Способ измерения намагничивающего тока трансформаторов в режиме нагрузки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 111Ч.1967 (М 1148200/25-27) Кл. 21h, 32/03

21dР 53/01 с присоединением заявки №

Приоритет

МПК В 23k

Н Olf

УДК 621.791.7:621..31".31 (088.8) Комитет оо делам изобретеиий и открытий

npN C0B8TB N!HHHCTp0B

СССР

Опубликовано 11.VI.1969. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 12.II.1970

Авторы изобретения

И. В. Пентегов, В. С. Гавриш и Ю. С. Гродецкий

Институт электросварки им. Е. О. Патона

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА

ТРАНСФОРМАТОРОВ В РЕЖИМЕ НАГРУЗКИ! Ь 1 вторичным током — !. а) Известен способ измерения намагничивающего тока трансформаторов в режиме нагрузки, при котором намагничивающий ток определяют с помощью амперметра, подключенного к связанным между собой первичной и вторичной обмоткам трансформатора.

Предложенный способ отличается от известного тем, что снимают показания двух амперметров, включаемых в первичную и вторичную цепи трансформатора и показания ваттметра, токовую обмотку которого включают в цепь первичной обмотки трансформатора, а обмотку напряжения — в цепь его вторичной обмотки, при этом среднеквадратичное значение намагничивающего тока определяют по формуле:

Iî — 1з1 + 1 1V (а), /гт-А1 /г2 т где I> — среднеквадратичное значение первичного тока (показания первого амперметра (а), I2 — среднеквадратичное значение вторичного тока (показания второго амперметра (а), W — показания ваттметра (вт), А, — коэффициент трансформации, k — коэффициент пропорциональности между током в токовой обмотке ваттметра и первичным током, k — коэффициент пропорциональности между напряжением, подаваемым на обмотку .напряжения ваттметра, H

10 Такое решение позволяет измерять намагничивающий ток в трансформаторах с коэффициентом трансформации, не равным единице, при отсутствии гальванической связи между обмотками.

15 Сущность способа поясняется схемами.

На фиг. 1 приведена эквивалентная схема замещения трансформатора; на фиг. 2— принципиальная схема измерения намагничивающего тока при работе трансформатора на

20 активную нагрузку (случай непосредственного включения приборов); на фиг. 3 — принципиальная схема измерения намагничивающего тока при работе трансформатора на активну|о нагрузку (случай включения прибо25 ров через трансформаторы тока); на фиг. 4— принципиальная схема измерения намагничивающего тока при работе трансформатора на смешанную нагрузку.

Сущность способа заключается в следую30 щем. Представим трансформатор в виде

245939

l1 — t2 =L0, 1

Среднеквадратичное значение намагничивающего тока может быть определено по фор15 муле: — (i,— Р)Ч(= P — ) Рй+ — Рй — — ) i, Р.й =

1г

1 пт

i1i 2Ë.

Первые две величины измеряют при помощи амперметров (с шунтом или трансформатором тока). Третью величину измеряют при помощи ваттметра, токовую обмотку которого включают так, что по ней протекает ток, 30 пропорциональный первичному току, а на обмотку напряжения подают напряжение, пропорциональное вторичному току.

Пусть ток, проходящий через токовую об- 35 мотку ваттметра, равен И вЂ” 1. 1, а напряжение, подаваемое на обмотку напряжения ваттметра, равно

2 2

Тогда

1 т . 1 1 т . 1P — М2It = — ) и (П =, (4) 45

О k„ 2 T с О 1 2 т

A2 RH 2 эквивалентной схемы замещения (см. фиг. 1), где Z, — полное сопротивление первичной цепи трансформатора; Z — полное сопротивление вторичной обмотки трансформатора, приведенное к первичной; Z„ — полное сопротивление нагрузки, приведенное к первичной цепи; Го — полное сопротивление намагничивающей цепи, у.читывающее потери в сердечнике трансформатора; I1 — среднеквадратичное значение первичного тока; 10 — среднеквадратичное значение намагничивающего тока; 1 — среднеквадратичное значение приведенного втор ич н ого то к а.

В результате измерения получают среднеквадратичное значение полного намагничивающего тока, не разделенного на активную и реактивную составляющие. где Т вЂ” период напряжения сети.

Таким образом, среднеквадратичное значение намагничивающего тока может быть вычислено по формуле (3), в которую входят три величины, подлежащие определению;

I1 — действующее значение первичного токг.;

1г — действующее значение вторичного тока и выражение, равное где W — показания ваттметра, Й,— коэффициент пропорциональности между током в токовой обмотке ваттметра и первичным тоДля этой схемы при принятых направлениях токов справедливо равенство где i1 — мгновенное значение первичного тока, i, — мгновенное значение приведенного вторичного тока, io — мгновенное значение намагничивающего тока.

Подставим формулу (1) во (2) и получим: ком, 4 — коэффициент пропорциональности между напряжением, подаваемым на обмотку напряжения ваттметра, и вторичным током

Окончательно формулу (3) с учетом формулы (4) можно записать в следующем виде:

I1, + —, I WÈ (5) По этой формуле и необходимо вычислять среднеквадратичное значение намагничивающего тока. Для измерения первичного и вторичного токов в схеме имеются амперметры

А, и Аг, включенные соответственно в первичную и вторичную цепи трансформатора Тр непосредственно (см. фиг. 4) при небольших токах, либо через трансформаторы тока ТТ1 и ТТ, (см. фиг. 3).

При активной нагрузке ваттметр W может включаться в цепь при незначительных мощностях непосредственно токовой обмоткой в первичную цепь, обмотка .напряжения при этом подсоединяется к нагрузке. В этом случае F1=1; г=

Если величина )с„неизвестна, то можно подключить дополнительный вольтметр V к зажимам нагрузки и определить

245939

В случае больших токов ваттметр W подсоединяется через трансформатор тока ТТ2 (см. фиг. 3).

Если нагрузка трансформатора Тр смешанная /7„/, то необходимо применять электронный микроваттметр 1; при этом ток и напряжение снимаются с шунтов R и R, (см. фиг. 4).

Rø

В этом случае lг1=

R 2+ R где R сопротивление токового входа прибора.

Величина 4— = R, =

/2

По своим параметрам для измерения намагничивающего тока в этих условиях подхо- дит электронный микроваттметр типа Ф=530 (Точэлектроприбор, Киев), Таким образом, по формуле (5), зная показания двух амперметров и ваттметра, можно определить среднеквадратичное значение намагничивающего тока трансформатора в режиме нагрузки.

Этот способ пригоден также для измерения среднеквадратичного значения намагничивающего тока трансформатора при несинусоидальных токах, а также при наличии управляемых или неуправляемых вентилей во вторичной цепи (см. фиг. 4).

Предмет изобретения

Способ измерения намагничивающего тока трансформаторов в режиме нагрузки, основанный на использовании показаний электроизмерительных приборов, отличающийся тем, что, с целью измерения намагничивающего тока в трансформаторах с коэффициентом транс5 формации, не равным единице, при отсутствии гальванической связи между обмотками, снимают показания двух амперметров, включаемых в первичную и вторичную цепи трансформатора, и показания ваттметра, токовую

10 обмотку которого включают в цепь первичной обмотки трансформатора, а обмотку напряжения — в цепь его вторичной обмотки, при этом среднеквадратичное значение намагничивающего тока определяют по формуле

20 где l — среднеквадратичное значение первичного тока, 12 — среднеквадратичное значение вторичного тока, Р— показания ваттметра (вт), Йт — коэффициент трансформации, Й1 — коэффициент пропорциональности между током в токовой обмотке ваттметра и первичным током, 30

А2 — коэффициент пропорциональности между напряжением, подаваемым на обмотку напряжения ваттметра, и

Гb1 вторичным током — . (а

245939

Z. .

Фиг 1 иг 4 и а g

Составитель И. Лурье

Редактор М. В. Афанасьева Техред Л. Я. Левина Корректор Е. Н. Миронова

Заказ 206 /19 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2