Способ испытания трансформаторов на предельную кратность Советский патент 1983 года по МПК G01R35/02 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для испытаний трансформаторов Тока, а также для метрологических целей. Известен способ испытания TpsiHCформаторов тока на предельную кратность С13/ являющийся способом прямых испытаний. Сущность этого способа заключается в том, что через первичную обмотку трансформатора пропускают измеряемый ток, изменяющийся от нуля до значения, при кото ЕЮМ полная погрешность трансформато ра достигает заданной величины. При этом предельная кратность определяется как отношение измеренного перBir-iHoro тока к его номинальному яначениго, К недостатка этого способа следует отнести то, что он основывается на прш-1енении мощных источников питания, которые требуют больших энергозатрат и, кроме того, при работе с электрооборудованием необ,ходимо соблюдать особые меры по тех нике безопасности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ испытания трансформаторов тока на предельную кратность при котором на первтгные обмотки образцового и испытуемого трансформ торов тока or источника питания черФз промежуточный силовой трансфор тор подается переменный ток, а с выводов вторичной обмотки испытуемо го трансформатора ток пропускают через регулируемую нагрузку, причем ток от источника питания подают плавным возрастанием от нуля до ном нгал1:.ного значения тока во вторичной иЭпи, измеряют действующее значение ГОКа намагничивания, среднее и действующее значвЕше напряжения на наг рузке и по отношению измеренных велкчин определяют погрешность и действительную кратность. При этом кратность К,{н - н погрешность Ё ра.ссчитывают по формулам . С -too% (г) где К заданный коэффициент; Т Ни ЯЧ -i г-1 лт.-г гт- -1-гч коэффициент формы напряжения на нагрузке, отношению действующего к среднему значению напряжения;U.J - действующее значение напряжения на нагрузке; Кд - число, кратное измеиенюэ активной и реактивной составляющих сопротинления нагрузки;, Зо ток намагничивания. В данном способе также используются маломощные источники питания, однако точность определения предельной кратности невысока из-за от личия режима перемагничивания сердечника 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 TOKe индукции-и ЭДС во вторичной обмотке изменяются практически по синусоидальному закону, а временная зависимость напряженности магнитного поля в сердечнике, в силу нелинейности его магнитной характеристики, имеет явно несинусоидальную форму. В описанном способе сопротивление вторичной нагрузки превышает номи- . нальное значение в десятки раз,поэтому режим работы трансформатора близок К режиму холостого хода. При синусопидальном 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 испытаний трансформатора на предельную кратность. Указанная цель достигается тем, что согласно способу испытаний транофор«5аторов на предельную кратность, при котором на первичные обмотки образцового и испытуемого трансфор-маторов тока от источника питания через промежуточный силовой трансформатор подают переменный ток, плавно возрастающий от нуля до неко- торого значения тока во вторичной цепи, а с 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 зависимости напряженности магнитного поля в сердечнике и ЭДС во втор:ичной обмотке трансформатора, полученные с помощью математическо моделирования соответственно спосо ба прямых испытаний, извест,ного и предлагаемого способов; на фиг. 2 электрическая схема испытаний тран форматоров на предельную кратность поясняющая предлагаемый способ. Схема содержит источник 1 питания, силовой трансформатор 2, перв ные обмотки образцового 3 и испыту мого 4 трансформаторов, регулируемую нагрузку 5, индуктивность б, вольтметры эффективных 7 и средних зйачений, амперметр 9, Способ испытания на предельную кратность заключается в следукяцем. Ток от источника 1 подается чере промежуточный силовой трансформато 2 на первичные обмотки трансформато ров 3 и 4. В качестве регулируемой нагрузки 5 испытуемого трансформатора 4 используется индуктивно-емкостной фильтр, настроенный в резо нанс на частоту измеряемого тока, с последовательно подключенной индуктивностью 6, величину которой в процессе испытаний можно изменять. При некотором фиксированном значении индуктивности б начинают плавно увеличивать ток в первичной цепи трансфо зматоров 3 и 4. Первичный тон изменяют от нуля до тех пор, по ка отношение действующего значения ,напряжения на нагрузке к среднему ine достигает некоторой заданной ве.личины, которая является среднестатистическим значением коэффициента формы напряжения на нагрузке для различных трансформаторов; Действую щее и среднее значения напряжения. на нагрузке измеряются соответствен но вольтметрами 7 и 8. После того, как коэффициент формы напряжения достигает заданной величины, измеря ется ток намагничивания амперметром 9 и определяется кротность К и пог решность Е по следующим формулам: , - / и .-2. ,sinV4Jz-lo . Klt; °° где J - номинальный вторичный ток; 2., полное сопротивление вторичной цепи трансформатора, состоящее из сопротивления номинальной нагрузки, активного сопротивления вторичной обмотки и индуктивного- сопротивления, обуслов-, ленного наличием индуктивности рассеяния во вторичной обмотке; DO - ток намагничивания; Ц| - угол потерь, определяемый соотношением активного и реак-тивного сопротивления в нагрузке2,j J (J - действующее напряжение на индуктивно-емкостной нагрузке .Вычисленная по формуле (4) погрешность Е может оказаться меньше заданного значения, в таком случае требуется увеличить индуктивность 6 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, П). По формулам (З и (4) рассчитываются кратность и погрешность.. Такой итерационный процесс, т.е. постепенное изменение индуктивности и первичного тока, необходимо продолжать до тех пор, пока при заданном коэффициенте формы напряжения на нагрузке погрешность Ё не достигнет заданной величины (10%. В случае, когда погрешность получается меньше заданного значения, требуется не yвeлIiчивaть, а уменьшать индуктивность б, при этом порядок прошдур 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 том погрешность испытаний не выходит за пределы допустимой погрешности.

Ш

Фи&1

СПОСОБ ИСПЫТАНШ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА НА ПРЕДЕЛЬНУЮ КРАТНОСТЬ, при котором на первичные обмотки, образцового и испытуемого трансфор- , маторов тока от источника-питания через промежуточный силовой трансформатор подают переменный ток, плавно возрастающий от нуля до неко-. торого значения тока во вторичной цепи, а с 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 , о тличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний трансформаторов, первичный ток и регулируемую нагрузку изменяют до тех пор, пока отношение действующего значения напряжения на нагрузке к среднему его значению и отношение ;Тока намагничивания к произведению кратности первичного тока на номи нальный вторичный ток не станут равными заданным величинам.