Способ определения погрешности измерительного трансформатора тока в переходном режиме

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9) Ц 1 911 в Н О Г 40/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ величину нет погрешность роводе, определяюто зазора и вычисляючее/д 1 панс х 1 магнитоп магнитно по формуЬ 1= 100 /,на нсформатора тока начениям;ачение периодиющей первичного тного зазора х ичнои обмо агнитная пронити магнитного поиися тем,и.аю дукт оратор ности втоа тока, по магнитного Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Московский ордена Ленина и оОктябрьской Революции энергетически ститут(56) 1. Бачурин Н. И. Трансформаторы тока. Л., Энергия, 1964, с, 376.2. М. Сагпргап 1, Ъ, Раз 1 оге 11 у, 1. Ча 1 п 1. РгоЫегп сопсегпщ йе сасца 1 оп о сцггеп 1 гпеазцггпеп 1 п вагапаеп 1 соп 41 оп. ССг 8. Яра. 1 пзгцгпеп 1 й Мзцга.(54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА В ПЕРЕХОДНОМ РЕЖИМЕ, имеющего магнитопровод с не- магнитным зазором, на котором размещены первичная и вторичная обмотки, включающий осциллографирование первичного тока трансформатора в переходном режиме, отличаюигийся тем, что, с целью повышения точности, на магнитопровод дополнительно наматывают измерительную обмотку, с ее помощью одновременно с первичным током осциллографируют магнитную индукцию в где бф - магнитная индукция в магнитопро воде за время переходного процес д 1 - погрешность транпо мгновенным з1- максимальное знческой составлятока;Б - величина немагнинитопровода;9, - число витков перГо = 4 Р 10Гн/мР - относительная мцаемость стали;, - средняя длина путока по стали.2. Способ по п, 1, отчто измеряют значение инричной обмотки трансфоркоторой определяют величзазора.Изобретение относится к электроаппаратостроению и, в частности к трансформаторам тока, предназначенным для измерения в высоковольтных цепях тока переходного процесса, содержашего апериодическую составляющую (такие режимы возникают при К. 3, в высоковольтных сетях, либо в испытательных лабораториях больших токов),Известен способ измерения погрешности трансформатора тока в установившемся режиме передачи синусоидального тока, включающий сравнение токов испытуемого трансформатора тока и образцового трансформатора тока на специальном дифференциальном сопротивлении, путем фиксации нулевого разностного сигнала с помощью индикатора 11,К недостаткам этого способа следует отнести, во-первых, необходимость иметь целый ряд образцовых трансформаторов тока с различными коэффициентами трансформации, а во-вторых, указанный способ регистрации не позволяет произвести измерение погрешности ТТ в переходном режиме.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения погрешности трансформатора тока в переходном режиме, имеющего магнитопровод с немагнитным зазором, на котором размещены первичная и вторичная обмотки, включающий осциллографирование первичного тока трансформатора в переходном режиме 12,Способ в условиях измерения с малой погрешностью по мгновенным значениям токов переходных процессов в высоковольтных цепях обладает целым рядом недостатков.Для проведения измерения необходимо иметь дополнительно либо образцовые трансформаторы тока с номинальными коэффициентами трансформации соответственно равными номинальным коэффициентам трансформации испытуемых трансформаторов тока, либо при использовании образцового силового шунта, регулируемый шунт во вторичной цепи испытуемого трансформатора тока, величина сопротивления которого устанавливается таким образом, чтобы обеспечить с высокой точностью равенство напряжений, снимаемых в установившемся режиме синусоидального первичного тока с образцового силового шунта и регулируемого шунта во вторичной цепи испытуемого трансформатора тока. Наличие регулируемого шунта в цепи значительно усложняет процедуру измерения погрешности трансформатора тока и снижает точность измерения,Наиболее точным образцовым прибором является силовой шунт. Однако в том случае, когда погрешность по мгновенным значениям испытуемого трансформатора тока имеет порядок 1% и менее, а измерение ведется дифференциальным способом с использованием образцового силового шунта, получае 1 О 15 о 25 30 35 4 О 45 мый разностный сигнал имеет значение не более 20 мВ и соизмерим с электромагнитными наводками силовой цепи. Дело в том, что силовые шунты из соображений термической стойкости и стабильности сопротивления делают с малым значением сопротивления и при номинальных токах свыше 40 кА, напряжение на шунтах не превышает 2 В. Это обстоятельство ведет к снижению точности измерения тока намагничивания трансформатора тока, а следовательно, и погрешности трансформатора тока. Кроме того, силовой шунт требует обязательного заземления, что исключает его применение в цепях под высоким потенциалом.Отсутствуют также и образцовые трансформаторы тока, предназначенные для измерений в переходном режиме, которые могут быть использованы в рассматриваемой схеме,Цель изобретения - повышение точности измерения погрешности трансформатора тока,Для достижения цели согласно способу определения погрешности измерительного трансформатора тока в переходном режиме, имеющему магнитопровод с немагнитным зазором, на котором размещены первичная и вторичная обмотки, включающем осциллографирование первичного тока трансформатора в переходном режиме, на магнитопровод дополнительно наматывают измерительную обмотку, с ее помощью одновременно с первичным током осциллографируют магнитную индукцию в магнитопроводе, определяют величину немагнитного зазора и вычисляют погрешность по формуле где ВЯ - магнитная индукция в магнитопроводе за время переходного процесса;д 1 - погрешность трансформатора токапо мгновенным значениям;1, - максимальное значение периодической составляющей первичноготока;0 - величина немагнитного зазора магнитопровода;М - число витков первичной обмотки;Рфо= 4110 У Гн/м;т - средняя длина пути потока постали;м - относительная магнитная проницаемость стали.Измеряют значение индуктивности вторичной обмотки трансформатооа тока, покоторой определяют величину йемагнитногозазора,На фиг, 1 представлена схема устройства,реализующего предложенный способ; нафиг. 2 - схема измерения индуктивности;110911 м 2 ЪРф 8" г ог 5 Ъ иг. Для измерения погрешности трансформатора тока используется измерительная обмотка 1 (с числом витков Ющ,), намотанная равномерно, например, на тороидальный магнитопровод, содержащий не- магнитные зазоры. Поверх измерительной обмотки 1 намотана вторичная основная рабочая обмотка 2 с числом витков Ф. В качестве первичной обмотки служит, например, шина 3, проходящая в окно тора.На первом этапе определяют величину реального немагнитного зазора путем измерения индуктивности 1. вторичной обмотки. Для этого определяют ток 1 и напряжение У в схеме на фиг. 2.Тогда величина реального суммарного немагнитного зазора определится, как где Я - сечение магнитопровода, м,Д - активное сопротивление вторичнойцепи, Ом;л 7- круговая частота переменноготока, 1/С;1. - индуктивность вторичной обмотки.Здесь не учитывается изменение индуктивности вторичной обмотки за счет выпучивания магнитного поля около зазоров, которое вносит пренебрежимо малую погрешность порядка 0,1% (в трансформаторах тока высокой точности предельный зазор не превышает 0,2 - 0,3 мм при сечении зазора 100 см).При проведении испытаний через первичную обмотку 3 (фиг. 1) пропускают ток переходного процесса, вторичную обмотку 2 нагружают на шунт 4, измерительную обмотку 1 подключают на вход интегрирующего усилителя 5, на выходе которого получается напряжение, пропорциональное магнитной индукции в магнитопроводе. Сигнал, пропорциональный первичному току, снимают с силового шунта 6 или с воздушного трансформатора тока (на фиг. 1 не показан) и далее сигнал подают на шлейф осциллографа 7. Таким образом в результате измерительного опыта получается осциллограмма переходного процесса (фиг. 3), на которой имеется кривая первичного тока 1 с силового шунта 6, кривая 1 - вторичный ток испыУ туемого трансформатора тока и кривая индукции В (1) в стали магнитопровода. Погрешность измерения индукции составляет + 5%.По известному значению индукции и кривой намагничивания стали магнитопровода определяют относительную магнитную проницаемость/и и далее зная (из конструкции) среднюю длину пути магнитного потока по стали , находят значение тока намагни- О чивания трансформатора тока а погрешность по мгновенным значениям тока, определится, как15;% И)00= 4 Ы - К +д) 100,1 фут М вахагде 1,- максимальное значение периодической составляющей первичного тока, измеренное по осциллограм ме (погрешность измерения неболее + 5%).В случае, когда индукция в стали не достигает значения насыщения 1;ф(Ю и формула для определения погрешности упрощается и не требуется кривых намагничивания стали, судить о степени насыщения можно непосредственно по форме кривой индукции на осциллограмме.Предлагаемый способ эффективен приизмерении малых погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах (в том числе меньших 5%) при любых (сколь угодно больших) значениях измеряемых токов.Этот факт обусловлен тем, что согласно изобретению производится измерение магнитной индукции в магнитопроводе, при этом 35 значения регистрируемых напряжений в сотни раз больше электромагнитных наводок (напряжения 10 В, а наводки 100 мВ).Кроме того, не требуется измерение индукции с малой погрешностью, ибо в отличие от дифференциального способа 2 погрешность измерения индукции однозначно соответствует погрешности измерения погрешности по мгновенным значениям трансформатора тока в переходном режиме, т. е. например, если измерение индукции выполнено грубо с погрешностью до 20%, то реальная погрешность однопроцентного трансформатора тогда будет находиться в пределах 0,8 - 1,2%, что вполне удовлетворяет требованиям аттестации трансформатора тока на класс 1,5% в переходном режиме. ВНИИПИ Заказ 4687/37Тираж 683 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4