Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
7
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ
челябинский государственный агроинженерныи
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра электроснабжения сельского хозяйства
Утверждаю.
Первый проректор
________________Л. А. Саплин
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ № 7
Высоковольтные трансформаторы тока
Челябинск 2000
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Целью настоящей работы является изучение конструкции высоковольтных трансформаторов тока и знакомство с основными методами их проверки.
Следует помнить, что трансформаторы тока разделяются на две группы:
измерительные - для измерения и учета тока (электрической энергии);
защитные - для защиты электрических цепей от сверхтоков или других нарушений токового режима.
Основной, характеристикой измерительных трансформаторов тока является класс точности, характеризующий погрешности, вносимые трансформатором тока в результаты измерений.
Для защитных трансформаторов тока полезная работа начинается с момента нарушения нормального режима в электрической цепи, поэтому требования к точности ограничены рамками работы их при сверхтоках или токах короткого замыкания. Основной характеристикой этих трансформаторов тока является максимальная кратность тока при десятипроцентной погрешности, характеризующая точность и надежность их.
1. ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ
1.1. Принцип действия (рис. 7,1).
Первичную обмотку трансформатора тока включаем, в рассечку фазы электрической цепи, поэтому она постоянно будет обтекаться нагрузочным током:. Вторичную обмотку трансформатора тока замыкаем на токовые катушки измерительных приборов, реле автоматики или закорачиваем.
Так как сопротивление катушек приборов и реле мало, то нормальным режимом работы трансформатора тока можно считать режим: короткого замыкания. Принцип действия трансформатора тока состоит в следующем. При протекании по первичной обмотке тока I1 в сердечнике создается магнитный поток Ф0, охватывающий как первичную, так и вторичную обмотки:. Пересекая в процессе изменения витки обмоток, магнитный поток возбуждает в первичной обмотке Е1 а во вторичной ~Е2 .Под влиянием Е2 в замкнутой цепи: возникает ток I2.
Таким образом, магнитный поток Ф0 является тем передаточным звеном, с помощью которого осуществляется передача энергии от первичной обмотки к вторичной в процессе трансформации тока.
Рис. 7.1. Принципиальная схема трансформатора тока
1.2. Векторная диаграмма трансформатора; тока (рис.7.2).
За исходную величину при построении векторной диаграммы нужно принять вторичным ток I2. (А2. ω2.). Зная сопротивления: вторичной обмотки трансформатора тока r2., x2., а также сопротивления внешней нагрузки R2 и Х2, находим э,д.с, вторичной обмотки Е2.
Магнитный поток Фо, а следовательно, и магнитна» индукция опережают создаваемую ими э.д.с. на 90°. Вектор полных МДС намагничивания Aоω1 опережает векторы Фо и В на угол ψ ~ угол потерь.
Рис. 7.2. Векторная диаграмма трансформатора.
Этот угол можно найти по экспериментальной кривой для данного магнитного материала:
ψ = f(Bmax)
Абсолютная величина Ioω1 определяется до формуле:
Ioω1 = (Ioω1)o·L
где (Ioω1)o·– удельная величина
(l 0 * (В; )0 - удельная ведшим;
L - длина магнитного пути.
Удельная величина МДС намагничивания (Ioω1)o· находится по кривой намагничивания Ioω1 = f (Bmax).
Зная А2ω2 · и А0ω1 строим вектор первичных МДС А1ω1 . Из векторной диаграммы видно, что по абсолютной величине А1ω1>А2ω2.
или или
Токовой погрешностью называется арифметическая разность между действительным вторичным током, умноженным на номинальный коэффициент трансформации кТ трансформатора тока и первичным током.
Она выражена в процентах к первичному току:
Из векторной диаграммы находим, что:
А2ω2 – А1ω1 = – А0ω1 ·sin(α + ψ)
Угол ψ очень мал. поэтому:
где:
α – угол между э.д.с. вторичной обмотки и вторичным током. Угловая погрешность определяется углом между векторами А1ω1 и А2ω2 .
так как δ мал, то можно принять, что tg δ = δ.
Если во время работы 'трансформатора тока разомкнуть вторичную обмотку, то А2 = 0, размагничивающее действие вторичного тока исчезает и первичные МДС становятся МДС намагничивания в связи с этим резко возрастет магнитный поток Фо и напряжение (рис 7 3). Сердечник трансформатора тока перегревается, а на. разомкнутых концах вторичной обмотки возникает высокое напряжение (несколько киловольт), опасное как для обслуживающего персонажа, так и для изоляции.
Ф, U
Рис. 7.3. Изменение напряжения при разомкнутой вторичной цепи
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Изучить конструкцию трансформаторов тока и познакомиться с их пас портными данными, проверить полярность обмоток, снять вольтамперную характеристику, проверить коэффициент трансформации.
2 1 Конструкции трансформаторов тока и их паспортные данные.
Изучить трансформаторы тока типов ТКЛ-10, ТПЛ-10.
Многовитковые, опорные с изоляцией из литой синтетической смолы на напряжение 10 кВ. Первичные номинальные токи от 5 до 400 А. Длительная перегрузка допустима на 10%. Номинальный вторичный ток – 5А. Выпускаются с одним или двумя сердечниками в различных сочетаниях классов точности 0,5 и Р (сердечник Р - для защиты). Первичная обмотка представляет собой круглую катушку из изолированной меди. Вес 10-18 кг.
Изучить трансформаторы тока типаТПОЛ-10.
Трансформаторы тока проходные, одновитковые с изоляцией из литой синтетической смолы на напряжение 10 кВ. Изготовляются на первичные номинальные токи 600, 800. 1000 и 1500 А. Номинальный вторичный ток – 5 А,
Выпускаются с одним или двумя сердечниками с различными сочетаниями классов точности Р и 0,5, Сердечники ленточные (кольцевые). Вес 16-17 кг.
Изучить трансформаторы тока типа ТФН-35.
Трансформаторы тока наружной установки, опорные, в маслонаполненном фарфоровом корпусе, на номинальное напряжение 35 кВ и номинальные токи от 15 до 1000 А с двумя или тремя сердечниками. Первичная и вторичная обмотки восьмерочного типа с бумажно-масляной изоляцией помешены в фарфоровый корпус, заполненный маслом.
Изучить трансформаторы тока типа ТКЛ-0,5 и ТШЛ-0.5.
Трансформатор така ТКЛ-0.5 является низковольтным катушечным, а ТШЛ-0,5 низковольтным шинным трансформатором тока с литой изоляцией (эпоксидная смола).
Технические данные:
Номинальное напряжение, кВ - 0,5
Номинальная частота, Гц - 50
Номинальный ток; А:
для ТКЛ-0,5 - 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 100; 150; 200; 300,
для ТШЛ-0,5 - 400; 600. 800.
Класс точности - 0,5
Динамическая устойчивость - 130
Термическая односекундная устойчивость - 75
Трансформатор тока типа ТШЛ-0.5 первичной обмотки не имеет и надевается непосредственно на шину сечением не более 50x8 мм.
Изучить трансформатор тока нулевой последовательности типа ТЗЛ.
Предназначен для трансформации токов нулевой последовательности, возникающих при замыкании одной из фаз трехфазного кабеля на землю. Устанавливается у кабельной муфты и надевается на кабель, защищенный броней. Кабель располагается в окне трансформатора тока по центру окна. Трансформаторы тока типа ТЗЛ предназначены для работы в закрытых помещениях, на стационарных установках.
Во время эксплуатации любых трансформаторов тока необходимо следить за тем. чтобы при прохождении тока по первичной обмотке, вторичная была замкнута на прибор или накоротко,
2.2. Проверка трансформатора тока.
Для маркировки трансформатора тока собрать схему рис.7.4. Концы обмоток условно обозначаются:
Л1, Л2, – начало и конец первичной обмотки;
И1, И2 – начало и конец вторичной обмотки:
Маркировка трансформатора правильна, если при прохождении первичного тока от Л1 к Л2 вторичный ток протекает от И1 к И2.
Однополярные зажимы Л1 и И1, (или Л2 и И2) присоединить соответственно к полюсу батареи и к генераторной клемме гальванометра. В момент замыкания цепи при правильной маркировке стрелка гальванометра отклонится в правую сторону, а в момент размыкания в левую.
Рис. 7.4. Схема маркировки обмоток трансформатора тока
2.3 Для снятая вольтамперной характеристики используется схема (рис.7.5). При разомкнутой первичной обмотке на зажимы вторичной обмотки подать переменное напряжение. Увеличивая напряжение, подаваемое на вторичную обмотку, зафиксировать несколько значений тока и напряжения, по которым построить характеристику. Опыт провести для исправного трансформатора тока и для трансформатора тока с закороченными витками.
Рис. 7.5. Схема для снятия вольтамперной характеристики.
2,4. Проверка коэффициента трансформации (рис.7.6).
Отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному называется номинальным коэффициентом трансформации трансформатора тока. На первичную обмотку подать токи от 20 до 200 % от номинального, замерить при этом вторичный ток, подсчитать коэффициент трансформации как кт= I1/ I2 и построить характеристики
I2=f(I2); KT=f(I1)
Опыт провести для двух случаев: Z2 < Z2ном; : Z2 > Z2ном;
где
Z2ном; – номинальная нагрузка трансформатора тока. Ом;
Z2 – действительная вторичная нагрузка. Ом.
3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
3.1. Что называется номинальной нагрузкой трансформатора, тока?
3.2. Как проверить трансформатор тока на термическую и динамическую устойчивость в режиме короткого замыкания?
3.3. Что такое коэффициент динамической устойчивости трансформатора тока и коэффициент односекундной термической устойчивости?
3,4 Для чего применяются трансформаторы тока с классами точности О,5; Р?
4. ОБЪЕМ ОТЧЕТА
4 1. Записать паспортные данные трансформаторов тока.
4.2. Построить векторную диаграмму трансформаторов тока.
4.3, Написать формулы токовой и еловой погрешностей.
4,4. Вычертить схемы опытов и дать в таблицах результаты опытов.
Z2 < Z2ном; : Z2 > Z2ном;
4.7. Ответить на контрольные вопросы.
5.ЛИТЕРАТУРА
5 1, Электротехнический справочник, Под общей редакцией профессоров МЭИ – М.: Энергоатомиздат, Т-2.1986 г.
5.2, ГОСТ 7746-78. Трансформаторы тока. Общие технические требования.
5.3. Афанасьев В.В. и др. Трансформаторы тока. – Л.: Энергия, 1980, -344 с.