Стандартные значения коэффициентов трансформации. Коэффициент трансформации понижающих и повышающих трансформаторов

Содержание:

При использовании различных типов трансформаторов, а также счетчиков электрической энергии нередко возникает вопрос, что такое коэффициент трансформации. По своей сути, данный параметр представляет собой техническую величину. В качестве примера можно взять счетчик электроэнергии прямого включения, работающий с малыми токами нагрузки. Однако токи, которые нужно измерить, имеют гораздо более высокое значение. Их требуется уменьшить, чтобы прибор учета не сгорел. С этой целью используются , подбираемые в соответствии с нагрузкой потребителя, а также силовой трансформатор. В связи с этим, коэффициент трансформации может быть разным, в зависимости от оборудования, установленного в квартире.

Счетчик, работающий через трансформатор, учитывает не реальное значение потребленной электроэнергии, а той, которая понижена тока в определенное количество раз. Эти разы и будут коэффициентом трансформации. Данная величина показывает во сколько раз входной ток или напряжение, больше или меньше такого же параметра на выходе.

Основной параметр трансформатора

Основной характеристикой любого трансформатора является коэффициент трансформации. Он определяется как отношение количества витков первичной обмотки к числу витков во вторичной обмотке. Кроме того, эта величина может быть рассчитана путем деления соответствующих показателей ЭДС в обмотках.

Формула

При наличии идеальных условий, когда отсутствуют электрические потери, решение вопроса, как определить коэффициент, осуществляется с помощью соотношения напряжений на зажимах каждой из обмоток. Если в трансформаторе имеется больше двух обмоток, данная величина рассчитывается поочередно для каждой обмотки.

В понижающих трансформаторах коэффициент трансформации будет выше единицы, в повышающих устройствах этот показатель составляет от 0 до 1. Фактически этот показатель определяет во сколько раз трансформатор напряжения понижает подаваемое напряжение. С его помощью можно определить правильность числа витков. Данный коэффициент определяется на всех имеющихся фазах и на каждом ответвлении сети. Полученные данные используются для расчетов, позволяют выявить обрывы проводов в обмотках и определить полярность каждой из них.

Определить реальный коэффициент трансформации тока трансформатора можно с использованием двух . В трансформаторах с тремя обмотками измерения выполняются как минимум для двух пар обмоток с наименьшим током короткого замыкания. Если некоторые элементы трансформатора и ответвления закрыты кожухом, то определение коэффициента становится возможным только для зажимов обмоток, выведенных наружу.

В однофазных трансформаторах для расчета рабочего коэффициента трансформации используется специальная формула, в которой напряжение, подведенное к первичной цепи, делится на одновременно измеряемое напряжение во вторичной цепи. Для этого нужно заранее знать, в чем измеряется каждый показатель.

Запрещается подключение к обмоткам напряжения существенно выше или ниже номинального значения, указанного в паспорте трансформатора. Это приведет к росту погрешностей измерений вследствие потерь тока, потребляемого измерительным прибором, к которому подключается трехфазный трансформатор. Кроме того, на точность измерений влияет ток холостого хода. Для большинства устройств разработана специальная таблица, где указаны довольно точные данные, которые можно использовать при расчетах.

Измерения должны проводиться вольтметрами с классом точности 0,2-0,5. Более простое и быстрое определение коэффициента возможно с помощью специальных универсальных приборов, позволяющих обойтись без использования посторонних источников переменного напряжения.

Коэффициент трансформации электросчетчика

Величина коэффициента трансформации широко применяется для приборов учета электроэнергии. Эти данные необходимы для правильного выбора электросчетчика и дальнейших расчетов реального энергопотребления. С этой целью используется дополнительный показатель - расчетный коэффициент учета.

Для того чтобы определить данную величину с прибора учета электроэнергии снимаются показания и умножаются на коэффициент трансформации подключенного трансформаторного устройства. Например, решая задачу, как найти нужный показатель, 60 кВт/ч нужно умножить на коэффициент, равный 20 (30, 40 или 60). В результате умножения получается 60 х 20 = 1200 кВт/ч. Полученной значение и будет реальным расходом электроэнергии.

Существуют различные виды приборов учета. По своему принципу действия они могут быть одно- или трехфазными. Они не подключаются напрямую, между ними в цепь обязательно включается трансформатор тока. Некоторые конструкции счетчиков предполагают возможность прямого включения. В сетях с напряжением до 380 вольт используются счетчики 5-20 ампер. На счетчик поступает электроэнергия в чистом виде, с постоянным значением.

В настоящее время используются индукционные приборы учета, которые постепенно заменяются электронными моделями. Они считаются устаревшими, поскольку не могут выполнять учет потребленной электроэнергии по разным тарифам. Кроме того, они не могут передавать данные на удаленное расстояние. Поэтому на смену им приходят электронные счетчики, способные напрямую преобразовывать поступающий ток в определенные сигналы. В этих конструкциях отсутствуют вращающиеся части, что способствует существенному повышению их надежности и долговечности. оказывает прямое влияние на точность получаемых данных.

Как определить коэффициент трансформации

На практике при использовании энергии электрического тока часто появляется необходимость изменять напряжение, которое подается от генератора. Переменное напряжение можно масштабировать (повышать или понижать) почти без потерь энергии. Устройства при помощи которых производят преобразование напряжения (силы тока, сопротивления и т.д.) называют трансформаторами. Трансформаторы не преобразовывают виды энергии, а изменяют величину заданного параметра цепи, уменьшая его или увеличивая, поэтому, когда в данном случае говорят о преобразовании, то имеют в виду масштабирование.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Коэффициентом трансформации называют физическую величину, которая показывает относительное изменение параметра электрической сети, на который направлено преобразование.

Или, проще говоря, коэффициент трансформации показывает, во сколько раз трансформатор изменяет напряжение (силу тока и т.д.).

Обозначают коэффициент трансформации чаще всего буквами k или n (могут встречаться другие обозначения).

Если , то такой трансформатор называют повышающим, если больше единицы — то понижающим.

Разные виды трансформаторов и их коэффициенты трансформации

Так, при помощи трансформатора с параллельным подключением обмотки к источнику электрической энергии производят масштабирование напряжения (трансформатор напряжения), при этом коэффициент трансформации рассчитывают:

где — напряжение на входе трансформатора (на первичной обмотке); — напряжение на выходе трансформатора (на вторичной обмотке); — количество витков на первичной обмотке; — число витков на вторичной обмотке.

Если потерями в обмотках трансформатора пренебрегать нельзя, то коэффициент трансформации можно найти по формуле:

где — сопротивление первичной обмотки трансформатора — сопротивление вторичной обмотки; — ЭДС, которая наводится в каждом из витков обмоток; и — силы токов в соответствующих обмотках.

При помощи трансформатора с параллельным подключением можно масштабировать сопротивление. Расчет коэффициента трансформации при этом связывают с равенством мощности получаемой трансформатором от источника и отдаваемой во вторичную цепь. При этом потерями пренебрегают. Обозначим коэффициент трансформации сопротивления . Можно записать, что:

где — коэффициент трансформации по напряжению; — входное сопротивление трансформатора и нагрузки по отношению к его первичной цепи, — сопротивление нагрузки во вторичной цепи.

Если проводят масштабирование силы тока, то используют трансформатор с последовательным подключением первичной обмотки к источнику (трансформатор тока). Тогда коэффициент трансформации вычисляют как:

Последнее равенство в выражении (3) справедливо, только если не учитывать потери и считать, что:

Иначе возникает сила тока , которая показывает ток, составленный из тока намагничивания и активных потерь в магнитопроводе (этот ток еще называют током «холостого хода»). Если то мы имеем связь между силами токов, текущими в обмотках трансформатора в виде:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	Первичная обмотка трансформатора имеет 2000 витков, а вторичная 200 витков. Каков коэффициент трансформации? Трансформатор работает как повышающий или как понижающий? Чему будет равно напряжение на вторичной обмотке трансформатора, если на первичную обмотку подается напряжение ?
Решение	В качестве основы для решения задачи используем выражение: Так как число витков нам известно, вычислим коэффициент трансформации: Title="Rendered by QuickLaTeX.com"> Выразим из формулы (1.1) , имеем: Вычислим искомое напряжение:
Ответ	1) 2) Трансформатор понижающий. 3) В.

ПРИМЕР 2

Задание

Автотрансформатор — это катушка, которая надета на железный сердечник и имеет несколько отводов (рис.1) через назначенное количество витков. Между зажимами 1-2 имеется 100 витков, между точками 2-3 имеется 200 витков, между зажимами 3 и 4 — 300 витков. К зажимам 1 и 3 подано напряжения 220 В. Каким будет напряжение если снимать его между зажимами 1 и 2? Каков при этом коэффициент трансформации?

Инструкция

Возьмите обычный трансформатор. Он состоит из двух катушек. Найдите количество витков катушек N1 и N2, которые являются основой трансформатора и соединены магнитопроводом. Определите коэффициент трансформации k. Для этого поделите количество витков первичной катушки N1, которая подключается к источнику тока, на количество витков вторичной катушки N2, к которой подключается нагрузка: k=N1/N2.

Пример. Обмотка трансформатора, подключенная к источнику тока, имеет 200 витков, а другая обмотка 1200 витков. Определите коэффициент трансформации и тип трансформатора. Найдите первичную и вторичную обмотку. Первичная – это та, которая подключена к источнику тока, она имеет 200 витков. Вторичная обмотка имеет, соответственно, 1200 витков. Рассчитайте коэффициент трансформации по формуле : k=N1/N2=200/1200=1/6≈0,167. Трансформатор повышающий.

Измерьте электродвижущую силу (ЭДС) на обоих обмотках трансформатора ε1 и ε2, если нет возможности узнать количество витков в них. Для этого подключите первичную обмотку трансформатора к источнику тока. Этот режим называется холостым ходом. С помощью тестера найдите напряжение на первичной и вторичной обмотке. Оно будет равно ЭДС каждой из обмоток. Учитывайте, что потери энергии за счет сопротивления обмоток пренебрежимо малы. Рассчитайте коэффициент трансформации через отношение ЭДС первичной и вторичной обмотки: k= ε1/ε2.

Пример. Напряжение на первичной обмотке после подключения к источнику тока равно 220 В. На разомкнутой вторичной обмотке напряжение составляет 55 В. Найдите коэффициент трансформации работает на холостом ходу, поэтому напряжения на обмотках считайте равными ЭДС. Рассчитайте коэффициент трансформации по формуле: k=ε1/ε2=220/55=4.

Найдите коэффициент трансформации работающего трансформатора, когда к вторичной обмотке присоединен потребитель. Рассчитайте его, поделив ток в первичной I1 обмотке, на ток во вторичной I2 обмотке. Ток измерьте, присоединяя последовательно обмоткам тестер, переключенный в режим работы амперметра: k=I1/I2.

Видео по теме

Обратите внимание

Трансформатор подключайте только к источнику переменного тока, иначе он не будет работать и может испортиться.

Источники:

• коэффициент трансформации это
• Определение коэффициента трансформации однофазного

– это электрический аппарат, который преобразует одно переменное напряжение в другое, например из 220 В. в 12 В. – это понижающий трансформатор. Простейший трансформатор состоит из магнитопровода и намотанных на нем обмоток: первичной и вторичной. На первичную обмотку подается переменное напряжение, к примеру, 220 вольт от сети, а во вторичной обмотке, посредством индуктивной связи создается другое переменное напряжение. Выходное напряжение, зависит от разности витков первичной и вторичной обмоток.

Инструкция

Расчет примитивного Ш-образного трансформатора лучше всего показать на примере. Допустим, вам нужно рассчитать трансформатор с параметрами: сетевое напряжение U1=220В; выходное напряжение (напряжение на вторичной обмотке) U2=12В; ток нагрузки i2=0,5А. Сначала определите выходную мощность : P2=U2*i2=12*0,5=6Вт. Для такой мощности можно взять магнитопровод сечением примерно четыре квадратных сантиметра (S=4)

Затем, рассчитайте количество витков первичной обмотки: W1=U1*K=220*12,5=2750 витков. И количество витков вторичной обмотки: W2=U2*K=12*12,5=150 витков.

После этого, определите ток в первичной обмотке: i1=(1,1*P2)/U1=(1,1*6)/220=30мА. А затем удастся посчитать диаметр провода первичной обмотки без изоляции. Дело в том, что максимальный ток для медного провода составляет 5 ампер на квадратный миллиметр, поэтому: d1=5А/(1/i1)=5A/(1/0,03А)=0,15мм.

И последнее, рассчитайте диаметр провода вторичной обмотки по формуле, d2=0,025*корень квадратный из i2, значение i2 в этой формуле подставляйте в миллиамперах: d2=0,025*22,4=0,56мм.

Полезный совет

Измерить диаметр провода при подборке можно и без использования точных измерительных приборов. Намотайте плотно измеряемый провод на карандаш, замерьте один сантиметр намотки и разделив его на количество витков вы получите диаметр провода.

Коэффициент – это определенный показатель, выраженный относительными величинами. Он может отражать скорость развития какого-либо действия, взаимосвязь различных явлений, степень использования ресурсов и многие другие аспекты, поддающиеся сравнению и оценке. Спрос представляет собой определенные потребности, в чем бы то ни было, опосредованные и ограниченные какими-либо факторами. Учитывая изложенное, коэффициент спроса как показатель может применяться в любой сфере жизни как материальной, так и нематериальной.

Инструкция

При анализе ликвидности, под которой понимается способность предприятия своевременно рассчитываться по взятым на себя краткосрочным обязательствам за счет быстро реализуемых активов, рассчитывают ряд коэффициентов . Среди них коэффициент текущей ликвидности или коэффициент покрытия .

Инструкция

Коэффициент покрытия характеризует способность предприятия своевременно погашать текущие обязательства за счет реализации оборотных активов. Это наиболее распространенный показатель, характеризующий ликвидность организации. Чем выше его величина, тем более платежеспособным является предприятие.

Данный коэффициент показывает, сколько рублей оборотных активов компании приходится на рубль краткосрочных обязательств. Иными словами, он позволяет определить, какую часть текущих обязательств предприятие может погасить за счет текущих активов. Поэтому теоретически организация, в которой уровень оборотных активов превышает уровень краткосрочных обязательств, может рассматриваться как успешно функционирующая.

Расчет коэффициента покрытия довольно прост. Он определяется как отношение текущих активов к текущим пассивам фирмы. При этом под активами понимаются наличные средства в кассе предприятия и на счетах в банках, дебиторская задолженность со сроком погашения менее 12 месяцев, стоимость товаро-материальных ценностей , прочие текущие активы, например, краткосрочные финансовые вложения. Но при этом следует помнить, что не все активы, указанные в балансе , относятся к текущим. Некоторые товарные остатки или просроченная дебиторская задолженность имеют нулевую ликвидность. Под текущими пассивами понимаются ссуды с ближайшим сроком погашения, обязательства перед работниками организации, бюджетом, внебюджетными фондами и др.

Значение коэффициента покрытия , как правило, в разных отраслях неодинаково. Его нормативное значение – 2. Коэффициент ниже установленного уровня считается критическим. Увеличение данного показателя в динамике рассматривается как положительный аспект и показывает, что риск, связанный с трудностью реализации активов предприятия, снижается.

Источники:

• коэффициент покрытия ликвидности

Коэффициент трансформации является одним из основных параметров любого трансформатора. Если этот показатель неизвестен, его можно самостоятельно определить эксперимантальным способом.

Инструкция

Приготовьте вспомогательный трансформатор, развивающий на вторичной обмотке напряжение порядка 3 В. Это может быть, например, накальная обмотка трансформатора от любого испорченного прибора, оборудованного вакуумно-люминесцентным индикатором. Ни в коем случае не допускайте короткого замыкания этой обмотки.

Среднегодовая численность населения – условно принятая величина, которая равна полусумме численности населения на начало года и на конец года. При этом предполагается, что количество жителей в течение года растет равномерно.

Коэффициент естественного прироста населения обычно выражается на 1000 человек в год и является наиболее показательной характеристикой темпов роста населения.

На основе общего коэффициента прироста населения прогнозируется перспективная численность населения на будущие периоды, которая предполагает сохранение закономерностей роста, определенных на расчетном временном промежутке.

О финансовой устойчивости предприятия можно сделать вывод, зная о степени его зависимости от заемных средств, о возможности маневрировать собственным капиталом. Эта информация важна для собственников компании, ее инвесторов, а также контрагентов (покупателей готовой продукции и поставщиков сырья).

Инструкция

При анализе финансовой устойчивости вы можете рассчитать коэффициент маневренности собственного капитала. Он характеризует долю источников собственных средств предприятия, находящихся в мобильной форме. Коэффициент маневренности показывает, какая часть собственного оборотного капитала занята в обороте, а какая капитализирована. При этом оборотным капиталом, находящимся в мобильной форме, предприятие может свободно маневрировать.

Для расчета коэффициента маневренности используйте следующую формулу:
Км = СОС/СК, где
СОС – собственные оборотные средства;
СК – собственный капитал.
Иными словами, коэффициент маневренности представляет собой отношение собственного оборотного капитала предприятия к собственным источникам финансирования его деятельности. Рекомендуемое значение для данного показателя - 0,5 и выше. Его величина зависит от вида деятельности предприятия. В фондоемких производствах его нормальный уровень, как правило , ниже, чем в материалоемких.

Величину собственного капитала вы можете увидеть в III разделе пассива бухгалтерского баланса . Что касается объема собственных оборотных средств, то это расчетная величина. Ее вы можете найти одним из следующихспособов:
1) СОС = СК – ВА, где
СК – собственный капитал предприятия;
ВА – внеоборотные активы.
2) СОС = ОА – КО, где
ОА – оборотные активы;
КО – краткосрочные обязательства предприятия.
Данный показатель характеризует долю собственного капитала, которая направляется на финансирование его текущей деятельности (формирование текущих активов).

Вы должны учитывать, что в динамике коэффициент маневренности должен увеличиваться. Однако его резкий рост не является свидетельством нормального развития предприятия. Это связано с тем, что повышение данного коэффициента возможно при росте собственного оборотного капитала или при снижении собственных источников предприятия. А значит , резкое увеличение данного показателя автоматически вызовет уменьшение других, например, коэффициента автономии , что свидетельствует об усилении зависимости предприятия от кредиторов.

Предприятия, осуществляя коммерческую деятельность, постоянно приобретают объекты основных средств разного срока использования. К ним относятся здания и сооружения, станки, механизмы и прочее. Но любое оборудование подвержено моральному и материальному устареванию. Чтобы грамотно его определить, вводится коэффициент износа.

Вам понадобится

• Данные о первоначальной стоимости основных средств, норма амортизационных отчислений.

Инструкция

Далее необходимо разобраться с нормой амортизации. Под этим понятием подразумевается заранее установленный процент, который списывается с первоначальной стоимости объекта в целях возмещения его износа . К примеру, стоимость автомобиля

Трансформаторы тока классифицируются:

• по числу коэффициентов трансформации: с одним коэффици­ентом трансформации; с несколькими коэффициентами трансфор­мации, получаемыми изменением числа витков первичной или вторичной обмотки, или обеих обмоток, или применением не­скольких вторичных обмоток с различным числом витков, соот­ветствующим различному номинальному вторичному току.
• по числу ступеней трансформации: одноступенчатые; кас­кадные (многоступенчатые), т. е. с несколькими ступенями транс­формации тока.
• по выполнению первичной обмотки: одновитковые; многовит-ковые.

Одновитковые трансформатоьры тока имеют две разновидности: без собственной первичной обмотки; с собственной первичной обмоткой. Одновитковые трансформаторы тока, не имеющие собственной первичной обмотки, выполняются встроенными, шинными или разъемными.

Встроенный трансформатор тока (см.рис.) 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 вто­ричной обмотками. Их роль выполняет изоляция проходного изо­лятора.

Рис.1 Схема трансформатора тока

собственная первичная обмотка ТТ;---токоведущнй стержень проходного изолятора (шнна)

В шинном трансформаторе тока / роль первичной обмотки выполняют одна или несколько шин распределительного устрой­ства, пропускаемые при монтаже сквозь полость проходного изоля­тора. Последний изолирует такую первичную обмотку от вто­ричной.

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 первичную обмотку, выполняются со стержневой первичной обмоткой или с U -образ-ной.

Трансформатор тока 3 имеет первичную обмотку в виде стержня круглого или прямоугольного сечения, закрепленного в проход­ном 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. 1-1) изготовляются с катушечной первичной обмоткой, надеваемой на магнитопровод; с петлевой первичной обмоткой 5, состоящей из нескольких витков; со звеньевой первичной обмот­кой 6, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансформатора тока конструктивно распределена между первич­ной и вторичной обмотками, а взаимное расположение обмоток напоминает звенья цепи; с рымовидной первичной обмоткой, выполненной таким образом, что внутренняя изоляция трансфор­матора тока нанесена в основном только на первичную обмотку, имеющую форму рыма.

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

1. Номинальное напряжение - действующее значение ли­нейного напряжения, при котором предназначен работать трансформатор тока, указываемое в паспортной таблице трансформатора тока. Для отечественных трансформаторов тока принята следующая шкала номинальных на­пряжений, кВ:

0,66; 6; 10; 15; 20; 24; 27; 35; 110; 150; 220; 330; 500; 750; 1150

2. Номинальный первичный ток I1н - указываемый в паспортной таблице трансформатора тока - ток, проходящий по первичной обмотке, при

котором предусмотрена продолжительная работа трансформатора тока. Для оте­чественных трансформаторов тока принята следующая шкала номинальных первичных токов, А:

1; 5; 10; 15; 20; 30; 40; 50; 75; 80; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 800; 1000; 1200; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000- 8000; 10 000; 12 000; 14 000; 16 000; 18 000; 20 000; 25 000; 28 000 ; 32 000, 35 000; 40 000.

В трансформаторах тока, предназначенных для комплектова­ния турбо- и гидрогенераторов, значения номинального тока свыше 10 000 А могут отличаться от приведенных в данной шкале зна­чений.

Трансформаторы тока, рассчитанные на номинальный первич­ный ток 15; 30; 75; 150; 300; 600; 750; 1200; 1500; 3000 и 6000 А, должны допускать неограниченно длительное время наибольший рабочий первичный ток, равный соответственно 16; 32; 80; 160; 320, 630; 800; 1250; 1600; 3200 и 6300 А. В остальных случаях наибольший первичный ток равен номинальному первичному току.

3. Номинальный вторичный ток I2н - указываемый в пас­портной таблице трансформаторов тока ток, проходящий по вторичной обмотке. Номинальный вторичный ток принимается равным 1 или 5 А, причем ток 1 А допускается только для трансформаторов тока с номинальным пер­вичным током до 4000 А. По согласованию с заказчиком допу­скается изготовление трансформатора тока с номинальным вторичным током 2 или 2,5 А.

2н соответствует полному сопро­тивлению его внешней вторичной цепи, выраженному в омах, с указанием коэффициента мощности. Вторичная нагрузка может также характеризоваться полной мощностью в вольт-амперах, потребляемой ею при данном коэффициенте мощности и номиналь­ном вторичном токе. ,

Вторичная нагрузка с коэффициентом мощности cos ср2 = 0,8, при которой гарантируется установленный класс точности трансформатора тока или предельная кратность первичного тока относительно его но­минального значения, называется номинальной вто­ричной нагрузкой трансформатора тока z 2н .ном

Для отечественных трансформаторов тока установлены следую­щие значения номинальной вторичной нагрузки S 2н .ном, выра­женной в вольт-амперах, при коэффициенте мощности cos р2 = 0,8:

1; 2; 2,5; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75; 90; 100; 120.

Соответствующие значения номинальной вторичной нагрузки (в омах) определяются выражением

Z2н. ном = S2н. ном/I2н^2

5. Коэффициент трансформации трансформатора тока равен отношению первич­ного тока ко вторичному току.

В расчетах трансформаторов тока применяются две величины: действительный коэффициент трансформации n и номинальный коэффициент трансформации nн. Под действительным коэффици­ентом трансформации n понимается отношение действительного первичного тока к действительному вторичному току. Под номиналь­ным коэффициентом трансформации nн понимается отношение номинального первичного тока к номинальному вторичному току.

6. Стойкость трансформатора тока к механическим и тепловым воздействиям характеризуется током электродинамической стойкости и током термической стойкости.

Ток электродинамической стойкости Iд равен наибольшей амп­литуде тока короткого замыкания за все время его протекания, которую трансформатор тока выдерживает без повреждений, препятствующих его дальнейшей исправной работе. Ток Iд характеризует способность трансформатора тока противостоять механическим (электродинамическим) воздей­ствиям тока короткого замыкания. Электродинамическая стой­кость может характеризоваться также кратностью Kд, представля­ющей собой отношение тока электродинамической стойкости к амплитуде номинального первичного тока. Требования электро­динамической стойкости не распространяются на шинные, встроенные и разъемные трансформаторы тока.

Ток термической стойкости Itт равен наибольшему действую­щему значению тока короткого замыкания за промежуток Tт , которое трансформатор тока выдерживает в течение всего промежутка времени без нагрева токоведущих частей до температур, превышающих допу­стимые при токах короткого замыкания и без повре­ждений, препятствующих его дальнейшей работе.

Принципиальная схема одноступенчатого электромагнитного трансформатора тока и его схема замещения приведены на рис. 2. Как видно из схемы, основными элементами трансформатора тока,

Рис. 2

участвующими в преобразо­вании тока, являются пер­вичная 1 и вторичная 2 об­мотки, намотанные на один и тот же магнитопровод 3. Первичная обмотка включается последовательно (в рас­сечку токопровода высокого напряжения 4), т. е. обтекается током линии I1. Ко вторичной обмотке подключаются измерительные приборы (амперметр, токовая обмотка счетчика) или реле. При ра­боте трансформатора тока вторичная обмотка всегда замкнута на нагрузку.

Первичную обмотку совместно с цепью высокого напряжения называют первичной цепью, а внешнюю цепь, получаю­щую измерительную информацию от вторичной обмотки трансфор­матора тока (т. е. нагрузку и соединительные провода), называют вторичной цепью. Цепь, образуемую вторичной об­моткой и присоединенной к ней вторичной цепью, называют ветвью вторичного тока.

Из принципиальной схемы трансформатора видно, что между первичной и вторичной обмотками не имеется электрической связи. Они изолированы друг от друга на полное рабочее напря­жение. Это и позволяет осуществить непосредственное присоеди­нение измерительных приборов или реле ко вторичной обмотке и тем самым исключить воздействие высокого напряжения, при­ложенного к первичной обмотке, на обслуживающий персонал. Так как обе обмотки наложены на один и тот же магнитопровод, то они являются магнитно-связанными.

На рис. 2 изображены только те элементы трансформатора тока, которые участвуют в преобразовании тока. Конечно, трансформатор тока имеет много других элементов, обеспечивающих требуемый уро­вень изоляции, защиту от атмосферных воздействий, надлежащие монтажные и эксплуатационные характеристики. Однако они не принимают участия в преобразовании тока и будут рассмат­риваться ниже в соответствующих главах.

Перейдем к рассмотрению принципов действия трансформатора тока. По первичной обмотке 1 трансформатора тока про­ходит ток I1 называемый первичным током. Он зависит только от параметров первичной цепи. Поэтому при анализе явлений, происходящих в трансформаторе тока, первичный ток можно считать заданной величиной. При прохождении первичного тока по первичной обмотке в магнитопроводе создается перемен­ный магнитный поток Ф1, изменяющийся с той же частотой, что и ток I1. Магнитный поток Ф1 охватывает витки как первичной, так и вторичной обмоток. Пересекая витки вторичной обмотки, магнитный поток Ф1 при своем изменении индуцирует в ней элект­родвижущую силу. Если вторичная обмотка замкнута на некото­рую нагрузку, т. е. к ней присоединена вторичная цепь, то в такой системе «вторичная обмотка - вторичная цепь» под действием индуцируемой э. д. с. будет проходить ток. Этот ток согласно закону Ленца будет иметь направление, противоположное на­правлению первичного тока I1. Ток, проходящий по вторичной обмотке, создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф2, который направлен встречно магнитному потоку Ф1. Вследствие этого магнитный поток в магнитопроводе, вызванный первичным током, будет уменьшаться. В результате сложения магнитных потоков Ф1 и Ф2 в магнитопроводе устанавливается результирующий магнитный поток Ф0 = Ф1 - Ф2, составляющий несколько процентов магнитного по­тока Ф1. Поток Ф0 и является тем передаточным звеном, посред­ством которого осуществляется передача энергии от первичной обмотки ко вторичной в процессе преобразования тока.

Результирующий магнитный поток Ф0, пересекая витки обеих обмоток, индуцирует при своем изменении в первичной обмотке противо-э. д. с. Ех, а во вторичной обмотке - э. д. с. Ей. Так как витки первичной и вторичной обмоток имеют примерно одинаковое сцепление с магнитным потоком в магнитопроводе (если прене­бречь рассеянием), то в каждом витке обеих обмоток индуцируется одна и та же э. д. с. Под воздействием э. д. с. Е2 во вторичной обмотке протекает ток I2, называемый вторичным током. Если обозначить число витков первичной обмотки через W1 , а вторичной обмотки - через W2, то при протекании по ним соот­ветственно токов I1 и I2 в первичной обмотке создается магнито­движущая сила F1 = I1*W1, называемая первичной маг­нитодвижущей силой (м. д. с), а во вторичной обмотке - магнитодвижущая сила F 2 = I2*W2, называемая вто­ричной м. д. с. Магнитодвижущая сила измеряется в ам­перах. При отсутствии потерь энергии в процессе преобразования тока магнитодвижущие силы F1 и F2 должны быть численно равны, но направлены в противоположные стороны.Трансформатор тока, у которого процесс преобразования тока не сопровождается потерями энергии, называется и де а л ь-н ы м. Для идеального трансформатора тока справедливо следую­щее векторное равенство:

F1=-F2 или I1W1=I2W2 из этого равенства следует,что I1/I2=W2/W1=n т. е. токи в обмотках идеального трансформатора тока обратно пропорциональны числам витков.

Отношение первичного тока ко вторичному I1/I2 или числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной обмотки W2/W1 называется коэффициентом трансформа­ции п идеального трансформатора тока. Учитывая это равенство, можно написать I1=I2*W2/W1=I2*n т. е. первичный ток I1 равен вторичному току I2, умноженному на коэффициент трансформации трансформатора тока n.

В реальных трансформаторах тока преобразование тока сопровождается потерями энергии, расходуемой на создание магнитного потока в магнито-проводе, на нагрев и перемагничивание магнитопровода, а также на нагрев проводов вторичной обмотки и вторичной цепи. Эти потери энергии нарушают установленные выше равенства для абсолютных значений м. д. с. F1 и F2. В реальном трансформа­торе первичная м. д. с. должна обеспечить создание необходимой вторичной м. д. с, а также дополнительной м. д. с, расходуе­мой на намагничивание магнитопровода и покрытие других по­терь энергии. Следовательно, для реального трансформатора урав­нение будет иметь следующий вид:

где - полная м. д. с. намагничивания, затрачиваемая на про­ведение магнитного потока Фо по магнитопроводу, на нагрев и перемагничивание его.

В соответствии с этим равенство примет вид

I1*W1=i2*W2+i0*W1

где i0 - ток намагничивания, создающий в магнитопроводе магнитный поток Ф0 и являющийся частью первичного тока 11ш Разделив все члены уравнения на W1 , получим i1=i2*W2/W1+i0 При первичном токе, не превышающем номинальный ток трансформатора тока, ток намагничивания обычно составляет не более 1-3 % первич­ного тока и им можно пренебречь. В этом случае I1=I2*n
Таким образом, вторичный ток трансформатора пропорциона­лен первичному току. Для понижения измеряемого тока необходимо чтобы число витков вторичной обмотки было больше числа витков первичной обмотки.

Реальный транс­форматор тока несколько искажает результаты измерений, т. е. имеет погрешности.Иногда пользуются так называемым приведением тока к пер­вичной или вторичной обмотке I0"=I0/n.

Часть приведенного первичного тока идет на намагничивание магнитопровода, а остальная часть трансформируется во вторичную цепь, т. е. первичный ток как бы разветвляется по двум параллельным цепям: по цепи нагрузки и цепи намагничивания. Этому соответ­ствует схема замещения, приведенная на рис. 2, где в цепь ветви намагничивания zо от тока I"1 ответвляется ток I"о. Остальная часть тока I"1 проходит по вторичной цепи, представляя собой вторичный ток I2. Сопротивление первичной обмотки трансформатора тока на схеме замещения не показано, так как оно не оказывает влияния на работу трансформатора.