Способ испытания трансформаторов на предельную кратность

(19) 8(11) А 3.(59 (3 01 Н 35 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(56) 1. Трансформатор тока. Общиетехнические требования, ГОСТ 7746-78 Е.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2647098/18-21,кл. О 01 В 35/02, 1976,(54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА НА ПРЕДЕЛЬНУЮ КРАТНОСТЬ 9при котором на первичные обмотки,образцового и испытуемого трансформаторов тока от источника. питаниячерез промежуточный силовой трансформатор подают переменный ток,плавно возрастающий от нуля до некоторого значения тока во вторичной цепи, а с выводов вторичной обмоткииспытуемого трансформатора ток про"пускают через регулируемую нагрузку,измеряют действующее и среднее значение напряжения на нагрузке, а.также действующее значение тока намагничивания и определяют кратностьи погрешность трансформатора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности испытанийтрансформаторов, первичный ток ирегулируемую нагрузку изменяют дотех пор, пока отношение действующегозначения напряжения на нагрузке ксреднему его значению и отношениетока намагничивания к произведению(-9кратности первичного тока на номи.нальный вторичный ток не станут равяыми заданным величинам, 103075010 Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для испытаний трансформаторовтока, а также для метрологическихцелей.Известен способ испытания трансформаторов тока на предельную кратность13, являющийся способом прямых испытаний. Сущность этого способа заключается в том, что черезпервичную обмотку трансформатора.пропускают измеряежй ток, изменяющийся от нуля до значения, при котором полная погрешность трансформатора достигает заданной величины. Приэтом предельная кратность определяется как отношение измеренного первичного тока к его номинальномузкаченюо,К недостаткам этого способа сле,цует отнести то, что он основывается на пр пленении мощных источниковпитания, которые требуют большихэнергозатрат и, кроме того, приработе с электрооборудованием необ,ходимо соблюдать особые меры по тех 25,нике безопасности,Наиболее близким по технической,сущности к предлагаемому являетсяспособ испытания трансФорматоровтОка на предельную кратность2при котором ка первичные обмоткиобразцовогО и испытуемогО трансформаторов тока от источника питания через промежуточный силовой трансформатор подается переменный ток, а свыводов вторичной Обмотки испытуемого трансформатора ток пропускаютчерез регулируемую нагрузку, причемток от источника питания подаютплавным возрастанием от нуля до номинального значения тока во вторичнойцепи измеряют действующее значениетока намагничивания, среднее и действующее значение напряжения на нагрузке и по отношению измеренных величин определяют погрешность и действительн,ю кратность. При этомкратность К,; .и погрешность Ь рассчитывают по формулам- ККФО Г 2.тн-о 1Ф Г5000(.1 Н 2 Нгде К- заданный коэффициент;К - коэффициент формы напряжения на нагрузке, равныйотношению действующего ксреднему значению напряженияуО - действующее значение нап 2ряжения на нагрузке;60К - число, кратное изменениюактивной и реактивнойсоставляющих сопротивления нагрузки;,-о - ток намагничивания. 65 В данном способе также используются маломощные источники питания, однако точность определения предельной кратности невысока иэ-за отличия режима перемагничивания сер-дечника в способе косвенного испытания от режима перемагничивания в способе прямого испытания. Неэквивалентность этих двух режимов перемагничивания обусловлена магнитной характеристикой сердечника. Трансформатор, испытываемый способом прямых испытаний, работает в режиме, близком к режиму короткого замыкания,и при синусоидальном первичном токе индукции и ЭДС во вторичной обмотке изменяются практически по синусоидальному закону, а временная зависимость напрякенности магнитного поля в сердечнике, в силу нелинейности его магнитной характеристики,имеет явно несинусоидальную Форму, 8 описанном способе сопротивление вторичной нагрузки превышает номи- . нальное значение в десятки раз,поэтому режим работы трансформатора близок К режиму холостого хода. При синусо. идальном первичном токе в этом способе напряженность магнитного поля по форме близка к синусоиде, а индукция и ЭДС в обмотках трансформатора становятся резко несинусоидальными.Целью изобретения является повышение точности испытаний трансформатора на предельную кратность,указанная цель достигается тем, что согласно способу испытаний трансформаторов на предельную кратность, при котором на первичные обмотки образцового и испытуемого трансформаторов тока от источника питания через промежуточный силовой трансформатор подают переменный ток, плавно возрастающий от нуля до некоторого значения тока во вторичной цепи, ас выводов вторичной обмотки испытуемого трансформатора ток пропускают через регулируемую нагрузку, измеряют действующее и среднее значение напряжения на нагрузке, а также действующее значение тока намагничивания и определяют кратность и погрешность трансформатора, первичный ток и регулируемую нагрузку изменяют до тех пор, пока отношение действующего значения напряжения на нагруз-" ке к среднему его значению и отношение тока намагничивания к произведению кратности первичного тока на номинальный вторичный ток не станут равными заданным величинам.На фиг. 1 приведены диаграммы временной зависимостинапряженности магнитного поля в сердечнике и ЭДС во вторичной обмотке трансформатора, 1030750й +о1 о1 оо О полученные с помощью математическогомоделирования соответственно способа прямых испытаний, известного ипредлагаемого способов; на фиг. 2электрическая схема испытаний трансформаторов на предельную кратность,поясняющая предлагаемый способ.Схема содержит источник 1 питания, силовой трансформатор 2, первичные обмотки образцового 3 и испытуемого 4 трансформаторов, регулируе Омую нагрузку 5 индуктивность б,вольтметры эффективных 7 и средних 8зйачений, амперметр 9,Способ испытания на предельнуюкратность заклк 1 чается в следующем. 15Ток от источника 1 подается черезпромежуточный силовой трансформатор2 на первичные обмотки трансформаторов 3 и 4. В качестве регулируемойнагрузки 5 испытуемого трансформа Отора 4 используется индуктивно-емкостной фильтр, настроенный в резонанс на частоту измеряемого тока,с последовательно подключенной индуктивностью б, величину которой впроцессе испытаний можно изменять,При некотором фиксированном значении индуктивности б начинают плавноувеличивать ток в первичной цепитрансфоРматоров 3 и 4Первичныйток изменяют от нуля до тех пор, пока отношение действующего значения,напряжения на нагрузке к среднемуне достигает некоторой заданной величины, которая является среднестатистическим значением коэффициента 35Формы напряжения на нагрузке дляразличных трансформаторов; Действующее и среднее значения напряженияна нагрузке измеряются соответственно вольтметрами 7 и 8. После того, 4 Окак коэффициент формы напряжениядостигает заданной величины, измеря,ется ток намагничивания амперметром9 и определяется кротность К и пог 1решность е по следующим Формулам: . 45 где 7- номинальный вторичный ток;у - полное сопротивление втомричной цепи трансформатора,состоящее из сопротивленияноминальной нагрузки, активного сопротивления вторичной обмотки и индуктивного сопротивления, обуслов-,ленного наличием индуктив-ности рассеяния во вторичной обмотке;Зо - ток намагничивания;угол потерь, определяемыйсоотношением активного иреактивного сопротивленияв нагрузке Яь- действующее напряжение наиндуктивно-емкостной нагрузке.Вычисленная по формуле (4) погрешность Е может оказаться меньше заданного значения, в таком случае требуется увеличить индуктивность б и, изменяя первичный ток от нуля, добиться, чтобы отношение действующего значения напряжения на нагрузке к среднему значению этого же напряжения (коэффициент Формы напряжения) стало равным заданной величине (1, 17). По Формулам (3) и (4) рассчитываются кратность и погрешность, Такой итерационный процесс, т.е. постепенное изменение индуктивности и первичного тока, необходимо продолжать до тех пор, пока при за". данном коэффициенте формы напряжения на нагрузке погрешность Е не достигнет заданной величины (10). В случае, когда погрешность получается меньше заданного значения, требуется не увеличивать, а уменьшать индуктивность б, при этм порядок процедур измерения и расчета сохраняется прежним.В результате использования предлагаемого способа удается значительно снизить энергозатраты, сделать испытания общедоступными, поскольку нет необходимости в специальном оборудовании, работа обслуживающего персонала становится более безопасной, при атом погрешность испытаний не выходит за пределы допустимой погрешности.1030750 Составитель Ао Техред Л.Ач орректор А. Иль Старостина К"Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная илиал едактор Н. Лаакаэ 5206/4 Подписикомитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5