Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Топ:
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Дисциплины:
2021-05-28 | 22 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
К измерительным органам воздействующая величина — напряжение — обычно подводится от первичных измерительных преобразователей напряжения. Они, как и первичные измерительные преобразователи тока, обеспечивают изоляцию цепей напряжения измерительных органов от высокого напряжения и позволяют независимо от номинального первичного напряжения получить стандартное значение номинального вторичного напряжения U2ном =100 В. Распространенной разновидностью первичного измерительного преобразователя напряжения является измерительный трансформатор напряжения.
Особенностью измерительного трансформатора напряжения является режим холостого хода (близкий к холостому ходу) его вторичной цепи (рис. 1.3, а). Первичная обмотка трансформатора TV с числом витков ω1 включается на напряжение сети Ů1. Под действием напряжения по обмотке ω1 проходит ток намагничивания İнам, который создает в магнитопроводе магнитный поток Ф. Магнитный поток, в свою очередь, наводит в первичной ω1 и вторичной ω2 обмотках ЭДС с действующими значениями соответственно E1 =4,44f ω1Ф; Е2= 4,44f ω2Ф. Отсюда
E1/E2 = ω 1 /ω 2 (1.6)
Отношение ω1/ω2 называется коэффициентом трансформации и обозначается КU. В режиме холостого хода ток I2=0, а ток в первичной обмотке İ1=İнам. При этом Ů2= Ė2 и напряжение U1 незначительно отличается от ЭДС E1. Поэтому
KU= ω 1 /ω 2 =U1/U2 (1.7)
На рис. 1.3,б показана схема замещения, а на рис. 1.3, в — векторная диаграмма трансформатора напряжения. Работа трансформатора с нагрузкой Z н (в виде, например, реле напряжения KV) сопровождается прохождением тока İ2 и увеличением (по сравнению с холостым ходом) тока İ'1 Эти токи создают падение напряжения ΔŮ в первичной и вторичной обмотках, вследствие чего Ů2 = Ů'1 — ΔŮ. Из векторной диаграммы (рис. 1.3, в) следует, что вторичное напряжение Ů2 отличается от приведенного первичного Ů'1 как по значению на ΔU, так и по фазе на угол δ. Поэтому трансформатор имеет две погрешности: погрешность напряжения f U=(ΔU/U'1)100, или вследствие незначительности угла δ
|
fU =[(KUU2-U1)/U1]100 (1.8)
угловую погрешность, которая определяется углом δ между векторами напряжений Ů1 и Ů2.
Значения погрешностей трансформатора напряжения определяются падением напряжения ΔŮ, которое увеличивается с ростом вторичной нагрузки (тока İ2). Вместе с ним возрастают и погрешности. Поэтому нормальным режимом работы трансформатора напряжения является режим, близкий к холостому ходу.
В условиях эксплуатации трансформатор напряжения может работать с различными погрешностями. В зависимости от погрешностей по ГОСТ 1983—77Е установлены четыре класса точности: 0,2; 0,5; 1 и 3 соответственно погрешностям напряжения f U в процентах. Номинальная мощность трансформатора отнесена к определенному классу точности. Однако по условию нагрева он может допускать перегрузки в несколько раз, выходя при этом из заданного класса точности. Начала и концы обмоток трансформатора напряжения TV маркируются в соответствии с правилом, которое изложено при рассмотрении трансформаторов тока (см. § 1.1). Принято обозначать: A — начало первичной обмотки, а — начало вторичной обмотки; Х — конец первичной обмотки, х — конец вторичной обмотки. Для трансформаторов напряжения, как и для трансформаторов тока, в зависимости от принятого положительного направления тока и напряжения можно построить векторные диаграммы с совпадающими или противоположно направленными векторами вторичного Ů2, и приведенного первичного Ů'1 напряжений. При этом погрешности не учитываются. Для анализа действий релейной защиты и автоматики более удобной является векторная диаграмма с совпадающими векторами Ů2 и Ů'1.
|
Рассмотренные соотношения и векторная диаграмма характерны и для вторичных измерительных трансформаторов напряжения, которые, как правило, входят в измерительную часть устройств защиты, автоматики и телемеханики.
Измерительные органы, в частности измерительные реле напряжения, включаются на фазные и междуфазные напряжения, а также на напряжения нулевой и обратной последовательностей. Для получения этих напряжений используются однофазные или трехфазные трансформаторы напряжения и фильтры напряжения обратной последовательности. Трансформаторы в этом случае имеют различные схемы соединения обмоток, при выполнении которых придерживаются следующих правил: в случае включения первичных обмоток на фазные напряжения их начала присоединяются к соответствующим фазам, а концы объединяются и соединяются с землей; при включении первичных обмоток на междуфазные напряжения их начала присоединяются к предыдущим, а концы — к последующим фазам в порядке их электрического чередования.
Включение однофазного трансформатора напряжения (рис. 1.4, а). Первичная обмотка трансформатора включается на напряжение двух любых фаз. Такая схема применяется в тех случаях, когда достаточно иметь одно междуфазное напряжение, например напряжение UBC.
Схема соединения обмоток трансформаторов напряжения в открытый треугольник (рис. 1.4, б). Первичные обмотки двух однофазных трансформаторов напряжения включаются на два любых междуфазных напряжения. Вторичные обмотки соединяются последовательно. Такая схема дает возможность включать реле на все междуфазные напряжения (реле KV1—KV3} и на напряжения фаз по отношению к нулевой точке системы междуфазных напряжений. В последнем случае включение можно выполнить тремя реле, обмотки которых имеют равные сопротивления и соединены в звезду (реле K.V4—KV6). Схема соединения двух однофазных трансформаторов в открытый треугольник является наиболее распространенной. Она не может применяться в тех случаях, когда необходимо иметь фазные напряжения относительно земли.
|
Схема соединения обмоток трансформаторов напряжения в звезду (рис. 1.4, в). Эта схема, как и рассмотренная схема соединения обмоток в открытый треугольник, дает возможность включать реле на любые междуфазные напряжения (реле KVI—KV3) и на напряжения фаз относительно нулевой точки системы (реле KV4—KV6), а также по отношению к земле, т. е. на любые фазные напряжения (реле KV7—KV9).
Рассматриваемую схему можно выполнить посредством трех однофазных трансформаторов напряжения или одного трехфазного пятистержневого. Применение трехфазных трехстержневых трансформаторов напряжения в данном случае не допускается в связи с тем, что при замыкании на землю в сети по первичным обмоткам трансформатора через его заземленную нейтраль проходят большие токи намагничивания нулевой последовательности и трансформатор сильно перегревается.
Схема соединения обмоток трансформаторов напряжения в фильтр напряжения нулевой последовательности (рис. 1.4, г). Напряжения отдельных последовательностей можно выделить из полных фазных напряжений посредством фильтров напряжений симметричных составляющих. Так, для получения напряжения нулевой последовательности U0 первичные обмотки трансформаторов должны соединяться в звезду с заземленной нейтралью. Полученные при этом вторичные фазные напряжения суммируются путем соединения вторичных обмоток в разомкнутый треугольник, к которому подключается реле (рис. 1.4, г). Напряжение на обмотке реле ŮP = (Ůa + Ůв + Ůc)/KU = 3U0/ KU.
При отсутствии в полных фазных напряжениях составляющих нулевой последовательности напряжение на выходе разомкнутого треугольника близко к нулю. В связи с погрешностью трансформаторов напряжения, наличием в первичных напряжениях гармонических, кратных трем, и по другим причинам на зажимах разомкнутого треугольника в нормальном режиме возникает напряжение небаланса, которое обычно не превышает Uнб= 3÷4 В (при замыкании на землю максимальное напряжение на зажимах фильтра 3 U0мах =100В).
Обычно трансформаторы напряжения изготовляют с двумя вторичными обмотками, одну из которых можно использовать в схеме соединения звезды, а другую — разомкнутого треугольника (рис. 1.4, д). В системах с заземленной нейтралью напряжение на зажимах разомкнутого треугольника при замыкании на землю не превышает фазного UФ, а в системах с изолированной нейтралью оно может достигать 3UФ. Поэтому номинальное вторичное фазное напряжение обмоток, соединяемых в треугольник, принимается равным U2ном =100В, если трансформатор устанавливается в системе с заземленной нейтралью, и равным U2ном =100/3 В, если трансформатор устанавливается в системе с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью.
|
Выполнение вторичных цепей трансформаторов напряжения и контроль за их состоянием. Исходя из требований техники безопасности вторичные обмотки трансформаторов напряжения в установках напряжением 500 В и выше должны обязательно заземляться. Предохранители с первичной стороны трансформаторов напряжения не защищают их от перегрузок и коротких замыканий в их вторичных цепях. Поэтому все незаземленные провода, подключаемые к вторичным обмоткам трансформаторов напряжения, соединяются с ними через низковольтные плавкие предохранители или малогабаритные автоматы, которые являются более быстродействующими; они надежнее и удобнее предохранителей. Перегорание предохранителей или срабатывание автоматов и возможные обрывы в цепях напряжения могут повлечь за собой неправильное действие некоторых устройств защиты и автоматики. Поэтому они должны снабжаться специальными устройствами, автоматически выводящими их из действия при нарушениях цепей напряжения. В тех случаях, когда указанные нарушения непосредственно не приводят к неправильной работе устройств защиты и автоматики, достаточна сигнализация об исчезновении напряжения [8].
Реакторы и трансреакторы
Реактор LR состоит из обмотки ω и ферромагнитного магнитопровода (рис. 1.5, а). Ферромагнитные материалы, из которых выполняют магнитопровод реактора, имеют нелинейную характеристику намагничивания В=f(H), что обусловливает уменьшение их магнитной проницаемости (а с увеличением напряженности магнитного поля Н (рис. 1.5, б). Индуктивное сопротивление реактора xL пропорционально магнитной проницаемости μ, поэтому оно изменяется с изменением тока в обмотке реактора. Для уменьшения этой зависимости и обеспечения относительного постоянства сопротивления магнитопровод реактора выполняется разомкнутым (с воздушным зазором δ). Вместе с тем в ряде устройств, например в магнитных усилителях, используют так называемые управляемые реакторы, сопротивление которых путем соответствующего управления изменяют в требуемых пределах. Для этой цели на замкнутом магнитопроводе реактора кроме основной обмотки предусмотрена обмотка управления ωУ (рис. 1.5, е), по которой проходит постоянный ток управления IУ. Путем изменения этого тока изменяют магнитное состояние магнитопровода, его магнитную проницаемость и тем самым сопротивление x L. Однако необходимо иметь в виду, что характеристики намагничивания ферромагнитных материалов, используемых в управляемых реакторах, имеют выраженный прямоугольный характер.
|
С некоторым допущением их можно представить характеристикой, изображенной на рис. 1.5, г. При этом магнитопровод имеет два состояния: ненасыщенное (— ВS < В < BS) и насыщенное (B=±BS). В первом случае μ и ХL бесконечно велики, а во втором равны нулю. Следовательно, процесс управления не сопровождается непрерывным изменением индуктивного сопротивления. Действительный характер явления подробно рассмотрен в [3].
В измерительных органах часто ток преобразуется в напряжение (ЭДС) путем включения в цепь тока балластных резисторов, реакторов, иногда конденсаторов. Однако в цепи тока можно включать лишь относительно малые сопротивления. Соответственно получаются низкие напряжения, для повышения которых необходим трансформатор.
Трансреактор TAV выполняет функции реактора и трансформатора (рис. 1.6, а). Он состоит из обмотки ω1 тока, разомкнутого магнитопровода и вторичной обмотки ω2, находящейся в режиме, близком к холостому ходу. Поэтому ток I'1 в первичной обмотке является током намагничивания, а напряжение холостого хода Ů2X равно ЭДС Ė2 вторичной обмотки (рис. 1,6, б). Напряжение Ů2X сдвинуто по фазе относительно тока İ'1 на угол, близкий к p/2. Преобразование определяется отношением Ů2X к İ'1, равным для обычного трансформатора (см. рис. 1.2) сопротивлению намагничивания Z' нам , которое нелинейно зависит от тока İ'1. Поэтому для обеспечения преобразования, близкого к линейному, магнитопровод трансреактора выполняют с зазором. При этом в схему замещения параллельно сопротивлению Z' нам нам включается постоянное сопротивление Z 'δ , обусловленное воздушным зазором магнитопровода (рис. 1.6, в).
Для трансреактора отношение
Ů2X / İ'1= Z' нам Z 'δ / (Z' нам+ Z 'δ),
Очевидно, чем меньше Z'δ , тем большее приближение к линейности обеспечивается.
Магнитные усилители
Простейший магнитный усилитель AL состоит из двух управляемых реакторов (рис. 1.7, а, б). Их основные (рабочие) обмотки переменного тока ω~ соединяются последовательно согласно, а обмотки управления ωУ — последовательно встречено. Этим обеспечивается взаимная компенсация ЭДС, трансформируемых из первичных рабочих обмоток в обмотки управления. При подведении к рабочим обмоткам переменного напряжения U~ по ним проходит ток IН , который при неизменном напряжении U~ можно изменять, изменяя индуктивное сопротивление рабочих обмоток X L током IУ в обмотках управления. При увеличении тока IУ степень намагничивания сердечников увеличивается, их магнитная проницаемость и индуктивное сопротивление рабочих обмоток уменьшаются, а ток Iн возрастает. Если последовательно с обмотками ω~ включается нагрузка Z н , то получается простейший усилитель, так как с помощью небольшой мощности мой в обмотках управления ωУ, можно управлять значительно большей мощностью в цепи нагрузки.
Если ток нагрузки Iн , предварительно выпрямленный (Iо.с), пропустить по дополнительным обмоткам подмагничивания ωo.c , соединенным так же, как обмотки управления, то получится магнитный усилитель с положительной магнитной обратной связью (рис. 1.8, а). Положительная обратная связь повышает усиление тока и мощности (чувствительность) магнитным усилителем. Роль положительной обратной связи станет понятна, если рассмотреть рис. 1.8, б, где показаны характеристики управления магнитного усилителя без обратной связи (кривая 1) и с положительной обратной связью (кривая 2). Обратная связь смещает характеристику в сторону отрицательных значений тока IУ и увеличивает ее крутизну, т. е. увеличивает усиление тока. Степень обратной связи характеризуется коэффициентом обратной связи
kо.с= ωo.c / ω~.
По мере увеличения kо.с крутизна характеристики IН = f(IУ) увеличивается. При kо.с >1 магнитный усилитель переходит в релейный режим, а его характеристика приобретает S-образную форму, располагаясь в области отрицательных значений тока IУ (рис. 1.8, в). Это значит, что ток нагрузки IН имеет максимальное значение, равное IН 3, при IУ =0.
При непрерывном изменении тока IУ в сторону отрицательных значений до IУ 4 ток нагрузки скачкообразно уменьшается от значения Iн 4 до Iн 1 (точки 4, 1). При непрерывном уменьшении отрицательного тока IУ от значения IУ 4 до IУ 2 ток нагрузки скачкообразно возрастает до своего максимального значения (точ ки2, 3).
Таким образом, при работе магнитного усилителя в релейном режиме ток нагрузки Iн имеет два устойчивых значения. Переход от одного значения к другому происходит скачкообразно. Такой магнитный усилитель может выполнять функции измерительного реле, например максимального реле тока, при условии, если его характеристика расположена справа от оси абсцисс (рис. 1.8, г). При этом в случае отсутствия тока IУ ток в нагрузке близок минимальному значению (точка 5), ряд находится в начальном состоянии. Условию действия реле (см. §2.2) соответствует скачкообразное изменение тока нагрузки до максимального (точка 3) при токе IУ ≥ IД.Р действия реле. Реле возвращается в исходное положение (происходит отпускание реле) при уменьшении тока до Iо.р. Для смещения характеристики магнитного усилителя предусматривается дополнительная подмагничивнощая обмотка смещения ωсм (рис. 1.8, а).
Рассмотренные магнитные усилители позволяют изменять ток в цепи нагрузки IН только по значению. В ряде устройств требуется, чтобы с изменением полярности тока управления IУ изменялась фаза переменного или полярность постоянного тока. Таким свойством обладает реверсивный магнитный усилитель [3]. Он состоит из двух обычных магнитных усилителей, управляемых общим током IУ (рис. 1.9, а). Обмотки смещения ωсм включаются так, что характеристика одного магнитного усилителя AL1 смещается в сторону отрицательных значений IУ, а другого AL2 — в сторону положительных значений (рис. 1.9, б). При этом в случае IУ = 0 наблюдается равенство выходных токов магнитных усилителей IН1 = IН2. Если нагрузка Z н включена на разность токов, то с изменением полярности тока управления IУ изменяется фаза (или знак при выпрямленных тока) и тока нагрузки IН .
Рис. 1.9. реверсивный магнитный усилитель и характеристики управления
|
|
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!