Потери энергии в реальных трансформаторах тока

В реальных ТТ преобразование тока сопровождается потерями энергии, расходуемой на создание магнитного потока в магнитопроводе, 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. F 1 и F 2 . 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 (1-1) будет иметь следующий вид:

F 1 = F 2 + F 0 (1-5)

где F 0 — полная м. д. с. намагничивания, затрачиваемая на проведение магнитного потока Ф 0 по магнитопроводу, на нагрев и перемагничивание его.

В соответствии с этим равенство (1-2) примет вид

I1 w1 = I2 w2 + I0 w1 (1-6)

где I0 — ток намагничивания, создающий в магнитопроводе магнитный поток Ф0 и являющийся частью первичного тока I1. Разделив все члены уравнения (1-6) на w1, получим

I1 = I2 (w2 / w1) + I0 (1-7)
При первичном токе, не превышающем номинальный ток ТТ, ток намагничивания обычно составляет не более 1—3 % первичного тока и им можно пренебречь. Тогда (1-7) будет иметь такой же вид, как (1-4), т. е.

I1 = I2n n

Таким образом, вторичный ток трансформатора пропорционален первичному току. Из выражений (1-4) и (1-7) следует, что для понижения измеряемого тока необходимо чтобы число витков вторичной обмотки было больше числа витков первичной обмотки.

Сравнивая формулы (1-2) и (1-5), видим, что они отличаются друг от друга членом F0 (или I0w1). Следовательно, реальный трансформатор тока несколько искажает результаты измерений, то есть имеет погрешности.

Иногда пользуются так называемым приведением тока к первичной или вторичной обмотке. Так, например, если разделить первичный ток на коэффициент трансформации, то получим первичный ток, приведенный ко вторичной обмотке: I0‘ = I1 /n. Аналогично приведенный ток намагничивания будет I0‘ = I0 /n. Тогда получим

I1 = I2 + I0 (1-8)

Путем такого приведения трансформатор тока заменяется эквивалентным ТТ с коэффициентом трансформации, равным единице.

Из полученного равенства (1-8) следует, что часть приведенного первичного тока I 1 идет на намагничивание магнитопровода, а остальная часть трансформируется во вторичную цепь, т. е. первичный ток I 1 как бы разветвляется по двум параллельным цепям: по цепи нагрузки и цепи намагничивания.

Этому соответствует схема замещения, приведенная на рис. 1-2, где в цепь ветви намагничивания z 0 от тока I 1 ответвляется ток I 0 . Остальная часть тока I 1 проходит по вторичной цепи, представляя собой вторичный ток I 12 . Сопротивление первичной обмотки ТТ на схеме замещения не показано, так как оно не оказывает влияния на работу трансформатора.

Наглядное представление о работе реального трансформатора дает его векторная диаграмма.

Все права защищены © 2009 - 2017 Трансформаторы тока.