СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ РАССЕЯНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА Советский патент 1971 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Точность |работы трансформ.аторО|8 тока в значительной степени зависит от индуктивчого сопротивления рассея,ния «х вторичных обмоток. Важно с достаточной точлостью определять это сонротивление, в особенности в с П рименением трансформаторов тока (ТТ) в различных устройствах релейной защ;иты и автоматики энергосистем.

Известные способы измерения имеют ограниченную область применения -и «е обеспечивают необходимой точности измерения, гла.вным образом из-за того, .что при них не соблюдаются реальные усло-зия воз:никнавения магнитных потоков рассеяния обмотой.

В основу пред л агае МО го способа положено допущение, что су.мма индуктивностей рассеяния облюток ТТ, приведенных к числу витков одной -из его обмоток, при любом зада.н:ном режиме работы ТТ равна суммарной индуктивности рассеяния, определяемой из опыта короткого замыкания. Иными словами, принимается, что индуктивности рассеяния обмоток не зависят от насыщ-ения сердечника ТТ. Это допущение полностью соот1ветствует действительности при изменении напряженности магнитного поля в сердечнике ТТ в широких пределах, ориентировочно от О до 20 а/см. Очев-идно возможные на практ1ике режимы работы ТТ, для которых требуется определение индуктивностей рассеяния, в основном о.хваызаются этими предела мл. Возможная в отдельных случаях, при очень большой з ратности первичного тока, погрешность измерения, вызывае.мая неучетом влияния насыщения, .невелика и практически вполне может быть допущена.

Измерение индуктивности рассеяния вторичной обмотки, .может быть проведено любых заданных первичном токе ГГ, погреш}юстях по то:ку И НО углу. Тем самым учитывается возможное влияние фактических вел.цчнн токов и угл.а между ними на индуктивпость рассеяния.

Этот способ основан на регулиров-ке заданной углово погрешности трансформатора при заданных первичном и вторичном тэках путем уравнения с помошью двухлучевого осциллографа фазы основной гармолики первичного тока с фазой некоторой составляющей; вторичного тока. Измерив токи и 1аиряжения в первичной и вторичной цепях ТТ и подставив найденные величины в выведенные

уравнения, находят 1иско.мое индуктивное сопротивление рассеяния вторичной обмотки ТТ. Для измерения не требуется выполнения на ТТ каких-либо вспомогате,1ьных обмоток, ввиду чего отпадает необходимость в разборНа фиг. 1 дредставлена принципиальная схема Измерения; на ф:иг. 2 - векторная дпаграм ач -поясняющая предлагаемый принцип изменения; на ф.иг. 3 -схема замещения. (ная обмотка ТТ включается на регули|уемай нитающИй .источник последователы б Ь езистором п, сопротивление -которого должно быть П;редвар тельно измерено. Оно выбирается с учетом возможности достаточно точного определения угла сдвига фаз между не рвыми гармоникам.и напряжения на первичной обмотке U и тока в ней I. Можно Бключ1ггь резистор п через промежуточный трансфораматор тока. В цань втО|р.ичной обмотки Включаются Калиброванные регул ируемые активные .н индуктивные сопротивления гц АН (магазины) достаточной мощности н добавочные Сопротивления f д, Ад (при отсутствии кал;иб;рова1Нных сопротивлений можло применить Обычные реостаты -и регулируемые дроссели, а в конце испытания измерить их сопротивления). Величины сопротивлений г и Гд, Аи, Ад подбираются так, чтобы -их общее сопротивление было равно иолеому сопротивлению ZH нагрузки, при котором получаются задаНные погрещности ТТ по току и -по углу. В общем случае первичный п и вторичный til токи ТТ могут быть искаженной формы. Требуемый угол между оснавнымИ гармониками этих токов легко устанавливается с ломощью двухлучевого ооциллопрафа О, к которому подводятся через одНОтипные фильтры Ф и Фп частоты 50 гц напряжения с резясТ0)ров г и Гд. Эти напряжения должны совпадать по фазе. Следует отметить, что для данной цепи практически «е требуется высокой избирательности фильтров. В схеме предусмотрен вольтметр V селективного типа или какой-либо Д|ругой прибор аналогичного назначения с переключателем /7, служащий для измерения основных гармоник напряжения питающего источника L, на обмотках ТТ Ui и Un , а напряжения и на резисторе п . В первичную и вторичную пели ТТ включены также амперметры для контроля действующих значений токов. Р.абочему процессу .в схеме (см. фиг. I) соответствует векторная диаграмма (ом. фиг. 2) и схема замещения для пе1рвых гармоник напряжений и токов (-см. фиг. 3). На фиг 2 и 3 все величины первичной цепи приведены к числу ВИтков 1втор1ичной обмотки ТТ и отмечены штрихом. Активные и индуктивные сопротивления рассеяния обмоток обозначены /;5/ SII S/ Sf 2 соответствующие полные сопротивления - Z 5/. SH На чертеже указаны первые га)рмаНИ«и магнитного потока , то.ка намагничивания /о и э. д. с. (Индуктируемой ВО втор.ич-ной обмотке ТТ, Ер , , -,/( ) .2аrctg / (У,, у, ,.„ - (1) Рассматривая контур гц ЛдГ, (ом. фиг. 3), ,, .X, аходим --/гг п+/%+/Ад /п / fA;.iJAИ J г Следовательно, при совпадении по фазе ков /I и /д (а следовательно, и напряжений, одведенных к осн;иллографу угловая погрешость ТТ будет равна о : arctg-.(2) Далее имеем .:, о /п25„- i,,- О. РЬтея в виде суммарное соппотивление оботок ТТ ZK Z i-i-Z,,, олученное из опыта короткого замыкания, аходим 6„-{У,- /,г. Совмещая ось вещественных величин с аправлением вектора тока /( ;Н обозначив азовые углы сопротивлений Z„и Z к соответтвенно а и Р, можно написать Sn- :5ii-. Msii cos (а - - 5)(jt-- 5) j - (созо--/sino) / siny) H-/iZK(cos3 -;- /sinS) (cos3 - /si no) откуда после некоторых преобразований паход-нм ,, /j|/iZKSin3-6; sine -L iSinfa o)U Asi --/f /н - 2/f/;i COS о /iij/i Zi; sin(o---3)-r6isin(o -- i)6ii sin a 2Л /и cos 0 Таким образом, зная величины ZK, /i, /ii, 6i, U:i, a, /3, 5, ф, можно по формуле (3) определить искомое сопротивление основании изложенного можно принять следующий порядок действия при измереин Xg по описываемому способу. 1. Проводят опыт короткого замыка:ния, замкнув накоротко шервичную обмотку ТТ и подведя питание к его вторичной обмотке. Измеряют активные сопротивления г, и rSn и пе1ресчитывают/-51 к вторичной обмотке 5i 5i - -Таким путем находят-сопротив.Si + -Sii ление ZKH угол ,3 arccos 2. Установив требуемое отношение при заданной J в соответствии с выражением (2), проводят опыт по схеме фиг. 1, причем регулируют питающий источник и со1П|ротивления Г, Хи так, чтобы токи ii, 1ц были равны заданным, а составляющие совпадали по фазе. Следует отметить, что возможные на практике отклонения величин ii, iu и угла между токами /и, /о мало влияют на получаемые зна-. чения . 3. По установленныам значениям гп, Хи /д,Лд расчетным путем определяют сопротивления ZH и угол нагрузки «. При достаточно больш-их сопротивлениях Хл, Гд по рравнению с Гц можно П|рибл:ижен1но принять Z,, - у Хи-, a arctg - 4. Измеряют напряжения U, U i, и находят первые гармоники токов /i При небольшом искажении токов можно приUn, Urn Uiu n бл.иженно принять , определ-ить токи /ь /II ябпосреДСтве Н;но по показаииям амперметров. Пересчитывают первые гармоники первичного тока и напряжения « числу витков. Измерение индуктивности рассеяния вторичной обмотки может быть проведено пр; любых задаганых вторичной обмотки // - f - I и i - О I -. П -. 5.Находят ПО формуле (1) угол «. 6.Подставив все найденные величины в уравнение (3), определяют индуктивное сопротивление рассеяния Xs, Предмет изобретения Способ изме1рения индуктивности рассеяния обмоток Т1рансформаторов тока с использованием источника питания рабочей частоты, амперметров и селективного вольтметра с переключателем, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, индуктивность определяют по результатам изме|рения электрических величин в опыте короткого замыкания и в опыте, соответствующем -нормальному режиму при заданных первичном и вторичном токах, и устанавливают заданный угол сдвига фаз между пе|рвыми гармониками этих токов при 1ПОМОЩИ двухлучевого осциллографа, контролирующего совпадение по фазе составляющих токов.

Фиг.1

a ctffrJ7Fg

Фиг. 2 Фие-3