Способ измерения индуктивности рассеяния обмоток трансформаторов тока

Союз Соеетскик

Социалистически»

Республик

ОП ИСАНИЕ ЗИ2!7

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 02.II.1970 (¹ 1400992 18-10) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Олубликованс 09.VII I.1971. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 2Л1.1971.ЧП К G О! r 27/26

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете 11икистров

СССР

УДК 621.317.73(088.8) Автор изобретения

И. М. Сирота

Институт электродинамики АН Украинской ССР

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ

РАССЕЯНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

Изобретение относится к электроизмерительной технике.

Точность работы трансформаторов тока в значительной степени зависит от индуктивного сопрогивления рассеяния их вторичных обмоток. Важно с достаточной точностью определять это сопротивление, в особенности в связи с п рименением трансформаторов тока (ТТ) в различных устройствах релейной защиты:и автоматики энергосистем, Известные способы измерения имеют ограниченную область применения и,не обеспечивают необходимой точности измерения, главным образом из-за того, что при них не соблюд,аются реальные условия возникновения магнитных потоков рассеяния обмоток.

В основу предлагаемого способа положено допущение, что сумма индуктивностей рассеяния обмоток ТТ, п риведенных к числу витков одной из его обмоток, при любом заданном режиме работы ТТ равна суммарной:индуктивности ра "сеяния, определяемой из опыта короткого замыкания. Иными словами, лринимается, что индуктивности рассеяния обмоток не зависят от насыщения сердечника ТТ. Это допущение полностью соответствует действительности при изменении напряженности магнитного поля в сердечнике ТТ в широких пределах, о риентировочно от 0 до 20 а/с.и. Очевидно возможные на п рактике режимы раооты ТТ, для которых требуется определение индуктивностей 1эассеяния, в о новном охи. 1тызают=я этими пределаiiii. В зможная в оттельных случаяi. при оче:- ь оольшой крат5 ности 1IepBtt IHorо T0i a, tiorpelII io Tb измерения, вызываемая неучетэм влияния насыщения, невелика и практически вполне может быть допущена

Измерение нндуктивности,рассеяния вто1О ричной обмотки, может оыть проведено лр:< люоых заданных первичном токе ТТ, погрешностя: по току и по угпу. Тем самым учитывается возможное влияние фактическ!х величин токов и угла между ними на индуктнв15 ность |рассеяния.

Этот спосоо основан на регулировке заданнон угловой погрешности трансформатора при заданных первичном и вторичном тэках путем уравнения .с помощью двухлучсзого осциллографа фазы основной га рмони ".*, »ервичного тока с фазан некоторой составляющей вторичного тока, Измерив токи и налря>ке— ния в первичной и вторичнои целях ТТ и лодставиз найденные величины в выведенные 5 уравнения, находят искомое индуктквное сопротивление рассеяния вторичной обхтотки ТТ.

Для измерения не требуется выполнения на ТТ каких-либо вспомогательных обмоток. ввиду чего отпадает необходимость з .разборЗО ке ТТ.

311217

3 я .k I 1 (к я и ц ri, Ы1 Ы IIZ Ь и ==

1! - 1(!

50

На фиг. 1 п(редставлена принципиальная схема измерения; на фиг. 2 — векторная,дцаграм а поясняюща(! предлагаемыц принцип изме .ния; на фиг, 3 — "хема замещения, П рЭФжная оо>, îòêà ТТ включается на регули уемв1й питающий .источник последователье с резистором r l, сопротивление которого должно быть предварительно изме!репо.

Оцо вьюн!рается с учетом возможностц достаточно точного определения угла сдвига фаз < (<(ежду первыми Гармониками напряжения ця первичной обмотке Ul и тока в ней I(. Можно вкл(очцть резистор г! через промежуточный трансформатор тока. В цепь вто!ричной обмотки включаются калиброва!нные !регули!руемые активцые и индуктивные сопротивления r(1

Хц (магазины) достаточной мощности и добаво !ные сопротивления r д, Х,, (при отсутствии калиброванHbtx corlpoTивлений можно применить обычные реостаты и регулируемые дроссели, а в конце .испытания измерить цх сопротивления) . Beëtè÷èíû сопротивлений

r.. Хц, Л, подби(раются так, чтобы их общее соп!рот<ивление было равно полному со!противлению Я„нагрузки, при котором получаюгся заданные погрешности ТТ (по току ц по углу. В общем случае первичный i (и вторичны((i (! токи ТТ могут быть искаженной формы.

Требуемый угол <> межд<у основными гармониками этих токов легко устанавливается с помощью,двухлучевого осциллопрафа О, к «оторому подводятся через однотипные фильт!ры

Ф(и Фц частоты 50 гц напряжения с резисто!ров г(и, Эти на(пряжения должны совпадать по фазе. Следует отметить, что для данной цепи практически не требуется высокой избирательности фильтров, В схеме предусмотрен вольтмет!р V селективного типа или какой-либо д!ругой прибор аналогичного назначен!ия с переключателем

П, служащий для .измерения основных гармоник .нап!ряж<ения пита!ощего источника U, на обмотках ТТ U(и U((, а также напряжения

U!!! на резисторе r! . B первичную и вторичну(о цели TT включены также амперметры для контроля действующих значений токов. рабочему процессу в схеме (см. фиг. 1) соответствует векторная диаграмма (с

Из треугольника векторов U, U(, U(1! (см. фиг, 2) находим угол между напряжением U! ц током 11

/ (с — с — " и((" 1(— 1гн) - "" 1 <г «; «;,,(< -«- ul u„;1 (1) 5

Рассмат!ривая контур (.и Х,r< (cit. фиг, 3) н ,находим — ===- . — — — - l — rnrctg—

1ц r((+r,+IÕ, 1ц (ц-(-Х, 10 Следовательно, п!ри совпадении по фазе токов 1, и 1, (а следовательно, и напряжений, подведенных к осциллографу угловая погрешность ТТ будет равна

Х., 15 о =- a(ctg (2) (ц- -/д

Далее имеем Ut --l(Zs(— Е О:

Е. — lnZ5ö- Уц = О.

Имея в виде суммарное сопротивление оомоток ТТ

Z„; -Z> — Z полученное из опыта !ко(ротного находим

Совмещая ось веществен<(ых величин с направлением вектора тока I (,lr обозначив фазовые углы сопротивлений Z „ If Z. соответственно и и Р, можно написать

Уч! гарц -, /Л5!

Un(cos(u- )-;-/$(п(..<)) (l,(со$-. !

40 11 — -1(((с0$ о — — is i и <1) /$!пр) --, -liZ,(cos3 — — jsin3) lt — l(((cosi> — — /$!и ) 45 откуда после .некоторых преобразований :(ахи и<

1;(1;Я,sin3 — U; sin-. - - U,(яп(х i(S(;

1- 11! — 21! 1ц соз <

1ц11! Z< sin(i — 3) —,U(sin(< -- .)с, ц sin 1

21; 1(! с„,-, 1

Т !ким oopc(30(<(, зная н< .Iц цl!!ы Z;;< I(10<

U1, U::, < ((, <1 tp, можно по форт,.ле (3) определить искомое сопротивление х,, На основании изложенного можно припять следующцц порядок действия при измереццц

60 Х, по описываемому способу.

5 ц

1. Проводят опыт короткого замыкания, замкнув, накоротко !первичную обмотку ТТ и подведя питание к его вторичной обмотке. Измеряют также активные сопротивления rg(и

65 гарц ц пересчитывают(.3(к вторичной обмотке

311217

< п

rs< =«ч, — . Таким путем находятсоп ротивrc +fc ление Яки угол = arccos "

j 8к)

2, Установив требуемое отношение х, r«r, при заданной д в соответствии с выражением (2), проводят опыт по схеме фиг. 1, причем регулируют питающий источник и сопротивления

«, Хц так, чтобы токи i«1ц были равны заданным, а составляющие совпадали по фазе.

Следует отметить, что возможные на практике отклонения величин ii, i«и угча между токами Iп, Io мало влияют на получаемые зна-. чения Х ц.

3. По установленным значениям r и, Хц

«л,Х, расчетным путем определяют сопротивления Zн,и угол нагрузки <. При достаточно больших сопротивлениях Хд, r, по сравнению с «можно п риближен но принять

Х«

Zi — 1 «ц> Хц"-. а = агс1 ° ь

4. Измеряют напряжения U, U ь V«, U«i

Ut« и находят первые гармоники токов Ii ——

U«

1« — — —.

r„

При небольшом искажении токов можно приближенно принять 1,=1ь 1« =1« и определить токи II, 1ц непосредственно по показаниям амперметров. Пересчитывают первые гармоники первячного тока и,напряжения к числу вит5 ков. Измерение индуктивности рассеяния вторичной обмотки может быть проведено прц любых заданных вторичной обмотки

I, =-1) —, < ц

5. Находят по формуле (1) угол .

6.,Подставив все найденные величины в уравнение (3), определяют индуктивное сопротивление рассеяния Х ц.

Предмет изобретения

20 Способ измерения индуктивности рассеяния обмоток трансформаторов тока,с использованием источника питания рабочей частоты, амперметров и селективного вольтметра с переключателем, отличающийся тем, что, с

25 целью повышения точности, индуктивность 0«ределяют по результатам измерения электрических величин в опыте короткого замыкания и в опыте, соответствующем нормальному режиму п ри заданных первичном:и вторичном токаi, ц устанавливают заданный угол сдвига фаз между пе рвыми гармониками этих токов при помощи двухлучевого осциллографа, контролирующего совпадение по фазе составляющих гокав.

Редактор T. Иванова

Сов f2IЗII гель С. 1!укинская

Тс: ред Л. В. Куклина Корректор Е. H. Миронова

3-1каз 3 Ю 1377 Изд X 1089 Тираж 473 Подписное

ЦН1111ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС1

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фнл. пред. <: Патент»