Лабы / ЭСИП_лаба_1
.docНекоммерческое Акционерное Общество
«Алматинский Университет Энергетики и Связи»
Факультет «Электроэнергетика»
Кафедра «Электрические Станции, Сети и Системы»
Лабораторная работа №1
По дисциплине «Электрические Станции и Подстанции»
Тема: «Измерительные трансформаторы тока»
Выполнила бригада ст. гр. ЗЭЭв-15-2
Шевченко В.
Таутай М.
Сейдахметов Р.
Ибрагимов К.
Приняла: ст. преподаватель Соколова Ирина Сергеевна
______________ __________________________ «____»___________2017 г.
(оценка) (подпись)
Алматы 2017
1.1 Цель работы: изучение основных сведений о трансформаторах тока, векторной диаграммы измерительного трансформатора тока, конструкций различных типов трансформаторов тока (ТТ) и проведение испытаний, предусматриваемых правилами технической эксплуатации.
1.2 Характеристики и векторная диаграмма измерительных трансформаторов тока:
Номинальный коэффициент трансформации ИТТ определяется отношением первичного I1н и вторичного I2н номинальных токов
(2.1)
Для идеального трансформатора с током намагничивания Iµ=0 отношение токов в обмотках обратно пропорционально отношению числа витков обмоток
, при этом (2.2)
У реального трансформатора тока из-за несовершенства конструкции и потерь в магнитопроводе и обмотках возникают погрешности, которые снижают точность измерений.
Различают погрешность тока
(2.3)
или (в процентах)
(2.4)
и угловую погрешность, определяемую углом δ между векторами первичного I1 и вторичного I2 токов.
Подставляя в выражение погрешности тока вместо отношение получаем
(2.5)
Для анализа режимов работы и оценки погрешностей строятся векторные диаграммы ИТТ (см. рисунок 2).
Погрешность тока ∆I по диаграмме определяется разностью намагничивающих сил F2 F1, которую при малом угле δ можно принять равной отрезку аб. Тогда
(2.6)
и, так как угол α мал, токовая погрешность (в процентах) определяется формулой
(2.7)
Рисунок 2 - Векторная диаграмма измерительного трансформатора тока
При малом δ угловая погрешность
(2.8)
В настоящее время для уточненных расчетов берется не токовая погрешность ∆I, а полная погрешность ε, определяемая вектором F0. Она характеризует как погрешность по току, так и угловую погрешность.
На погрешности влияет в основном, ток намагничивания стали сердечника. Чем выше качество стали, т. е. больше начальная магнитная проницаемость, тем меньше и стабильнее ток намагничивания.
Для снижения погрешностей и повышения точности измерений применяются: холоднокатаная сталь, пермаллой (сплав стали с никелем), специальные схемы соединений обмоток, искусственное подмагничивание сердечника и другие средства.
В зависимости от назначения по допустимым погрешностям выбирают наиболее более дешевый аппарат, подходящий по точности измерений. Группировка трансформаторов тока по классам точности сердечников согласно ГОСТ 7746-78 и области их применения приведены в таблице 1. Обозначения класса точности соответствует наибольшей погрешности (в процентах) при токе в первичной обмотке, равном 100-120 % номинального.
Таблица 1 – Класс точности и области применения ИТТ
Класс точности сердечника |
Первичный ток, % н |
Пределы допускаемой погрешности |
Область применения |
||
в токе, % () |
угловой () |
||||
……. |
срад |
||||
0,2 |
5 20 100-120 |
0,75 0,35 0,20 |
30 15 10 |
0,9 0,45 0,3 |
Точные измерения энергии и мощности (точные контрольные лабораторные приборы) |
0,5 |
5 20 100-120 |
1,5 0,75 0,5 |
90 45 30 |
2,7 1,35 0,9 |
Точные измерения энергии и мощности; счетчики 1-го класса |
1 |
5 20 100-120 |
3,0 1,5 1,0 |
180 90 60 |
5,4 2,7 1,8 |
Измерения тока, энергии и мощности; реле, счетчики 1-го класса - расчетные |
3
5 10 |
50-120 |
3,0
5,0 10,0 |
Не нормируется |
Подключение амперметров, реле, фазометров
То же Подключение катушек приводов |
ИТТ класса 0,2 применяются для точных измерений, проверок и исследований, ими оснащаются электротехнические лаборатории электрических станций. Трансформаторы тока классов 0,5 и 1 устанавливаются в распределительных устройствах.
Трансформаторы тока классов 3-10 используются для схем релейных защит, автоматики, где допустима погрешность 3% и выше. В некоторых схемах релейных зашит и автоматики находят применение и специальные конструкции ИТТ, например с сердечниками Д для дифференциальной защиты и любых других защит или с сердечниками Р для релейной защиты.
Класс точности ИТТ существенно зависит от нагрузки вторичной цепи. Нагрузка ИТТ определяются либо мощностью S2 и cos φ2 при номинальном токе I2, либо полным сопротивлением вторичной цепи
Приняв ток за расчетный, получим соотношения
Номинальной нагрузкой ИТТ является наибольшая мощность S2, при которой он работает в высшем классе точности. Подключение дополнительных приборов, т. е. увеличение нагрузки вторичной цепи, проводит к увеличению погрешностей и снижению точности измерений.
На точность работы ИТТ влияет также первичный ток. Номинальный класс точности (см. таблицу 1) соблюдается только в установленных ГОСТ пределах первичного тока, равных 100- 120% I1н.
На рисунке 3 представлены схемы соединений ИТТ.
Рисунок 3 – Схемы соединений ИТТ: а – схема полной звезды; б – схема неполной звезды; в – двухфазная схема с включением реле на разность токов двух фаз; г – схема двусторонней звезды с включением реле на трехтрансформаторный фильтр токов нулевой последовательности
1.3 Программа работы:
2.2.1 Изучение конструкций представленных в работе ТТ (технические данные записывают в отчет).
2.2.2 Проверка полярности зажимов (выводов) представленных ТТ типа ТП-10, ТПФМ-10.
2.2.3 Проверка состояния изоляции ТТ типа ТПФМ-10 и ТП-10.
2.2.4 Определение коэффициента трансформации и погрешностей ТТ.
2.2.5 Снятие вольтамперных характеристик ТТ ТПФМ-10 и оценка исправности вторичных обмоток.
2.2.6 Снятие нагрузочных характеристик.