Гаврилов Егор. ЭАбд-11. Измерительные трансформаторы тока. Устро. Измерительные трансформаторы тока. Устройство и принцип действия
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ульяновский государственный технический университет» Энергетический факультет Кафедра «Электроснабжение» Дисциплина «Введение в специальность» Реферат на тему: «Измерительные трансформаторы тока. Устройство и принцип действия»
Ульяновск 2021 Содержание Введение……………………………………………………………………………...3 Измерительные трансформаторы переменного тока………………………..4 Устройство и принцип действия………………………………………….4 Класификация…………………………………………...…………………6 Виды………………………………………………………………………..6 Эксплуатация и обслуживание…………………………………………..11 Измерительные трансформаторы постоянного тока………………………12 Заключение………………………………………………………………………….14 Список источников…………………………………………………………………15 Приложение…………………………………………………………………………16 Введение Целью данного реферата является изучение устройства и принципа действия различных измерительных трансформаторов. Измери́тельный трансформа́тор — электрический трансформатор, предназначенный для измерения и контроля (например, в системах релейной защиты сетей) напряжения, тока или фазы электрического сигнала переменного тока промышленной частоты (50 или 60 Гц) в контролируемой цепи. Применяется в тех случаях, когда непосредственное подключение измерительного прибора неудобно или невозможно, например, при измерении очень больших токов или напряжений. Также применяется для обеспечения гальванической изоляции первичной цепи от измерительной или контролирующей цепи. Измерительный трансформатор рассчитывается таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на измеряемую (первичную) цепь и минимизировать искажения формы сигнала и фазы измеряемого сигнала первичной цепи, пропорционально отображаемого во вторичную измерительную цепь. Измерительные трансформаторы переменного тока Устройство и принцип действия Измерительные трансформаторы переменного тока состоят из двух изолированных друг от друга обмоток: первичной с числом витков w1 и вторичной с числом витков w2 , помещенных на ферромагнитный сердечник. В трансформаторах тока, как правило, первичный ток больше вторичного, поэтому в них w1 < w2 . Первичная обмотка выполняется из провода различного сечения, в зависимости от номинального первичного тока IН1. В трансформаторах тока с IН1. свыше 500 А первичная обмотка может состоять из одного витка – в виде прямой медной шины (или стержня), проходящей через окно сердечника. Схема включения измерительных трансформаторов тока (ИТТ)/  Рис. 1. Схема измерительного трансформатора переменного тока Вторичный ток ИТТ равен 5 А, для специальных целей выпускаются трансформаторы на 1 и 2 А, вторичное напряжение ИТН может быть 100, 10/  и 150 В.Через силовую первичную обмотку с числом витков w1 протекает ток I1, преодолевая ее полное сопротивление Z1. Вокруг этой катушки формируется магнитный поток Ф1, который улавливается магнитопроводом, расположенным перпендикулярно направлению вектора I1. Такая ориентация обеспечивает минимальные потери электрической энергии при ее преобразовании в магнитную. Пересекая перпендикулярно расположенные витки обмотки w2, поток Ф1 наводит в них электродвижущую силу Е2, под влиянием которой возникает во вторичной обмотке ток I2, преодолевающий полное сопротивление катушки Z2 и подключенной выходной нагрузки Zн. При этом на зажимах вторичной цепи образуется падение напряжения U2. (Рис. 2)  Рис. 2. Принцип работы измерительных трансформаторов переменного тока Величина К1, определяемая отношением векторов I1/I2, называется коэффициентом трансформации. Ее значение задается при проектировании устройств и замеряется в готовых конструкциях. Отличия показателей реальных моделей от расчетных значений оценивается метрологической характеристикой — классом точности трансформатора тока.  Рис.3 Наглядная конструкция измерительных трансформаторов 2. Классификация Типы измерительных трансформаторов тока (ИТТ) подразделяют на следующие классы: по функциональности: на измерительные и защитные; по току: постоянного и переменного тока; по коэффициенту трансформации: одно и многодиапазонные; по способу монтажа: внутреннего и наружного размещения, встроенные, накладные; по напряжению: низкого и среднего; по типу изготовления и диэлектрическому материалу: газо- и маслонаполненные, сухие. Виды измерительных трансформаторов переменного тока Катушечные. Это одни из несложных трансформаторов тока. Они относятся к ранним ТТ, построенным и продвигавшимся на структуре, где за основу взят силовой трансформатор. Обе обмотки (первая и вторая) набраны на каркас с изоляционными свойствами. Каждая из них представляет собой катушку. Отсюда происходит название. Кроме того, что они компактны и дёшевы в изготовлении, можно выделить недостаток: низкое разрядное напряжение из-за слабой изоляции катушек. Такая конструкция позволяет использовать их только на напряжение до 3 кВ. Чтобы повысить величину Uразр., приходится увеличивать окно сердечника и отделять первичную обмотку от внутренней поверхности пластин. В образовавшийся в результате этого зазор вставляется изоляционная прокладка, имеющая п-образный вид. Пример показан на рис. 4,5.  Рис.4. Катушечный ИТТ. Наружный вид.  Рис.5. Катушечный ИТТ. Устройство. A – Клеммная колодка вторичной обмотки. В – Защитный корпус. С – Контакты первичной обмотки. D – Обмотка (петлевая или восьмерочная) . Проходной ИТТ Устройства распределения (РУ), напряжением от 6 до 35 кВ, подразумевают установку подобных трансформаторов тока. Это многовитковый ТТ, где за базу взята пара проходных изоляторов, соединённых между собой посередине. Такая сборка позволяет проходить через стены и использовать их в закрытых РУ. При этом отпадает необходимость специально задействовать проходной изолятор. Обмотка, служащая первичной, прокладывается через пустоту, расположенную внутри. Количество витков берётся из расчёта нужных «ампер-витков» для соответствующего класса точности. Под фланцем, который заземлён, помещены втулки. В их средине закреплены магнитопроводы вторичных обмоток, закрытых кожухом. Пример на рис. 5. А – встроенный ТТ. В – изолятор силового ввода трансформатора подстанции. С – место установки ТТ (представлен в разрезе) на изоляторе. То есть, в данном случае высоковольтный ввод играет роль первичной обмотки  Рис. 6. Проходной ИТТ. 3. Шинный прибор Следующая конструкция предназначена для установки в комплектные трансформаторные подстанции (КТП). Они реализовывают передачу информации об измерениях на контрольно-измерительные приборы (КИП). Сигналы от аналогичных ТТ передаются также на схемы защиты и управления.  Рис.7. Шинные ИТТ производства Schneider Electric Встраиваемый Встроены в полости электрических аппаратов и машин. Первичной обмоткой является ввод устройства. Разъемный Особенность данной конструкции заключается в том, что магнитопровод ТТ может разделяться на две части, которые стягиваются между собой специальными шпильками.  Рис. 8. Разъемный ИТТ. Одноступенчатый Имеет одну первичную и одну вторичную обмотки. Один неизменяемый коэффициент трансформации. 4. Эксплуатация и обслуживание. Необходимо обратить внимание, что при соблюдении режима и условий эксплуатации, правильно подобранных номиналах и регулярном обслуживании ТТ будет служить 30 лет и более. Для этого необходимо: Обращать внимание на различные виды неисправностей, заметим, что большинство из них можно обнаружить при визуальном осмотре. Производить контроль нагрузки в первичных цепях и не допускать перегрузку выше установленной нормы. Необходимо отслеживать состояние контактов первичной цепи (если таковые имеются), на них должны отсутствовать внешние признаки повреждений. Не менее важен контроль состояния внешней изоляции, почти в половине случаев ее стойкость нарушается из-за скопления грязи или влаги, которые закорачивают контакты на землю. У масляных ТТ осуществляют проверку уровня масла, его чистоту, наличие подтеков и т.д. Обслуживание таких установок практически не сильно отличается от других силовых установок, например, емкостных трансформаторов НДЕ, разница заключается в небольших технических деталях. Проверка ТТ должна проводиться согласно действующих нормативов (ГОСТ 8.217 2003). При обнаружении неисправности производится замена прибора. Поврежденный ТТ отправляют в ремонт, который производится специализированными службами. Измерительные трансформаторы постоянного тока Принцип действия измерительного трансформатора постоянного тока аналогичен принципу действия магнитного усилителя. Такой прибор представляет собой ферромагнитный сердечник с двумя обмотками — постоянного и переменного тока, вспомогательный источник переменного тока и выпрямительное устройство. Подмагничивание сердечника с помощью входного постоянного тока ведёт к изменению магнитной проницаемости сердечника, что приводит, в свою очередь к изменению индуктивного сопротивления в обмотке переменного тока и изменению силы этого тока, выходной сигнал формируется с помощью нагрузочных резисторов в цепи переменного тока и выпрямителя. (рис.10)  Рис. 9. Схема измерительного трансформатора постоянного тока. Заключение Были рассмотрены измерительные трансформаторы для переменного и постоянного тока. Было изучено их устройство и принцип действия. Измерительные трансформаторы позволяют моделировать определенные процессы в электроустановках и изолировать измерительные приборы и реле от высокого напряжения, обеспечивая безопасность их обслуживания. Список использованных источников Интернет источники Устройство измерительного трансформатора тока. Электронный ресурс: https://svel.ru/articles/ustroystvo-izmeritelnogo-transformatora-toka.html Измерительные трансформаторы тока в схемах релейной защиты и автоматики Электронный ресурс: http://electricalschool.info/relay/1652-izmeritelnye-transformatory-toka-v.html Измерительные трансформаторы тока — назначение, устройство, виды конструкций. Электронный ресурс: https://www.asutpp.ru/izmeritelnye-transformatory-toka.htmlНазначение и принцип действия измерительных трансформаторов тока. Электронный ресурс:https://220v.guru/elementy-elektriki/transformatory/naznachenie-i-princip-deystviya-izmeritelnyh-transformatorov-toka.htmlАналоговые измерительные устройства. Измерительные трансформаторы переменного тока. Электронный ресурс: https://analogiu.ru/6/6-2-1.html.Измерительный трансформатор - постоянный ток. https://www.ngpedia.ru/id522547p2.htmlБольшая Энциклопедия Нефти и Газа. https://lemzspb.ru/prokhodnoy-sterzhnevoy-transformator-toka/Приложение  Рис. 1. Схема измерительного трансформатора переменного тока Рис. 2. Принцип работы измерительных трансформаторов переменного тока Рис.3 Наглядная конструкция измерительных трансформаторов Рис.4. Катушечный ИТТ. Наружный вид Рис.5. Катушечный ИТТ. Устройство Рис. 6. Проходной ИТТ. Рис.7. Шинные ИТТ производства Schneider Electric Рис. 8. Разъемный ИТТ. Рис. 9. Схема измерительного трансформатора постоянного тока. |