выбранного из условий установившегося режима, в т раз и выполнении зазора (/з ст)едрц погрешность ТТ не превысит заданной величины Едоп, а индукция - значения Вцред- Рабочий участок кривой намагничивания такого ТТ представляет собой прямую 6 на рис. 4-1.

В действительности кривая намагничивания магнитопровода реального ТТ со сплошным зазором в ненасыщенной части не является идеальной прямой, что приводит к некоторому приращению погрешности еоптт, определенной в установившемся

0.1 0,20,30.5 W 2jD3,05J[)c

О

;Рис. 4-2. Зависимость кратности увеличения индукции m в переходном режиме ;и погрешности е от постоянной времени 7 при различных значениях Ту и Т2

режиме, на величину Авдоп при предельной кратности тока и наличии максимальной апериодической составляющей в токе намагничивания. Суммарная погрешность при том должна быть равной Едоп.

т. Расчеты с использованием кривых двойного намагничивания, а также подробные экспериментальные исследования показали [72, 87], что при заданном Едоп сечение магнитопровода из электротехнической стали со сплошным зазором при прочих равных условиях тем меньше, чем меньше допускается отклонение Аедод (исследования проведены при IJlc >- 0,02 и Аедоп/Едоп 0,02). При этих малых значениях Аедоп магнитопровод имеет практически линейную кривую намагничивания. В дальнейшем ТТ будем именовать линейным, если отклонение его погрешностей от минимальных во всех режимах, для работы в которых он предназначен, на порядок меньше соответствующих минимальных погрешностей, и нелинейным - если отклонение погрешностей от минимальных . одного порядка с минимальными погрешностями либо значительно

их превосходит. Преимуществом линейного ТТ является не только минимальное сечение магнитопровода, но и независимость погрешностей от первичного тока, отсутствие влияния остаточной индукции, простота анализа и расчета.

Наряду с трансформаторами тока, магнитопроводы которых выполняются с одним или несколькими сплошными зазорами, находят применение также ТТ с частичным зазором [31, 87]. Трансформатор тока с частичным зазором, идеализированная кривая намагничивания которого представлена кривой 4 на рис. 4-1, в установившемся режиме короткого замыкания с кратностью тока к. 3. /Сует имеет незначительную погрешность Вуст, обусловленную неразрезанной частью магнитопровода. В переходном режиме эта часть магнитопровода насыщается, а допустимую погрешность Вдоп при предельной кратности обеспечивает часть магнитопровода с зазором. К преимуществам ТТ с частичным зазором относится возможность подключения к ним наряду с устройствами релейной защиты и автоматики также и измерительных приборов, для которых требуется повышенная точность трансформации тока в нормальном режиме. Некоторым недостатком ТТ этого типа является искажение кривой периодической составляющей вторичного тока в переходных режимах. Поскольку обычно в установившихся режимах магнитная проницаемость части магнитопровода, имеющей зазор, будет примерно на один-два порядка меньше, чем в сплошной части, в наиболее тяжелых переходных режимах, наоборот, сечение каждой части магнитопровода с некоторым запасом можно выбирать независимо пренебрегая проницаемостью другой части. Выбор зазора разрезанной части и расчет переходных режимов работы ТТ при этом производится так же, как для ТТ со сплошным зазором. Минимальное сечение получается при таком сплошном зазоре, который обеспечивает линейность характеристик во всех режимах. В целом сечение магнитопровода одноэлементного ТТ с частичным зазором ненамного превышает сечение линейного ТТ. Приближенные соотношения можно определить следующим образом. Сечение разрезанной части будет примерно в m раз больше сечения ТТ без зазоров, выбранного из условий установившегося режима. Сечение неразрезанной части приближенно следует считать пропорциональным кратности тока к. з. /Сует, которая может задаваться меньшей, чем максимальная /Сдоп- Тогда отношение площади сечения магнитопровода ТТ с частичным зазором S,; 3 (с погрешностями Вуст и Едоп при кратностях тока к. з. соответственно /Густ и /Сдоп) к площади сечения линейного ТТ 5спл.з (с погрешностью Вдоп при кратности /Сует) и к площади сечения, выбранного из условий установившегося режима Syci (с погрешностью Еуст при той же кратности тока /Сдоп, что и в переходном), приближенно будет соответственно:

ч. в/спл. в = 1 ~Ь КусчИрКдоп) и JSycT = т-\- Куст/Кдоп-

При Куст = Кдоп

Sn. s/SycT = m + 1; S,. з/5с л. з = 1 -f 1/m.

Если, например, Вдоп = 25 % и Куст = доп. то 5ч.з/5уст

р:; 5, а S,JScnn.s 1.25.

В каскадном ТТ указанные отношения получаются большими, о обусловлено тем, что неразрезанная часть магнитопровода верхней ступени, которая должна обеспечить класс точности примерно 0,2 (при вторичной обмотке для измерений класса 0,5), нагружена не только измерительным ТТ нижней ступени, но и всеми релейными ТТ. Это значительно затрудняет создание ТТ с частичным зазором, поскольку сечение Магнитопровода линейного ТТ иной раз уже получается предельным допустимым по технологическим условиям. Сечение магнитопровода верхней ступени можно уменьшить, если часть магнитопровода, предназначенную для измерейий, выполнить с небольшим зазором и скомпенсировать погрешность способом, указанным ниже. Такой магнитопровод в дальнейшем будем именовать магнито-I проводом с переменным зазором (кривая 5 на рис. 4-1). fi Что касается релейных магнитопроводов нижней ступени двухступенчатого каскадного ТТ, то их целесообразно выполнять с небольшим сплошным зазором, обеспечивающим линейность характеристик. Он выбирается большим из двух зазоров, определенных по условиям: 1) ограничения индукции уровнем пред; 2) практического устранения влияния остаточной индукции. При использовании холоднокатаных сталей высокого качества зазор можно выбрать из второго условия, имея в виду отношение /з ст = 0,0014-0,0015. При этом обеспечивается погрешность элементов нижней ступени для защиты, примерно равная 1-2 %.

В линейных трансформаторах, а также в ТТ с частичным зазором при приемлемых сечениях магнитопроводов максимальные погрешности все же значительны, причем зависят они от , нагрузки. В связи с этим представляет интерес компенсированный ТТ [82, 87, 89, 95, 96], на вторичные зажимы верхней ступени которого включено устройство, компенсирующее погрешности трансформации составляющей тока основной частоты. Основным, а иногда и единственным элементом этих устройств является конденсатор. Его емкость выбирается таким образом, чтобы не только скомпенсировать погрешности при одном значении нагрузки, но и обеспечить их малую зависимость от изменения нагрузки. В простейшем случае одноступенчатого линейного ТТ эти условия обеспечиваются емкостью, определяемой равенством

С= > J-г.- (4-2)