Способ определения погрешности измерительного трансформатора тока в переходном режиме
i. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА В ПЕРЕХОДНОМ РЕЖИМЕ, имеющего магнитопровод с немагнитным зазором, на котором размещены первичная и вторичная обмотки, включающий осциллографирование первичного тока трансформатора в переходном режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, на магнитопровод дополнительно наматывают измерительную обмотку, с ее помощью одновременно с первичным током осциллографируют магнитную индукцию в магнитопроводе, определяют величину немагнитного зазора и вычисляют погрешность по формуле -лПЁ( где 6()- магнитная индукция в магнитопроводе за время переходного процесса; д/- погрещность трансформатора тока по мгновенным значениям; . - максимальное значение периодической составляющей первичного тока; S - величина немагнитного зазора магнитопровода; W,- число витков первичной обмотки; /о 4}Г-10 Гн/м; Р / - относительная магнитная прони (Л цаемость стали; С(лр - средняя длина пути магнитного потока по стали. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют значение индуктивности вторичной обмотки трансформатора тока, по которой определяют величину немагнитного зазора. Г)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1101911 зсмк Н Ol F 40/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "" 3/
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Риг. t (21) 3299255/24-07 (22) 05.06.81 (46) 07.07.84. Бюл. № 25 (72) Б. Г. Строганов и А. А. Чунихин (71) Московский ордена Ленина и ордена
Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.314.224.8 (088.8) (56) 1. Бачурин Н. И. Трансформаторы тока.
Л., «Энергия», 1964, с. 376.
2. N. Campriani, V. Рав|оге11у, I. Vallini.
Problem concerning the calculation of current measu rmen t in transient condition.
CGS. Spa. Instrumenti di Nisura. (54) (57) I. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА В ПЕРЕХОДНОМ
РЕЖИМЕ, имеющего магнитопровод с немагнитным зазором, на котором размещены первичная и вторичная обмотки, включающий осциллографирование первичного тока трансформатора в переходном режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, на магнитопровод дополнительно на маты вают из мерител ьную обмотку, с ее помощью одновременно с первичным током осциллографируют магнитную индукцию в магнитопроводе, определяют величину немагнитного зазора и вычисляют погрешность по формуле ьт =„, (3 /, E) Е, — максимальное значение периодической составляющей первичного тока; b — величина немагнитного зазора магнитопровода; W число витков первичной обмотки; /"о = 4Р10 Гн/м; 㻠— относнтеотнггая магнитная проницаемость стали; сгт — средняя данна пути магнитного потока по стали. 2. Способ по и. 1, отлигтаюи1ийсЯ тем, что измеряют значение индуктивности вторичной обмотки трансформатора тока, по которой определяют величину немагнитного зазора. ю 1101911 Изобретение относится к электроаппаратостроению и, в частности к трансформаторам тока, предназначенным для измерения в высоковольтных цепях тока переходного процесса, содержашего апериодическую составляющую (такие режимы возникают при К. 3. в высоковольтных сетях, либо в испытательных лабораториях больших токов), Известен способ измерения погрешности трансформатора тока в установившемся режиме передачи синусоидального тока, включающий сравнение токов испытуемого трансформатора тока и образцового трансформатора тока на специальном дифференциальном сопротивлении, путем фиксации нулевого разностного сигнала с помощью индикатора (1). К недостаткам этого способа следует отнести, во-первых, необходимость иметь целый ряд образцовых трансформаторов тока с различными коэффициентами трансформации, а во-вторых, указанный способ регистрации не позволяет произвести измерение погрешности ТТ в переходном режиме. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения погрешности трансформатора тока в переходном режиме, имеющего магнитопровод с немагнитным зазором, на котором размещены первичная и вторичная обмотки, включающий осциллографирование первичного тока трансформатора в переходном режиме (2). Способ в условиях измерения с малой погрешностью по мгновенным значениям токов переходных процессов в высоковольтных цепях обладает целым рядом недостатков. Для проведения измерения необходимо иметь дополнительно либо образцовые трансформаторы тока с номинальными коэффициентами трансформации соответственно равными номинальным коэффициентам трансформации испытуемых трансформаторов тока, либо при использовании образцового силового шунта, регулируемый шунт во вторичной цепи испытуемого трансформатора тока, величина сопротивления которого устанавливается таким образом, чтобы обеспечить с высокой точностью равенство напряжений, снимаемых в установившемся режиме синусоидального первичного тока с образцового силового шунта и регулируемого шунта во вторичной цепи испытуемого трансформатора тока. Наличие регулируемого шунта в цепи значительно усложняет процедуру измерения погрешности трансформатора тока и снижает точность измерения. Наиболее точным образцовым прибором является силовой шунт. Однако в том случае, когда погрешность по мгновенным значениям испытуемого трансформатора тока имеет порядок 1% и менее, а измерение ведется дифференциальным способом с использованием образцового силового шунта, получае1О 2О 4О 45 мый разностный сигнал имеет значение не более 20 мВ и соизмерим с электромагнитными наводками силовой цепи. Дело в том, что силовые шунты из соображений термической стойкости и стабильности сопротивления делают с малым значением сопротивления и при номинальных токах свыше 40 кА, напряжение на шунтах не превышает 2 В. Это обстоятельство ведет к снижению точности измерения тока намагничивания трансформатора тока, а следовательно, и погрешности трансформатора тока. Кроме того, силовой шунт требует обязательного заземления, что исключает его применение в цепях под высоким потенциалом. Отсутствуют также и образцовые трансформаторы тока, предназначенные для измерений в переходном режиме, которые могут быть использованы в рассматриваемой схеме. Цель изобретения — повышение точности измерения погрешности трансформатора тока. Для достижения цели согласно способу определения погрешности измерительного трансформатора тока в переходном режиме, имеющему магнитопровод с немагнитным зазором, на котором размещены первичная и вторичная обмотки, включающем осциллографирование первичного тока трансформатора в переходном режиме, на магнитопровод дополнительно наматывают измерительную обмотку, с ее помощью одновременно с первичным током осциллографируют магнитную индукцию в магнитопроводе, определяют величину немагнитного зазора и вычисляют погрешность по формуле где В(1) — магнитная индукция в магнитопроводе за время переходного процесса; д1 — погрешность трансформатора тока по мгновенным значениям; I, — максимальное значение периодической составляющей первичного тока; 3" — величина немагнитного зазора магнитопровода; V4 — число витков первичной обмотки; /"о= 43 10 Гн/м; 1cz — средняя длина пути потока по стали; м — относительная магнитная проницаемость стали. Измеряют значение индуктивности вторичной обмотки трансформатора тока, по которой определяют величину йемагнитного зазора. На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предложенный способ; на фиг. 2 — схема измерения индуктивности; 110!911 иг. Для измерения погрешности трансформатора тока используется измерительная обмотка 1 (с числом витков Ющ,„), намотанная равномерно, например, на тороидальный магнитопровод, содержащий немагнитные зазоры. Поверх измерительной обмотки 1 намотана вторичная основная рабочая обмотка 2 с числом витков W>. В качестве первичной обмотки служит, например, шина 3, проходящая в окно тора. На первом этапе определяют величину реального немагнитного зазора путем измерения индуктивности L вторичной обмотки. Для этого определяют ток 1 и напряжение U в схеме на фиг. 2. Тогда величина реального суммарного немагнитного зазора определится, как IAAF 2, Г 6 г 4 wã 5 Ъ где Я вЂ” сечение магнитопровода, м, p — активное сопротивление вторичной цепи, Ом; л7- круговая частота переменного тока, 1/С; — индуктивность вторичной обмотки. Здесь не учитывается изменение индуктивности вторичной обмотки за счет выпучивания магнитного поля около зазоров, которое вносит пренебрежимо малую погрешность порядка 0,1% (в трансформаторах тока высокой точности предельный зазор не превышает 0,2 — 0,3 мм при сечении зазора 100 см ). При проведении испытаний через первичную обмотку 3 (фиг. 1) пропускают ток переходного процесса, вторичную обмотку 2 нагружают на шунт 4, измерительную обмотку 1 подключают на вход интегрирующего усилителя 5, на выходе которого получается напряжение, пропорциональное магнитной индукции в магнитопроводе. Сигнал, пропорциональный первичному току, снимают с силового шунта 6 или с воздушного трансформатора тока (на фиг. 1 не показан) и далее сигнал подают на шлейф осциллографа 7. Таким образом в результате измерительного опыта получается осциллограмма переходного процесса (фиг. 3), на которой имеется кривая первичного тока 11 с силового шунта 6, кривая I — вторичный ток испыУ туемого трансформатора тока и кривая индукции В (t) в стали магнитопровода. Погрешность измерения индукции составляет +-5%. По известному значению индукции и кривой намагничивания стали магнитопровода определяют относительную магнитную проницаемость| и далее зная (из конструкции) среднюю длину пути магнитного потока по стали, находят значение тока намагни10 чивания трансформатора тока а погрешность по мгновенным значениям тока, определится, как 15 а 1% = М ОО = — (- --) — 1,+ +d ) 1ÎÎ, I1 % 31 о 1„„,„ Ч где I, „— максимальное значение периодической составляющей первичного тока, измеренное по осциллограм20 ме (погрешность измерения не более +-5%). В случае, когда индукция в стали не достигает значения насыщения 1 $«d и формула для определения погрешности упрощается и не требуется кривых намагничивания стали, судить о степени насыщения можно непосредственно по форме кривой индукции на осциллограмме. Предлагаемый способ эффективен при измерении малых погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах (в том числе меньших 5%) при любых (сколь угодно больших) значениях измеряемых токов. Этот факт обусловлен тем, что согласно изобретению производится измерение магнитной индукции в магнитопроводе, при этом 35 значения регистрируемых напряжений в сотни раз больше электромагнитных наводок (напряжения 10 В, а наводки 100 мВ). Кроме того, не требуется измерение индукции с малой погрешностью, ибо в отличие от дифференциального способа (2) погрешность измерения индукции однозначно соответствует погрешности измерения погрешности по мгновенным значениям трансформатора тока в переходном режиме, т. е. например, если измерение индукции выполнено 45 грубо с погрешностью до 20%, то реальная погрешность однопроцентного трансформатора тогда будет находиться в пределах 0,8 — 1,2%, что вполне удовлетворяет требованиям аттестации трансформатора тока на класс 1,5% в переходном режиме. ВНИИПИ Заказ 4687/37 Тираж 683 Подписное Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
