65 Почему нельзя размыкать вторичную обмотку трансформатора тока?
Следует отметить, что размыкание цепи вторичной обмотки трансформатора тока недопустимо. Трансформатор переходит в режим х.х. и его результирующая МДС, в рабочем режиме равная 
, становится 
(рис. 3.34, в). В результате резко (в десятки и сотни раз) возрастает магнитный поток в магнитопроводе, а индукция в нем достигает значения В>2 Тл, что приводит к сильному возрастанию магнитных потерь в стали; при этом трансформатор может сгореть. Еще большую опасность представляет резкое повышение напряжения на зажимах вторичной обмотки до нескольких сотен и даже тысяч вольт. Для предотвращения режима холостого хода при отключении приборов следует замыкать вторичную обмотку трансформатора тока накоротко.
66-67 Внешняя характеристика сварочного трансформатора?
Каким образом ограничивают рабочий ток в сварочном трансформаторе?
При работе сварочных трансформаторов короткое замыкание является нормальным эксплуатационным режимом. Поэтому для ограничения тока к. з. и устойчивого горения дуги такой трансформатор должен иметь крутопадающую внешнюю характеристику, а цепь сварочного тока должна обладать значительной индуктивностью. Для этого в сварочных трансформаторах первичную и вторичную обмотки размещают на различных стержнях магнитопровода, вследствие чего сопротивление короткого замыкания Ζκ и напряжения ик оказываются у них в несколько раз больше, чем у обычных силовых трансформаторов.
Обычно в сварочных трансформаторах последовательно со вторичной обмоткой включают реактор L с переменной индуктивностью (рис. 3.35, а). Регулируя индуктивность реактора (изменяя воздушный зазор в его магнитопроводе), изменяют форму внешней характеристики 1 или 2 трансформатора (рис. 3.35, б) и ток дуги I21 или I22, соответствующий напряжению горения дуги Uд.
2-реактор с переменной индуктивностью
68 Где, в основном используются трансформаторные схемы для преобразования числа фаз?
Трансформаторные схемы для преобразования числа фаз. При питании однофазных нагрузок большой мощности от сети трехфазного тока из-за неравномерности нагрузок отдельных фаз возникают значительные искажения симметрии трехфазных напряжений. В этом случае для выравнивания нагрузок фаз применяют специальные схемы включения трансформаторов: трехфазно-двухфазного преобразования (называемую иногда схемой Скотта) и включения двух однофазных трансформаторов (или двух фаз трехфазного трансформатора) в открытый треугольник. Эти схемы используют, в частности, для питания переменным током контактной сети электрифицированного транспорта.
Почему вторичную обмотку трансформатора тока нельзя оставлять разомкнутой?
Вторичную обмотку трансформатора тока нельзя оставлять разомкнутой, если по первичной обмотке проходит измеряемый ток, по следующим причинам.
При размыкании вторичной цепи, что может быть, например, при отключении амперметра, исчезает встречный магнитный поток Ф2 (рис. 9.4), следовательно, по сердечнику начинает проходить большой переменный поток Ф1, который вызывает наведение большой ЭДС во вторичной обмотке трансформатора (до тысячи вольт), так как вторичная обмотка имеет большое число витков. Наличие такой большой ЭДС нежелательно потому, что это опасно для обслуживающего персонала и может привести к пробою изоляции вторичной обмотки.
При возникновении в сердечнике большого потока Ф1 в самом сердечнике начинают наводиться большие вихревые токи, сердечник начинает сильно нагреваться, и при длительном нагреве может выйти из строя изоляция обеих обмоток трансформатора. Поэтому надо помнить, что, если надо отключить измерительные приборы, то необходимо обесточить первичную обмотку ТТ.
На паспорте ТТ в виде дроби указывается коэффициент трансформации трансформатора тока:
где I1 – ток первичной обмотки, А;
I2 – ток вторичной обмотки, А;
w1 – число витков первичной обмотки;
w2 – число витков первичной обмотки.
Например, 100/5 А означает, что данный трансформатор тока рас считан на первичный ток 100 А и вторичный ток – 5 А. Коэффициент трансформации этого трансформатора K =100/5=20.
Зная К и получив показания амперметра во вторичной цепи трансформатора тока I2, можно определить первичный ток
Большинство трансформаторов тока выпускаются с номинальным вторичным током 1 А, 5 А.
9.3.3 Измерение напряжения. Для измерения напряжения служат вольтметры. Они подключаются параллельно участку, на котором необходимо измерить напряжение.
Внутреннее сопротивление вольтметра должно быть значительно больше сопротивления участка к которому он подключается, так как в противном случае вольтметр будет оказывать влияние на токораспределение в электрической цепи и результаты измерения будут содержать большую погрешность.
Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с ними включают добавочные сопротивления.
В приборах на напряжение до 300 В, добавочные сопротивления вмонтированы в корпус приборов или укреплены снаружи приборов.
Для измерения напряжений свыше 300 В добавочные сопротивления присоединяют к одному из выводных зажимов прибора.
Добавочные сопротивления рассчитывают так, чтобы в цепи с увеличенным напряжением по обмотке (рамке) вольтметра проходил тот же ток, что и при номинальном напряжении, на которое рассчитана обмотка.
Обмотка рассчитана на ток
где – ток, протекающий через рамку вольтметра, А;
– напряжение на рамке, В;
– сопротивление рамки, Ом.
При увеличении напряжения в цепи в п раз, ток должен остаться прежним
Пример.Вольтметром на 15 В необходимо измерить напряжение 150 В. Определить добавочное сопротивление, если внутреннее сопротивление вольтметра 900 Ом.
Решение:
1. Определим отношение измеряемого напряжения к напряжению вольтметра
2. Добавочное сопротивление
Для измерения высоких напряжений синусоидального тока применяют измерительные трансформаторы напряжения.
Первичная обмотка трансформатора напряжения включается параллельно потребителю и имеет большое число витков.
В паспорте трансформатора напряжения указывается отношение напряжений первичной и вторичной обмоток. Например 5000/100 означает, что номинальное напряжение первичной обмотки 5000 В, вторичной – 100 В.
Коэффициент трансформации напряжения
Зная К и напряжение вторичной обмотки, можно определить первичное напряжение:
Большинство трансформаторов напряжения выпускается номинальным вторичным напряжением 100 В.
9.3.4 Измерение мощности электрического тока. Для измерений мощности в цепях постоянного и в цепях синусоидального тока промышленной частоты применяются ваттметры, обеспечивающий непосредственный отсчет мощности по шкале.
Ваттметр электродинамической системы состоит из двух катушек (рамок):
— неподвижной, токовой из толстого провода, включаемой последовательно с потребителем;
— подвижной обмотки напряжения, выполненной из тонкого провода, включаемой параллельно потребителю.
При постоянном токе вращающий момент электродинамического прибора пропорционален произведению токов в его обмотках:
где – ток в неподвижной катушке, А;
– ток в подвижной катушке, А;
В ваттметре ток подвижной обмотки прямо пропорционален приложенному напряжению
где Rп – сопротивление подвижной катушки, Ом.
Следовательно, вращающий момент прямо пропорционален мощности. Поэтому электродинамический ваттметр имеет равномерную шкалу, т.е.
Вращающий момент электродинамического прибора, включенного в цепь синусоидального тока
То есть показания ваттметра пропорциональны току, напряжению и cosφ, то есть активной мощности цепи Р.
Ваттметр имеет четыре зажима, к двум выводится токовая обмотка, к другим двум – обмотка напряжения. Первая пара зажимов включается в измеряемую цепь последовательно, вторая – параллельно. Начала обмоток обозначается звездочками (*) и соединяются вместе. Это необходимо, чтобы токи в катушках пропускались в определенном направлении.
На шкале ваттметра указываются верхние пределы измерений тока и напряжения. Если, например на шкале ваттметра обозначено I = 5 А и U = 100 В, это значит, что верхний предел измерения ваттметра Р = 500 Вт, то есть им можно измерять мощности до 500 Вт.
Очевидно, что цена деления ваттметра равна
где п – число делений шкалы
Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Опасность размыкания вторичной обмотки ТТ
В данной статье речь пойдет об опасности размыкания вторичной обмотки трансформаторов тока (ТТ).
Трансформаторы тока предназначены для преобразования первичного тока до наиболее удобных для измерительных приборов и реле значений и отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Трансформатор тока работает при постоянной нагрузке во вторичной цепи и переменной величине тока в первичной обмотке, т.е. при переменном магнитном потоке. Нормальный режим его работы близок к условиям короткого замыкания, так как его вторичная обмотка замкнута на последовательно соединенные обмотки приборов, реле и других аппаратов с незначительным сопротивлением.
Трансформатор тока представляет собой замкнутый магнитопровод 2 (рис.9.35 а) [Л1, с.285-287] и две обмотки. Первичную обмотку 1 включают последовательно в контролируемую цепь (цепь измеряемого тока) I1. Ко вторичной обмотке 3 присоединяют последовательно токовые обмотки приборов и реле, обтекаемые током I2. Тогда коэффициент трансформации равен [Л1, с.286]:
Номинальные вторичные токи равны 5 А и 1 А.
На векторной диаграмме (рис. 9.35 б) показана результирующая магнитнодвижущая сила (МДС) F0. В нормально режиме работы она сравнительно невелика, что обусловливает малые значения магнитного потока (Ф) и электродвижущей силы Е2 (ЭДС), наводимой во вторичной обмотке.
При разомкнутой вторичной обмотке ток в ней равен нулю, т.е. I2 = 0, и МДС вторичной обмотки также равна нулю, т.е. F2=I2w2=0. Так как ток в первичной обмотке I1 и ее МДС F1 практически не изменяются, то результирующая МДС F0 увеличивается во много раз и становится равной F1.
Соответственно увеличивается магнитный поток Ф, величина которого ограничивается лишь насыщением сердечника и индукцией в стали сердечника, при этом за счет повышенных потерь в стали сердечника происходит сильный нагрев магнитопровода, вплоть до пожара.
В результате магнитный поток Ф наведет во вторичной обмотке значительную ЭДС, а напряжение на разомкнутых концах этой обмотки может возрасти с нескольких десятков до тысяч вольт, что, опасно для:
- обслуживающего персонала;
- изоляции вторичной обмотки;
- приборов, реле и терминалов защит.
Поэтому при эксплуатации запрещается разрывать вторичную цепь работающего трансформатора тока согласно ПУЭ 7-издание пункт 3.4.16, тем более что это может совпасть с режимом к.з. в первичной обмотке.
Перед отключением прибора от трансформатора тока необходимо предварительно замкнуть накоротко его вторичную обмотку используя испытательные блоки или зашунтировать обмотку реле, прибора и только после этого отъединить прибор.
Следует запомнить, что:
Нормальным режимом работы ТТ является режим К3 , а режим с разомкнутой вторичной обмоткой (режим холостого хода) — аварийным режимом . Поэтому если ТТ включен и к его вторичной обмотке не подключена нагрузка, то эту обмотку следует обязательно закоротить.
Зачем нужно выполнять заземление вторичной обмотки трансформатора тока?
Рисунок 1. Трансформатор тока Трансформатор тока — это замкнутый стальной магнитопровод, а также две обмотки — первичная и вторичная. Первичная обмотка трансформатора последовательно подключается к цепям, в которых планируется измерение тока, тогда как к вторичной обмотке присоединяются токовые катушки приборов контроля и измерения, реле и прочего оборудования. Вторичная обмотка всегда изолируется от первичной. Кроме того, требуется заземление вторичной обмотки трансформатора тока, чтобы обеспечить безопасность обслуживающего персонала и подключенных приборов.
Заземление вторичной обмотки трансформатора тока следует выполнять, подключая провод заземления к специальному зажиму на трансформаторе. Если требуется заземлить не один, а несколько трансформаторов, подключить их можно к одной шине заземления. В таком случае можно выполнить заземление через предохранитель с пробивным напряжением до 1 кВ и шунтирующим сопротивлением в 100 Ом для оптимального стекания статического заряда.
В целом заземление вторичной обмотки трансформатора тока является совершенно несложной, но обязательной задачей, поскольку в противном случае короткое замыкание в сети или самом трансформаторе способно вывести из строя подключенную аппаратуру и угрожать безопасности находящихся рядом людей.