Главная >  Измерительный преобразователь тока 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138


0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 5,0 5.5 i,0 \5pjd,f

Рис.- 2-13. Кривые зависимости единичного сопротивления влияния от относительного расстояния до влияющего токопровода

где dcp - средний диаметр магнитопровода оригинала. Следовательно, зная единичное сопротивление xlj, и размеры оригинала, по формуле (2-39) найдем действительное сопро-тивление х-

На рис. 2-13 приведены кривые единичного сопротивления влияния хл в зависимости от относительного расстояния рвл/ср между осью магнитопровода 2 и осью внешнего токопровода /, полученные на уменьшенных моделях в соответствии с изложенными выше принципами [68]. Эксперименты проводились на тороидальных магнитопроводах без зазоров и с двумя диаметрально противоположными зазорами. Отношение ширины магнитопровода а (т. е. разности наружного и внутреннего радиусов) к среднему диаметру магнитопровода было a/dcp = 0,163; отношение его высоты h к среднему диаметру /i/dcp = 0,232. Обмотка была равномерно распределена по всей длине магнитопровода в один слой с практически достигаемой в ТТ наибольшей плотностью укладки витков по внутренней -окружности.

Внешний тркопровод располагался параллельно или перпендикулярно образующей магнитопровода на расстоянии рл от него, как показано на эксизе в поле рисунка. В ТТ с зазорами наибольшие значения хя были получены, когда токопровод размещался в одной плоскости с зазорами параллельно образующей магнитопровода.

На рисунке нижняя сплошная кривая соответствует магнито-проводу без зазоров и внешнему токопроводу, параллельному .образующей тороида. Остальные сплошные кривые получены при различных относительных суммарных расчетных зазорах (см. § 4-2 и 4-3) от 0,001 до 0,1 и указанном выше расположении токопровода.

Штриховая кривая относится к магнитопроводу без зазоров и внешнему токопроводу, помещенному над ним, параллельно его торцевой поверхности. Из кривых видно, что расположенный таким образом внешний токопровод значительно меньше влияет на ТТ, чем токопровод, расположенный параллельно образующей тороида.

Для иллюстрации вышеизложенного определим, например, какое влияние оказывают на ТТ в одной из фаз электрической цепи токи остальных двух фаз при расположении всех трех токо-проводов ТТ в одной плоскости и расстоянии между соседними осями 60 см. Предполагаем что оси токов совпадают с осями фаз.



Магнитопровод ТТ тороидальный, его средний диаметр dcp = = 16 см. Отношения a/dcp и /i/dcp равны указанным выше. Относительное расстояние между крайней и средней фазами 60 : 16 = = 3,75; а между крайними фазами 120 : 16 = 7,5. Рассмотрим два выполнения магнитопровода ТТ: без зазора и с двумя зазорами, общая расчетная длина которых /д. отн = 0,015.

По нижней сплошной кривой на рис. 2-13 находим, что при ta. отн = О оба единичных сопротивления, соответствующие указанным расстояниям, приблизительно равны Хвл = 0,065 X X 10~* Ом/м и, следовательно, влияние на ТТ обеих фаз не зависит от того, в какой фазе он установлен.

Сопротивление влияния, приведенное к одному витку, определим по формуле (2-39):

;с = 0,065.10-8.0,16 = 1,04-10- Ом.

Для определения первичного тока влияния одной фазы необходимо найти сопротивление намагничивания ТТ, приведенное к одному витку. Согласно формуле (2-32а) это сопротивление при заданных размерах магнитопровода {Su = 9,65 см; 1 = = 100 см) и абсолютной магнитной проницаемости, которую примем равной Ла = 2512-10 Гн/м, будет

;Со = 314Ца5м м = 314.2512-10-8.9,65.10-*:Г= 7,62-10-* Ом.

Имея, кроме того, в виду, что при нормальном режиме К = ij находим по формуле (2-35)

/вл 1% = jfetW = 0,01360/0.

Эта величина весьма невелика, ввиду чего ее можно не учитывать. При выполнении магнитопровода с зазорами (Zg. отн = 0,015; 1= 1,5 см) в соответствии с кривой рис. 2-13 для Рвл/ср > 3 необходимо иметь 0,1-10~6 Ом/м; отсюда

= 0,1-0,16-10-§= 1,6-10-г Ом; л;о = 314ро5м/з = 314-4л;-10--9,65-10-4: (1,5-10-2) = 254-10-г ом;

В случае, например, 10-кратного тока короткого замыкания между двумя внешними фазами (К = Ю) первичный ток влияния одной из них возрастает до 6,3 %. Если ТТ установлен в крайней фазе, влияние двух остальных короткозамкнутых между собой фаз приблизительно уравновесится (в каждый момент времени их токи равны и противоположны по направлению). Если же ТТ установлен в средней фазе, а замкнулись две крайние фазы, что в некоторых случаях возможно, например при двухфазном к. 3. в отходящих кабелях, то суммарный ток влияния этих фаз составит 12,6 %. Такой ток влияния уже необходимо учитывать для предотвращения неправильной работы устройств релейной защиты.



в [68 ] приведены также данные о сопротивлении влияния при соотношениях между размерами магнитопровода ТТ и выполнении обмоток, отличающихся от рассмотренных выше (см. рис. 2-13). Согласно этим данным, при увеличении относительной ширины до a/dcp = 1,5 сопротивление возрастает прибли-I вительно в 2 раза, а при увеличении относительной высоты Л/с?ср также до 1,5 - приблизительно в 4,5 раза.

Уменьшение плотности укладки витков обмотки, равномерно ;. распределенной по всей длине магнитопровода влечет за собой увеличение х%л До двукратного. Уменьшение центрального угла магнитопровода а, соответствующего размещению обмотки, от 2п почти до нуля (сосредоточенная обмотка) приводит при неблагоприятном расположении ТТ относительно влияющего токопровода к почти 10-кратному увеличению х , причем сопротивление влияния изменяется приблизительно по линейному закону. В [68] предложены эмпирические формулы для расчета тока влияния:

на ТТ G тороидальным магнитопроводом без зазоров

3,7-10-4dgp(l-0,9-) Л

/вл 1% =-. 1.з4 о.б5-- > (2-40)

где ki= 1,13 Л/ср - 0,13 wdp/dBK,

на ТТ с двумя немагнитными, диаметрально противоположными зазорами в магнитопроводе

,18.10-Kdy:i,s, (1-0.9)

1% =----. 1.з4 о,б5- (2-41)

Здесь, помимо уже встречавшихся обозначений, dnp -.Диаметр провода без изоляции, м; dB и /i - внутренний диаметр и высота магнитопровода, м; К - кратность первичного тока. \ В [79 ] было показано, что при выполнении магнитопровода ТТ о одним зазором, имеющим суммарную длину /3, вместо двух, диаметрально противоположных, и при неблагоприятном расположении внешнего токопровода сопротивление влияния и первичный ток влияния возрастают приблизительно в 2 раза, а при четырех зазорах, равномерно распределенных по магнитопроводу, I уменьшаются в 3-4 раза.

f При наличии зазоров магнитопровод прямоугольной формы по своей подверженности влиянию внешних полей мало отличается от тороидального при тех же средйей магнитной длине /ср, пло-i щади сечения Sm и общей длине зазоров /3. Первичный ток влияния на тороидальный ТТ с равномерно * распределенной обмоткой без стального магнитопровода оказы- вается в сотни и тысячи раз большим, чем На такой же TTj но

i 91



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138