Компенсационные измерительные трансформаторы тока

КОМПЕНСАЦИОННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА.

Бабаназарова Н.К.

          Точность измерительных трансформаторов тока существенно повышается в результате охвата их обратной отрицательной связью. Такие измерительные трансформаторы называются компенсационными измерительными трансформаторами тока (КТТ). 

          На рис.1 представлена схема КТТ. Компенсационный трансформатор содержит трансформатор Т с обмотками w1, w2, w3 и усилитель переменного тока А, имеющий коэффициент усиления К. Благодаря введению отрицательной обратной связи через усилитель А и обмотку w2 погрешности такого устройства снижаются по сравнению с трансформатором при обычном включении, причем при коэффициенте усиления К→∞ усилителя А погрешности стремятся к нулю. Однако на практике коэффициент усиления имеет конечное значение, что приводит к погрешностям преобразования. Рассмотрим принцип работы КТТ и оценим его погрешности.

[pic 1]

Рис. 1. Компенсационный трансформатор тока

         Входной ток I1, протекает по первичной обмотке w1 трехобмоточного трансформатора Т и создает магнитный поток Ф1. Ток обратной связи Iоос образуемый выходным напряжением UA усилителя переменного тока А, протекает по обмотке обратной связи w2 и резистору R, создавая поток обратной связи Фo, направленный при соответствующем включении обмоток Т встречно потоку Ф1. Разность потоков              , представляющая собой результирующий поток в магнитопроводе  Т, наводит ЭДС во всех обмотках Т, в том числе и ЭДС    в обмотке w3. Эта ЭДС усиливается усилителем А, создавая напряжение    и ток       . Выходное напряжение         компенсационного трансформатора            выделяется на резисторе R и равно [pic 2]

                [pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

             При большом коэффициенте К усилителя ЭДС       необходимая для получения любого требуемого значения      , ничтожна мала, что свидетельствует о практически полном отсутствии разности потока        , следовательно            . Равенство потока означает равенство МДС, откуда следует, что [pic 9][pic 10][pic 11]

[pic 12]

где  n = w2/ w1 .[pic 13]

          Следовательно, при К→∞ выходное напряжение      КТТ пропорционально входному току, совпадает с ним по фазе и не зависит от параметров трансформатора и усилителя переменного тока. Однако при конечном значении К потоки             не равны, что приводит, как и в случае обычного ИТТ, к появлению амплитудной и угловой погрешностей.[pic 14]