
Останньому висловом відповідає схема заміщення, зображена на рис.2.2, в якій опору первинної обмотки Z ? 1 і гілки намагнічування Z ? m наведені до вторинної обмотки.
Рис.2.2 Схема заміщення трансформатора струму
На підставі схеми заміщення побудована векторна діаграма, наведена на рис.2.3.
З векторної діаграми видно, що вторинний струм відрізняється від наведеного первинного за абсолютним значенням на струмовий похибка D I=I ? 1 - I2 , а по фазі на кут d.
Відносна струмовий похибка трансформатора (%):
, (2.3)
Повна похибка e трансформатора струму визначається за формулою:
(2.4)
де, I1, I2 - миттєві значення первинного та вторинного струмів;
Т-період струму.
Рис. 2.3 Векторна діаграма трансформатора струму
Величина, що знаходиться під знаком радикала, є не що інше, як квадрат діючого значення струму намагнічування.
Тому
(2.5).
Ідеальна трансформація, коли між первинним і вторинним струмами зберігається пропорційність, відповідає умові I m =0 .
При цьому
(2.6)
Чим менше опір Zн в порівнянні з Z m , тим менше F m і тим ближче умови трансформації до ідеальних. Отже, нормальним для трансформатора струму є режим роботи з малим опором вторинного кола, тобто режим короткого замикання. При цьому не допускається розмикання вторинної обмотки, оскільки тоді весь первинний струм стає намагнічує і магнітний потік в магнітопроводі трансформатора різко збільшується. Це призводить до насичення магнітопровода, зростанню в ньому втрат і неприпустимого нагріванню ізоляції обмоток. Крім того, на розімкнутої вторинної обмотці з'являються небезпечні для людей та ізоляції піки напруги в декілька тисяч вольт.
Трансформатори струму (ТТ), як відомо, вибираються за родом струму, класу точності і перевіряються на стійкість до дії струмів КЗ. Використовувані для підключення ланцюгів релейного захисту трансформатори струму додатково повинні відповідати таким трьом умовам:
повна або відносна похибка трансформаторів струму не повинна перевищувати 10% (для запобігання зайвих спрацьовувань при КЗ поза зоною дії кожного ступеня захисту);
струмов...
