Измерительный трансформатор тока Советский патент 1939 года по МПК H01F27/42 

Предметом настоящего авторского j свидетельства является измеритель- j ный трансформатор тока, имеющий | компенсацию погрешностей (погрещ- j ность в козфициенте трансформации и угловая погрешность).Г

Используемый в предлагаемом трансформаторе метод компенсации сравним только со способом компенсации Вильсона (с.м. А. А. Смуров „Электротехника высокого напряже- пия, том 3, изд. 1935 года, стр. 483). I По обоим л1етодам часть (компенсационные витки) вторичной обмотки I трансформатора располагается на дру- гом стержне, свободном от первичной обмотки и имеющем магнитный шунт.

Особенность работы трансформатора с компенсацией по методу Вильсона заключается в том, что при малом значении первичного тока весь магнитный поток трансформатора проходит через магнитный шунт, а при большом значении тока, из-за насыщения шунта, поток в него почти не заходит и замыкается через основной стержень, где расположены компенсационные витки. Р1з теории же и практики построения нормальных трансформаторов известно, что кривые, изображающие погрешности Д/С в коэфициенте трансформации, в зависимости от величины тока, при меньшем количестве вторичных витков располагаются выше, чем при большем их числе.

Сказанное поясняется фиг. 1 чертежа, где на диаграмме, изображающей функцию погрешности Д/С в зависимости от тока /„, показаны:

1)погрешность в коэфициенте трансформации при .меньнтем числе витков,

2)то же са.мое, но при большем числе витков,

3)то же самое с применением компенсации Вильсона.

Смысл компенсации Вильсона и заключается в том, что используется как бы постепенное подключение к вторичной обмотке дополнительных витков, почему кривая погрешности в трансформаторах Вильсона и займет положение, соответственно кривой 111 фиг. 1.

Угловая погрешность такого трансформатора почти не отличается от нормальных, не имеющих компенсации, трансформаторов тока. Для уменьшения погрешности Б угле в том же трансформаторе Вильсон применил короткозаыкнутый виток, действие которого сказывается на увеличении ваттной составляющей тока холостого

хода трансформатора и тем самым осуществляется уменьшение угла между векторами тока /, первичной и /о вторичной цепи трансформатора. Сказанное поясняется -на фиг. 2, где обозначено: /, - первичный ток, 4 - вторичный ток, /о - ток холостого хода, Л - ваттная составляющая тока холостого хода,, и 5.,-ошибки в угле.

В предлагаемом автором трансформаторе метод компенсации погрешностей, не- мотря на внешнее сходство с методом Вильсона, имеет от него ряд принципиальных отличий, вызванных тем, что компенсационная часть вторичной обмотки составляет 40- 60% всего количества витков вторичной обмотки, а магнитный щунт снабжен воздушным зазором.

Сущность изобретения поясняется фиг. 3 схе.матического чертежа, на котором изображена принципиальная схема предлагаемого трансформатора, где 7 - магнитопровод, 2- первичная обмотка, 5 - вторичная обмотка, 3 - компенсационная часть вторичной обмотки, 4 - магнитный шунт (воздушный зазор не показан).

Часть 3 содержащая 40-60% всего количества витков вторичной обмотки, расположена на свободном от первичной обмотки стержне магнитопровода. При возрастании тока никакое прибавление витков к вторичной обмотке не имеет места, а происходит возрастание рассеяния вторичной обмотки из-за близко расположенного к ней магнитного шунта 4. Из теории же и практики построения нормальных трансформаторов тока известно, что при малом рассеянии или, как говорят, при малой индуктивности вторичной цепи трансформатора кривая аогрешности в коэфициенте трансформации, в зависимости от тока, идет выше, чем при большей иидук1ивности.

Сказанное поясняется фиг. 4 чертежа, где показаны кривые:

1)погрешность в коэфициенте трансформации при малой индуктивности,

2)то же самое, но при большей индуктивности,

3)то же самое, но при способе, предложенно.м согласно изобретению.

Постепенное возрастание индуктивности вторичной обмотки с увеличением тока трансформатора, вызванное наличием ненасыщенного магнитного шунта, уменьшает ошибку- в коэфициенте трансформации.

Компенсация угловых погрешностей в предлагаемом трансформаторе тока достигается без дополнительного короткозамкнутого витка но Teixi же причинам, что и компенсация погрешностей в коэфпциенте трансформации.

Действительно, из практики известно, что если угл овая погрешность в зависимости от тока / трансформаторов, имеющих .малую индуктивность, занимает положение, соответственно кривой I по фиг. 5, то у трансформаторов, имеющих большую индуктивность, кривая угловой погрешности расположится ниже, соответственно кривой II на фиг. 5 (принимая при этом, что нагрузка вторичной цепи остается без изменения).

Кривая же угловой погрешности, которая компенсируется путем возрастания индуктивности вторичной обмотки с увеличением тока, расположится согласно кривой III на фиг, 5.

Таким образом, на основании изложенного, использованный в предлагаемом трансформаторе способ компенсации погрешностей трансформаторов тока, несмотря tia свое внешнее сходство с компенсацией Вильсона, имеет от него ряд принципиальных отличий:

Основными из них являются:

1.Размещение от 40 до 60% витков вторичной обмотки трансформатора на свободном от первичной обмотки стержне трансформатора, вместо 1-2% у Вильсона.

2.Осуществление воздушного зазора у магнитного шунта; тем самым последний используется лишь в качестве железного пакета, служащего для увеличения рассеяния вторичной обмотки трансформатора с ростом питающего тока трансформатора, что совершенно не имеет места у Вильсона. Повидимому, этот железный пакет можно, без какого-либо ущерба, вынести из окна магиитопровода, расположив рядом со вторичной обмоткой.

3.Отсутствие короткозамкнутого витка.

4. Принцип компенсации погрешностей, основанный на постепенном Возрастании индуктивности вторичной о.бмотки с увеличением тока трансформатора.

С производственной точки зрения конструкция предлагаемого трансформатора тока проста и имеет преимуmecTiio перед трансформаторами Вильсона в том, что не требует трудоемких процессов ручной вмотки компенсированных и короткозамкнутых витков. Магнитный шунт, выполняемый из отходов трансформаторной стали, может быть удачно расположен в выштампованных местах магнитопрозода и закреплен от выпадания прессующими же угольниками магнитояровода.

Предмет изобретения.

Измерительный трансформатор тока, у которого часть вторичной обмотки расположена на стержне, свободном от первичной обмотки, а в окне магнитопровода расположен магнитный шунт для компенсации погрешности в коэфициенте трансформации, отличающийся тем, что, с целью компенсации также и угловой погрешности путем автоматического изменения и 1дуктивности вторичной обмотки при изменении силы тока, указанная часть вторичной обмотки состоит из 40- 60% от всего количества витков вторичной обмотки, а магнитный шунт снабжен воздушным зазором.

фиг.

;% щзщ:1

фиг.2

7.

фиг.4

йК

л%

-J