Трансфорамторы постоянного тока

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»

Реферат по общей электротехнике

на тему:

«Трансформатор постоянного тока»

Выполнил: студент группы ТОА-326

Ткаченко С.И.

Проверил: доц. Николаева С.И.

ВОЛГОГРАД 2004

Содержание:

1. Назначение, классификация и основные параметры измерительных преобразователей и трансформаторов тока ………………………………………3

1.1. Назначение измерительных преобразователей и

трансформаторов тока …………………………………………………….3

1.2. Классификация ИТТ и ТТ …………………………………………………4

1.3. Основные параметры и характеристики трансформатора тока…………7

2. Принципиальная схема трансформатора тока………………………………13

3. Векторная диаграмма трансформатора тока……………………….....................18

4. Условия работы трансформаторов тока……………………………………..21

5. Список литературы………………………………………………………………..23

1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

1.1.Назначение измерительных преобразователей и трансформаторов тока.

Под измерительным преобразователем тока (ИПТ) будем понимать устройство, предназначенное для преобразования первичного тока в такой выходной сигнал, информативные параметры которого функционально связаны с информативными параметрами первичного тока. Для создания ИПТ можно использовать различные физические явления. В настоящее время ИПТ обычно создаются на основе широко применяемого в электротехнике трансформаторного эффекта — в виде трансформатора.

Трансформатором тока (ТТ), являющимся наиболее широко применяемым ИПТ, называется такой трансформатор, в котором при нормальных условиях работы выходной сигнал является током, практически пропорциональным первичному току и при правиль¬ном включении сдвинутым относительно него по фазе на угол, близкий к нулю.

Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь последовательно (в рассечку токопровода), а вторичная замыка¬ется на некоторую нагрузку (измерительные приборы и реле), обеспечивая в ней ток, пропорциональный току в первичной обмотке.

В трансформаторах тока высокого напряжения первичная обмотка изолирована от вторичной (земля) на полное рабочее напряжение. Один конец вторичной обмотки обычно заземляется. Поэтому она имеет потенциал, близкий к потенциалу земли.

Трансформаторы тока по назначению разделяются на транс¬форматоры тока для измерений и трансформаторы тока для за¬щиты. В некоторых случаях эти функции совмещаются в одном ТТ.

Трансформаторы тока для измерений предназначаются для передачи информации измерительным приборам. Они устанавли¬ваются в цепях высокого напряжения или в цепях с большим током, т. е. в цепях, в которых невозможно непосредственное включение измерительных приборов. Ко вторичной обмотке ТТ для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ватт¬метров, счетчиков и аналогичных приборов. Таким образом, транс¬форматор тока для измерений обеспечивает:

1) преобразование переменного тока любого значения в пере¬менный, ток, приемлемый для непосредственного измерения с по¬мощью стандартных измерительных приборов;

2) изолирование измерительных приборов, к которым имеет доступ обслуживающий персонал, от цепи высокого напряжения.

Трансформаторы тока для защиты предназначаются для пе¬редачи измерительной информации в устройства защиты и управ¬ления. Соответственно этому трансформатор тока для защиты обе¬спечивает:

1) преобразование переменного тока любого значения в пере¬менный ток, приемлемый для питания устройств релейной за¬щиты;

2) изолирование реле, к которым имеет доступ обслуживаю¬щий персонал, от цепи высокого напряжения.

Трансформаторы тока в установках высокого напряжения необходимы даже в тех случаях, когда уменьшения тока для измерительных приборов или реле не требуется.

1.2. Классификация ИПТ и ТТ.

В зависимости от рода тока ИПТ разделяются на ИП переменного и ИП постоянного тока. В работе будут рассматриваться ИПТ переменного тока для уста¬новок и сетей с номинальной частотой тока 50 Гц.

По назначению ИПТ разделяются на ИПТ для измерений и ИПТ для защиты. Последние могут предназначаться для работы только в установившихся (статических) режимах либо в установившихся и переходных (динамических) режимах.

В зависимости от вида преобразования ИПТ делятся на преобразователи тока в ток, тока в напряжение (например, транс¬реакторы, магнитные трансформаторы тока), тока в неэлектриче¬скую величину (например, в световой поток). При этом по способу представления выходной информации ИПТ подразделяются на аналоговые и дискретные.

Целесообразно разделять ИПТ в зависимости от уровня напря¬жения, определяющего конструкцию, а иногда и принцип дейст¬вия ИПТ. С учетом применяемых номинальных напряжений различают ИПТ низкого (номинальное напряжение до 1000 В) и высокого напряжения (1—1150 кВ и выше).

Все трансформаторы тока можно классифицировать по следующим основным признакам:

По роду установки: трансформаторы тока для работы на от¬крытом воздухе (категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69); для работы в закрытых помещениях (по ГОСТ 151504-69); для встраивания в полости электрооборудования; для специальных установок (в шахтах, на судах, электровозах и т. д.).

По способу установки: проходные трансформаторы тока, предназначенные для использования в качестве ввода и устанавливаемые в проемах стен, потолков или в металлических конструкциях; опорные, предназначенные для установки на опорной плоскости; встраиваемые, т. е. предназначенные для установки в полости электрооборудования.

По числу коэффициентов трансформации: с одним коэффици¬ентом трансформации; с несколькими коэффициентами трансфор¬мации, получаемыми изменением числа витков первичной или вторичной обмотки, или обеих обмоток, или применением не¬скольких вторичных обмоток с различным числом витков, соот¬ветствующим различному номинальному вторичному току.

По числу ступеней трансформации: одноступенчатые; кас¬кадные (многоступенчатые), т. е. с несколькими ступенями транс¬формации тока.

По выполнению первичной обмотки: одновитковые; многовитковые.

Одновитковые ТТ (рис. 1) имеют две разновидности: без собственной первичной обмотки; с собственной первичной обмоткой. Одновитковые ТТ, не имеющие собственной первичной обмотки, выполняются встроенными, шинными или разъемными.

Встроенный трансформатор тока 1 представляет собой магнитопровод с намотанной на него вторичной обмоткой. Он не имеет, собственной первичной обмотки. Ее роль выполняет токоведущий стержень проходного изолятора. Этот трансформатор тока не имеет изоляционных элементов между первичной и вто¬ричной обмотками. Их роль выполняет изоляция проходного изо¬лятора.

Рис. 1. Схема трансформатора тока;

______ собственная первичная обмотка ТТ;

----- токоведущий стержень проходного изолятора (шина)

В шинном трансформаторе тока роль первичной обмотки выполняют одна или несколько шин распределительного устрой¬ства, пропускаемые при монтаже сквозь полость проходного изоля¬тора. Последний изолирует такую первичную обмотку от вто¬ричной.

Разъемный трансформатор тока 2 тоже не имеет собственной первичной обмотки. Его магнитопровод состоит из двух частей, стягиваемых болтами. Он может размыкаться и смыкаться вокруг проводника с током, являющимся первичной обмоткой этого ТТ. Изоляция между первичной и вторичной обмотками наложена на магнитопровод со вторичной обмоткой.

Одновитковые ТТ, имеющие собственную первичною обмотку, выполняются со стержневой первичной обмоткой или с U-образной.

Трансформатор тока 3 имеет первичную обмотку в виде стержня круглого или прямоугольного сечения, закрепленного в проход¬ном изоляторе.

Трансформатор тока 4 имеет U-образную первичную обмотку, выполненную таким образом, что на нее наложена почти вся внутренняя изоляция ТТ.

Многовитковые трансформаторы тока (рис. 1) изготовляются с катушечной первичной обмоткой надеваемой на магнитопровод; с петлевой первичной обмоткой 5, состоящей из нескольких витков; со звеньевой первичной обмоткой, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансформатора тока конструктивно распределена между первич¬ной и вторичной обмотками, а взаимное расположение обмоток напоминает звенья цепи; с рымовидной первичной обмоткой, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансфор¬матора тока нанесена в основном только на первичную обмотку, имеющую форму рыма.

По роду изоляции между первичной и вторичной обмотками ТТ изготовляются с твердой (фарфор, литая изоляция, прессован¬ная изоляция и т, д.); с вязкой (заливочные компаунды); с ком¬бинированной (бумажно-масляная, конденсаторного типа) или газообразной (воздух, элегаз) изоляцией.

По принципу преобразования тока ТТ делятся на электромаг¬нитные и оптико-электронные.

1.3. Основные параметры и характеристики трансформатора тока.

Основными параметрами и характеристиками трансформатора тока в соответствии с ГОСТ 7746—78 «Трансформаторы тока. Общие технические требования»