Рассмотрим работу такого ТТ без компенсации погрешности и при компенсации.

Без компенсации магнитное состояние обоих магнитопроводов должно быть одинаковым. Это будет, если по вторичной и компенсационной обмоткам проходит один и тот же ток, т. е. если /г = /з- В этом случае магнитопровод / размагничивается м. д. с, равной /22, а магнитопровод 2 - м. д. с, равной /а {w -f w. Так как Ша == Шз + то размагничивающие м. д. с. в обоих магнитопроводах будут одинаковы.

Разность между первичной и вторичной м. д. с. будет соответствовать м. д. с. намагничивания обычного ТТ. Сопротивление Zg, при котором /2 = /3, может быть определено следующим образом. Нагрузка на один виток вторичной обмотки при токе /2 = /з составит

2н- 2ffi.3 + tt>3 ~ Зшз

Нагрузка на один виток компенсационной обмотки должна быть точно такой же. Тогда нагрузка на всю компенсационную обмотку будет

, ?2Н + 3£2обм гн + обм

Zg = 22 Ш4 = -3;-Ш4 = -g-.

При компенсации погрешностей магнитное состояние магнитопроводов будет различным. Предположим, начнем увеличивать Z3 по сравнению с тем, какое было без компенсации. Это вызовет уменьшение тока /д и м. д. с. размагничивания 1,. М. д. с. намагничивания в магнитопроводе 2 и индукция в нем увеличатся. Увеличение индукции в магнитопроводе 2. путем уменьшения тока Б компенсационной обмотке разгрузит вторичную обмотку. Напряжение на последней повысится при неизменной вторичной нагрузке Z2h. Следовательно, несколько увеличится и ток /а. Изменяя сопротивление Zg, можно добиться полного размагничивания магнитопровода /, т. е. равенства IiW = /212, и тем самым свести погрешности к нулю. При полном размагничивании магнитопровода / магнитный поток в нем будет равен нулю. Следовательно, э. д. с. в той части вторичной обмотки, которая находится на магнитопроводе /, тоже будет равна нулю. Э. д. с. Б части вторичной обмотки, находящейся на магнитопроводе 2, будет повышаться до тех пор, пока не станет равной падению напряжения во вторичной цепи. Таким образом последнее будет уравновешено только посредством обмотки с числом витков Шд.

Определим сопротивление Zg, при котором обеспечивается полная компенсация погрешностей. При полной компенсации вся вторичная нагрузка Zjh (включая и внутреннее сопротивление обеих частей вторичной обмотки) приходится на витки Шд. Нагрузка на один виток составит

гн ~Ь обм

Z2H =

Такая же нагрузка должна приходиться и на один виток компенсационной нагрузки. Тогда

т. е. при полной компенсации сопротивление Zg должно быть равно полному сопротивлению ветви вторичного тока z, а

2зн - Zg обм - 2Z2

обм-

При компенсации погрешностей созданием нулевого потока размеры магнитопровода увеличиваются, так как он должен рассчитываться на двойную нагрузку. Компенсация погрешностей методом нулевого потока позволяет плавно регулировать токовую погрешность, доводя ее до нуля. Этот метод находит применение Б некоторых типах лабораторных трансформаторов тока.

При проектировании ТТ спрямление кривой погрешности рассмотренными выше способами компенсации обычно сочетается с витковой коррекцией. В результате этого получается необходимая форма кривой погрешности и наиболее выгодное положение ее относительно оси абсцисс.

2-4. РАСЧЕТЫ токовой И УГЛОВОЙ ПОГРЕШНОСТЕЙ

При расчете токовой и угловой погрешностей трансформатора тока для измерений некоторые его параметры являются заданными для конструктора и не могут им изменяться в ходе расчета, а другие выбираются по конструктивным и техническим соображениям.

Заданными параметрами являются: 1) номинальное напряжение (кВ); 2) номинальный первичный ток /н (А); 3) номинальный вторичный ток /2н (А); 4) номинальная вторичная нагрузка 2н. ном (Ом); 5) термическая /{ и электродинамическая /д стойкость.

Номинальное напряжение непосредственно не входит в расчетные формулы для определения погрешностей ТТ. Однако оно определяет толщину изоляции между первичной и вторичной обмотками и, следовательно, внутренний диаметр и среднюю длину магнитного пути в магнитопроводе.

К параметрам, которыми приходится задаваться или которые предварительно определяются при расчете погрешностей ТТ, относятся: 1) число витков первичной обмотки; 2) поперечное , сечение и материал первичной обмотки; 3) размеры и материал изоляции между витками первичной обмотки (только для много-; виткоБых трансформаторов тока); 4) поперечное сечение, форма 1 и материал вторичной обмотки; 5) активное и индуктивное сопротивление вторичной обмотки; 6) размеры и форма магнитопровода; 7) марка и характеристика материала магнитопровода.

Расчет токовой и угловой погрешностей производится при двух значениях первичного тока:

1. При первичном токе, равном 5 % номинального (для ТТ классов 0,2; 0,5 и 1) или 50 % номинального (для ТТ классов 3; 5 и 10), и при 100 %-ной вторичной нагрузке. В этом случае расчет дает наибольшую отрицательную токовую погрешность.

2. При первичном токе, равном 120 % номинального, и минимальной допустимой вторичной нагрузке (см. табл. 2-1). В этом случае расчет дает наименьшую отрицательную токовую погрешность.

В первом случае, т. е. при первичном токе 5 % (или 50 %) номинального и 100 %-ной вторичной нагрузке, удельную м. д. с. намагничивания следует определять для худших сортов данной марки электротехнической стали. Это будет наиболее тяжелый режим работы ТТ. Во втором случае, т. е. при первичном токе 120 % номинального и минимальной допустимой вторичной нагрузке, удельную м. д. с. намагничивания следует определять для лучших сортов данной марки электротехнической стали. Это будет наиболее легкий режим работы ТТ. Без коррекции погрешность Б этом режиме примет наименьшее отрицательное значение. После коррекции погрешность этого ТТ будет иметь наибольшее положительное значение.

Число первичных витков, поперечное сечение первичной и вторичной обмоток, изоляция первичной обмотки, размеры магнитопровода выбираются Б соответствии с указаниями, приведенными Б § 8-1 и 8-2. Число вторичных витков вычисляется по формуле (1-3). Удельная м. д. с. и угол потерь я]) для принятого материала магнитопровода определяются по кривым, приведенным на рис. 8-1, а также из табл. 8-1-8-9.

После выбора указанных выше данных можно приступить к определению погрешностей ТТ. Для этого вычисляются:

1. Активное сопротивление вторичной обмотки (в омах)

/ а обм = РкЩн/Ч,

где р - удельное сопротивление провода вторичной обмотки при наибольшей температуре, которую она может иметь во время работы ТТ, Ом-м; 4 - длина провода вторичной обмотки (т. е. длина всех ее развернутых витков и выводных концов), м; ьУгн - номинальное число витков вторичной обмотки; .- поперечное сечение провода вторичной обмотки, м.

2. Индуктивное сопротивление вторичной обмотки (в омах), намотанной равномерно на тороидальный магнитопровод прямоугольного сечения

J2o6m = 4Я- IOKh/IhIh (Dh/Dbh),

где / - частота тока, Гц; w - номинальное число витков вторичной обмотки; ftp, - высота магнитопровода с наложенной вторичной обмоткой и изоляцией, м; Dh и D - наружный