В HTML      В PDF
микроэлектроника, микросхема, микроконтроллер, память, msp430, MSP430, Atmel, Maxim, LCD, hd44780, t6963, sed1335, SED1335, mega128, avr, mega128  
  Главная страница > Электромеханика

реклама

 
радиационно стойкие ПЗУ Миландр

Продажа силового и бронированного кабеля и провода в Москве

текст еще



Трансформаторы тока

Прецизионные измерительные трансформаторы тока для электронных электрических счётчиков

В последние годы в промышленности электромеханические счётчики типа Феррарис всё чаще заменяются электронными . Поскольку электронные счётчики имеют ряд преимуществ ( возможность применения в связанных системах , отсутствие механического износа , меньшие размеры , высокая точность ), они всё больше находят применение в быту . При этом они могут использоваться в различных областях . от локальных приборов до региональных сетевых систем с дистанционным управлением и контролем .

Принципиальная схема однофазного электронного электрического счетчика
Рис. 1. Принципиальная схема однофазного электронного электрического счетчика


Рис. 2. Бытовой электронный счетчик электроэнергии построен согласно стандарту IEC 1036 (с разрешения фирмы АББ)

Одним из важнейших элементов многофазных и в ряде случаев однофазных счётчиков является измерительный трансформатор тока . Основным требованием к нему является обеспечение точного , стабильного и независимого от внешних условий коэффициента трансформации и гальванической развязки от сети . Необходимые точность и стабильность устанавливаетются по стандарт y ( например , в Европе : IEC 1 036 - для счётчиков непосредственного включения и IEC 687 - для счётчиков посредственного включения ; в США - стандарты ряда ANSI C 1 2.xx).

На сегодняшний день разработаны трансформаторы тока различных конструкций . Однако , наиболее перспективными являются трансформаторы , содержащие кольцевой магнитопровод с низким сопротивлением нагрузки . Они имеют ряд преимуществ : ( 1 ) замкнутая магнитная цепь защищает его от мешающих полей , поэтому в большинстве случаев дополнительное экранирование не требуется , (2) используемый магнитный принцип работы не требует применения полупроводниковых элементов , (3) из - за простой конструкции , содержащей малое количество элементов ( магнитопровод с обмоткой , соединительный шнур и защитный контейнер ) их относительно легко монтировать и они достаточно компактны . Указанные преимущества существенно снижают стоимость электронных счётчиков электроэнергии . Следующие параметры определяют токовую и угловую погрешность , их линейность и предельное значение по току в первичной обмотке кольцевого магнитопровода : - частота f и напряжение , возникающее на входном сопротивлении (R B ) аналого - цифрового преобразователя ( рис . 1 ) при протекании тока I в первичной обмотке трансформатора ; - свойства материала магнитопровода ( магнитная индукция насыщения B sat , относительная магнитная проницаемость µ. и угол потерь a как функции намагничивания ); - число витков вторичной обмотки N sec , сопротивление вторичной обмотки R Cu , площадь поперечного сечения магнитопровода A Fe и средняя длина магнитопровода l Fe . Из принципов теоретической электротехники можно вывести формулы определяющие электрически e характеристики трансформатора тока , в которых некоторые упрощения не существенно влияют на точность результата :

Новый алгоритм , разработанный компанией VACUUMSCHMELZE GmbH & Co. KG, позволяет легко и быстро устанавливать оптимальные значения для требуемого способа применения . Для трёх стандартов ( Европы и США ) существуют различные требования к материалам : Для счётчиков по стандартам IEC 687 и ANSI C 1 2.xx требуются материалы с высокой магнитной проницаемостью , высокой индукцией и нечувствительностью к температуре . Трансформаторы тока , изготовленные из традиционных материалов ( высококачественные кристаллические Ni-Fe- сплавы (ULTRAPERM )) хорошо зарекомендовали себя на рынке . Однако , последние разработки в этой области - трансформаторы тока из аморфных (VITROVAC ) или нанокристаллических (VITROPERM ) сплавов , производимые компанией VACUUMSCHMELZE GmbH & Co. KG, г . Ганауе ( Германия ), имеют улучшенные эксплуатационныехарактеристики . Из - за высокой и практически постоянной магнитной проницаемости независимой от намагничивания , эти сплавы имеют очень малую угловую погрешность , которую можно легко компенсировать . Благодаря применению тонких лент ( толщина порядка 22 µm), можно достичь очень малой токовой погрешности . Аморфные и нанокристаллические сплавы имеют малую коэрцитивную силу и их магнитные свойства слабо зависят от температуры . Поэтому зависимость этих погрешностей от температуры определяется медной обмоткой .

Измерительный трансформатор тока с кольцевым магнитопроводом, изготовленным из нанокристаллического сплава VITRORERM
Рис. 3. Измерительный трансформатор тока с кольцевым магнитопроводом, изготовленным из нанокристаллического сплава VITRORERM*. Зависимость токовой F и угловой w погрешностей от значений первичного тока и температуры. Этот трансформатор рассчитан на промышленные счетчики посредственного включения по стандарту IEC687 с первичным током 6 А при 50 Гц

Следует отметить , что в примере , приведенном на рис . 3, токовая погрешность не превышает 0. 1 %, а диапазон изменений угловой погрешности при комнатной температуре составляет только 0.03°. Указанная точность , определяемая материалом и конструкцией , позволяет компенсировать погрешности даже в прецизионных счётчиках достаточно простыми средствами . В том случае , если в счётчиках используются трансформаторы тока изготовленные из традиционных материалов (Ni-Fe сплавы или ферриты ), либо с датчиками Холла , то необходимы дополнительные дорогостоящие преобразователи .

Счётчики по стандарту IEC 1 036 должны обладать нечувствительностью к постоянному току , который может насыщать обычные трансформаторы тока . Для этого пользуются магнитопроводы , произведенные из аморфных сплавов (VITROVAC _ ) компанией VACUUMSCHMELZE GmbH & Co. KG и обладающи e линейными характеристиками с увеличенным динамическим диапазоном токов первичной обмотки , позволяющих уменьшить эффекты насыщения . Отметим , что в этом случае снижение эффектов насыщения от постоянной составляющей тока можно достигнуть без применения воздушного зазора , что позволяет уменьшить влияние помех . Эти трансформаторы имеют очень малую токовую погрешностьна уровне 1 0 -3 - 1 0 -2 % и очень низкую , но линейную зависимость от температуры ( ри c. 4). Из - за низкой проницаемости наблюдается угловая погрешность от 4° до 5°, которую , однако , можно легко компенсировать , поскольку она очень стабильная (± 0.05°). Термокомпенсацию можно легко осуществить аналоговым или цифровым способом .

Измерительный трансформатор тока с кольцевым магнитопроводом, изготовленным из аморфного сплава VITROVAC
Рис. 4. Измерительный трансформатор тока с кольцевым магнитопроводом, изготовленным из аморфного сплава VITROVAC*. Зависимость токовой F и угловой w погрешностей от значений первичного тока и температуры. Этот трансформатор рассчитан на промышленные счетчики посредственного включения по стандарту IEC1036 с первичным током 6 А






 
Впервые? | Реклама на сайте | О проекте | Карта портала
тел. редакции: +7 (495) 514 4110. e-mail:info@eust.ru
©1998-2016 ООО Рынок Микроэлектроники