Глава XIII
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Контроль за режимом работы, защиту и автоматику в распределительных устройствах осуществляют с помощью различных электроизмерительных приборов, реле и аппаратуры автоматики.
При больших номинальных напряжениях электроустановок переменного тока (свыше 400 в), а также при большой силе тока измерительные приборы, реле и аппаратуру автоматики присоединяют к соответствующему участку электрической цепи при помощи измерительных трансформаторов.
Применение измерительных трансформаторов позволяет:
- измерить любые величины напряжения и тока обычными измерительными приборами со стандартными обмотками на напряжение 100 в и ток 5 а;
- отделить измерительные приборы и реле от напряжений свыше 380 в и тем самым обеспечить безопасность их обслуживания.
Различают два вида измерительных трансформаторов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.
Трансформаторы напряжения питают обмотки напряжения измерительных приборов и реле (вольтметров, частотомеров, счетчиков, ваттметров, реле напряжения, мощности и др.) в установках напряжением 380 в и выше.
Первичные обмотки трансформаторов напряжения на все номинальные напряжения от 380 до 500 000 в включают в цепь параллельно; номинальное напряжение вторичных обмоток всех трансформаторов напряжения составляет 100 в. Измерительные приборы и реле включают во вторичную цепь трансформаторов напряжения параллельно (рис. 124), а их шкалы градуируют в соответствии с номинальным напряжением первичной обмотки.
Трансформаторы напряжения на небольших подстанциях в некоторых случаях используют для питания ламп освещения, устройств автоматики, телеуправления, сигнализации.
Трансформаторы тока питают токовые обмотки измерительных приборов и реле (амперметров, счетчиков, ваттметров, реле тока, мощности и др.).
Рис. 124. Схема включения измерительного трансформатора напряжения:
а— полная; б — техническая условная
Первичные обмотки трансформаторов тока, изолированные соответственно номинальному напряжению установки, включают в цепь последовательно.
Первичные обмотки трансформаторов тока рассчитаны на номинальные токи от 5 до 6000 а. Номинальный ток вторичных обмоток обычно равен 5 а. Изготовляют также трансформаторы тока на вторичный ток 1 а. Измерительные приборы и реле включают во вторичную цепь трансформатора тока последовательно (рис. 125), а их шкалы градуируют в соответствии с номинальным током первичной обмотки.
В целях предупреждения последствий пробоя изоляции между первичной и вторичной обмотками последние обязательно заземляют.
Точность измерений зависит от погрешности (ошибки), которую допускают измерительные трансформаторы и присоединяемые к ним приборы.
Погрешности измерительных трансформаторов бывают двух видов: погрешность по коэффициенту трансформации, т. е. по напряжению или току, и погрешность угловая.
Погрешность по коэффициенту трансформации влияет на величину вторичного напряжения или тока при данных значениях первичных величин. От этой погрешности зависит правильность показаний приборов, присоединенных к вторичной обмотке измерительных трансформаторов.
Угловая погрешность влияет только на показания приборов ваттметрового типа (ваттметры, фазометры, счетчики, реле мощности).
Рис. 125. Схема включения измерительного трансформатора тока:
а — полная; б — техническая условная
На величину погрешности измерительных трансформаторов влияют факторы двух видов: факторы постоянные, зависящие от конструктивных данных трансформатора (электрическое сопротивление обмоток, магнитное сопротивление магнитопровода и др.), и факторы непостоянные, зависящие от эксплуатационных условий, т. е. от параметров нагрузки вторичной обмотки трансформатора.
Погрешность, которую допускает измерительный трансформатор, определяется его классом точности.
Трансформаторы напряжения выпускают четырех классов точности: 0,2; 0,5; 1 и 3, а трансформаторы тока — пяти классов точности: 0,2; 0,5; 1; 3 и 10.
Класс точности определяет максимальную, выраженную в процентах погрешность коэффициента трансформации трансформатора при номинальной нагрузке.
Измерительные трансформаторы с классом точности 0,2 применяют только для точных лабораторных измерений. Для включения измерительных приборов служат трансформаторы с классом точности 0,5 и 1; трансформаторы с классом точности 3 обычно применяют для включения приборов релейной защиты и простейших измерительных приборов (щитовых вольтметров, амперметров).
Кроме указанных, изготовляют измерительные трансформаторы специальных классов точности Д и З, используемые для особых видов релейной защиты (дифференциальной и земляной).
