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

без межслоевой изоляции

зап.мод - , ,2 (1-21)

с межслоевой изоляцией

Язап. мод = ky , д ) (1-22)

где d - диаметр токоведущего провода, м; - диаметр провода с изоляцией, м; Аы - толщина межслоевой изоляции, м; ky - коэффициент качества укладки провода вторичной обмотки.

Коэффициент ky зависит от способа намотки. При рядовой намотке, когда витки одного слоя укладываются плотно друг к другу, а витки смежных слоев располагаются один над другим (рис. 1-8, а), коэффициент ky = 0,9ч-0,95. При шахматной намотке, когда витки верхнего слоя укладываются в промежутках между витками нижнего слоя, коэффициент ky = 0,95-f-I,05.

Для вторичной обмотки, намотанной на предварительно изолированный кольцевой магнитопровод (рис. 1-8, б), коэффициент заполнения

jf ga мод Щ мод /1 9о\

Деап.мод- p ygg2 2) . (-)

где di - внутренний диаметр изолированного магнитопровода, м;

- внутренний диаметр магнитопровода со вторичной обмоткой, м.

Если геометрического подобия магнитопроводов не требуется, то минимальные размеры модели можно определить по формулам, приведенным в [88].

Рассмотрим пример определения размеров модели.

Пример 1-2. Определить параметры модели ТТ типа ТФН220 с минимальным объемом магнитопровода и полным заполнением его окна первичной и вторичной обмотками при соблюдении геометрического подобия магнитопроводов. Максимальная кратность тока, при которой надо проверить работу ТТ ТФН220 на модели, К= 10. Максимальный ток, который можно получить с помощью лабораторной установки, равен 200 А.

Расчетные данные ТТ типа ТФН220: номинальный первичный ток 2000 А; числа витков: Wi = 1; = 1990; внутренний диаметр магнитопровода Dh. = = 0,453 м; ширина магнитопровода ар = 0,054 м; высота /гр = 0,04 м; средняя длина магнитопровода 1м. ор- 1>59 м; вторичная обмотка выполнена проводом марки ПБД с наружным диаметром н. op ~ >45-10~ м, внутренним диаметром в. ор= .2-10~ м, поперечное сечение его qop = 1 Ю * м; средняя длина одного витка вторичной обмотки /вит. ор - 0,21 м.

Задаемся произвольно маркой провода вторичной обмотки модели и его диаметром. Берем провод марки ПЭЛ с диаметром медной проволоки 0,62 мм и диаметром изолированного провода 0,66 мм. Толщину изоляции между слоями примем Ды - 0,3 мм.

По (1-22) определяем коэффициент

Лаап. мод - 4-0.66 (0,66 + 0.3) ~ 29



в соответствии с (1-19) внутренний диаметр магнитопровода модели минимального объема

, с-./ 1-!0-<.1990 /, , 0;29-0.453 \ .

По формуле (1-20) определяем линейный масштаб пц - 0,163 : 0,453 = 0,360. Тогда

мод = 0,054-0,360 = 0,0194 м; /гмод= 0,04-0,360 = 0,0142 м. Наружный диаметр магнитопровода модели

Ai. мод= 0,163 + 2-0,0194 = 0,202 м; средняя длина магнитопровода

/M.Mo.-i 4b = 0.573 м.

Число витков первичной обмотки определим из условия равенства удельных первичных токов в оригинале и модели при максимальном первичном токе оригинала и максимальном допустимом токе лабораторной установки, от которой питается модель:

юриюр /i мод. магси ! 1ШД . , 200000,53 -------=------ , W-X мод---9ПП 1

М. ор М.МОД ZUU-I,03

Принимаем kimoa - 40 вит. Тогда максимальный первичный ток модели будет 177 А. Сечение провода первичной обмотки необходимо выбрать по условиям нагрева, учитывая, что длительность тока будет около 3 с.

Примем отношение витков вторичной и первичной обмоток модели равным, например, 100. Тогда Шгмод = 4000 вит.

При равных удельных сопротивлениях вторичных обмоток в модели и оригинале на основе (1-14) получим, что диаметр провода вторичной обмотки модели будет

вит. модм. мод2орм. ор2 ор

2 мод у модг модвит. орм.ор

Среднюю длину витка вторичной обмотки модели, расположенной под первичной обмоткой, при полном заполнении окна магнитопровода и разделении окна пополам между первичной и вторичной обмотками можно определить по выражению-

* вит. мод = 2 (амод \~ мод 4 0,29Dg мод) = = 2(0,0194 + 0,0142-1-0,29-0.163) =0,162 м.

Тогда

/ 0,162 - 0,573 -1.12 10- 0.054 0,04-1990 . аыод- у 0,0194-0.0142-4000-0.21-1.59

Для проверки сопоставим площадь, занимаемую вторичной обмоткой модели, с площадью сечения ее магнитопровода. Если принять, что провод имеет диаметр, равный 1,16-м, и обеспечить Kstm. мод= 0.475, как это было принято в начале расчета, то сеченне провода вторичной обмотки будет

9гмод = 0.25я-1,162-10-6 = 1,06.10- м .

а площадь, занимаемая вторичной обмоткой,

<; <?2мода2 МОД U0610- -4000

Ьг Обм. МОД---г.--------гГШ.-= О.иОоУ м.

А зап. МОД VAio



Площадь окна магнитопровода модели, если магнитопровод обмотать изоляцией толщиной 1 мм,

SoKHa = 0,25я (0,163 - 0,002)2 = 0,0203 м .

Таким образом, вторичная обмотка занимает примерно половину площади окна. Некоторое несовпадение объясняется приближенным подсчетом длины витков вторичных обмоток оригинала и модели.

Далее необходимо выбрать провод ближайшего стандартного диаметра и определить коэффициент заполнения. Если он существенно отличается от принятого в начале расчета, необходимо расчет повторить при новом уточненном значении Ksan. мод-

Обобщенные характеристики трансформаторов тока. При совпадении кривых намагничивания магнитопроводов нескольких ТТ и равенстве их удельных величин ii уд, уд, уд погрешности и другие величины, характеризующие работу ТТ данной совокупности, будут одинаковы даже при отсутствии геометрического подобия магнитопроводов. Поэтому погрешности, представленные в зависимости от удельных величин Il уд, уд, х уд (либо Il уд, уд, cos Фа), характеризуют режим любого ТТ этой совокупности.

Такие зависимости, представленные в виде кривых для установившихся или переходных режимов работы ТТ, именуются их обобщенными характеристиками. Наиболее, точно обобщенные характеристики можно получить экспериментально на одном из ТТ, который рассматривается как физическая модель всех других ТТ данной совокупности. В качестве модели целесообразно выбирать ТТ с малым объемом магнитопровода, поскольку при этом будет малое потребление мощности при испытаниях. В опыте определяются погрешности при различных значениях Il, г, х, а затем эти величины по формулам (1-12), (1-13) ч (1-14) пере-считываются в удельные.

Однако любой реальный ТТ из рассматриваемой совокупности может потреблять настолько значительную мощность (в особенности в переходном режиме), что его экспериментальное исследование в лабораторных условиях провести невозможно. В этом случае в качестве физической модели используется специально изготовленный ТТ, имеющий такую же кривую намагничивания, но значительно меньшие размеры. Для минимального потребления мощности размеры такой модели определяются выражениями (1-19)-(1-23). На этой модели получают необходимые обобщенные характеристики всей совокупности ТТ. В тех случаях, когда физическое моделирование встречает затруднения, обобщающие характеристики можно получить расчетным путем одним из существующих методов [29, 35]. Однако погрешности характеристик, полученных расчетом, обычно больше, чем экспериментальных, особенно при небольших погрешностях ТТ.

Широко применяемые ТТ имеют замкнутые магнитопроводы из холоднокатаной, реже - горячекатаной стали. Кривые намагничивания некоторых из этих магнитопроводов практически совпадают, а других - мало отличаются. Это позволяет прибли-



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