---

T — випробувальний трансформатор;

Zs, Cs, L1, R1, R2 — див. CISPR 18-2.

Рисунок 6 — Вимірювальна схема

Z = 50 Ом

ЕПО — електронно-променевий осцилограф.

Рисунок 7 — Вимірювання передаваних перенапруг: випробувальна схема
та елегазовий випробувальний стенд

Е ПО — електронно-променевий осцилограф.

Рисунок 8 — Вимірювання передаваних перенапруг: загальний вигляд випробувального стенда

Д

Рисунок 9 — Вимірювання передаваних перенапруг: форми випробувальних імпульсів

ОДАТОК А
(обов’язковий)

ТРАНСФОРМАТОРИ СТРУМУ ДЛЯ ЗАХИСТУ

А.1 Векторна діаграма

Якщо розглядають трансформатор струму і його навантаги, які, за припущенням, мають лише лінійні електричні та магнітні компоненти, то за синусоїдного первинного струму всі струми, напруги та потоки будуть синусоїдними, а роботу трансформатора можна буде представити на векторній діаграмі, як зображено на рисунку А.1.

На рисунку А.1, Іs — вторинний струм. Він протікає через вторинну обмотку та навантагу, що визначає величину та напрям необхідної індукованої напруги Еs, а також потік Ф, перпендикуляр­ний до вектора напруги. Цей потік підтримує вторинний струм намагнічування І_е, який має індук­тивну складову І m, паралельну потоку Ф, та активну складову (або складову втрат) І_а, паралельну напрузі. Векторна сума вторинного струму Іs та струму намагнічування І_е є вектор IР, що представ­ляє собою первинний струм, поділений на відношення кількості витків (відношення кількості витків первинної обмотки до кількості витків вторинної обмотки).

Отже, для трансформатора струму, відношення кіл ькості витків якого дорівнює номінальному коефіцієнту трансформації, різниця довжини векторів Іs та I", віднесена до довжини I", є струмо- вою похибкою відповідно до визначення в 2.1.10, а різниця кутів 8 є кутовою похибкою відповід­но до 2.1.11.

А.2 Коригування витків

Якщо відношення кількості витків відрізняється (зазвичай має менше значення) від номіналь­ного коефіцієнта трансформації, то вважають, що трансформатор струму має коригування витків. Отже, під час оцінювання похибок необхідно встановити розбіжність між I_p^" — первинною силою струму, поділеною на відношення витків, та I_p^' — первинною силою струму, поділеною на номі­нальний коефіцієнт трансформації. Відсутність коригування витків означає, що I_p^' = I_p^" . Якщо на­явне коригування витків, то I_p^' відрізняється від I^"_p і, оскільки I_p^" використовують у векторній діаграмі, а I_p^' використовують для визначання похибки, то буде очевидно, що коригування витків впливає на струм ову похибку (і її можна використовувати для цього). Вектори I_p^' та I_p^" мають однаковий напрямок, отже коригування витків не впливає на кутову похибку.

Також буде очевидно, що вплив коригування витків на повну похибку менше, ніж її вплив на струмову похибку.

А.3 Трикутник похибок

На рисунку А.2 верхню частину рисунка А.1 відтворено в більшому масштабі за припущення, що кутова похибка настільки мала, що для практичних цілей два вектори Іs та IР можна вважати паралельними. Знову припустивши, що корекція витків відсутня, з проекції І_е на І_р буде видно, що за достатнього наближення синфазну складову (Д І) від І_е можна використовувати замість ариф­метичної різниці між IР та Іs для отримання струмової похибки і, відповідно, квадратурну складо­ву (ДІq) від І_е можна використовувати для відображення кутової похибки.

Далі буде видно, що за певного наближення, сила струму намагнічування І_е, поділена на I_Р, дорівнює повній похибці відповідно до 2.1.34.

Отже, для трансформаторів струму, що не мають коригування витків, та за умов, якщо до­зволено векторне зображення, то струмова, кутова та повна похибки утворюють прямокутний трикутник.

У цьому трикутнику гіпотенуза, що предста вляє повну похибку, залежить від повного опору вторинного кола, що геометрично складається з опору навантаги і вторинної обмотки, тоді як роз­кладання на струмову і кутову похибки залежить від коефіцієнта потужності цього повного опору навантаги та сили струму намагнічування. Кутова похибка буде нульовою, якщо ці два коефіцієнти потужності є рівними, тобто якщо збігаються фази струмів Іs та І_е.

А.4 Повна похибка

Однак поняття повної похибки має важливіше застосування за умови, якщо векторне зобра­ження не можна застосувати, тому що нелінійні умови внесені вищими гармоніками у струм намаг­нічування та вторинний струм (див. рисунок А.3).

Саме з цієї причини повна похибка має визначення, наведене у 2.1.34, а не набагато простіше визначення, ніж сума векторів струмової та кутової похибок, як показано на рисунку А.2.

Отже, загалом повна похибка враховує впливи, спричинені наявністю гармонік у вторинному струмі, яких немає у первинному струмі, що представляє відхилення від ідеального трансформа­тора струму. (У цьому стандарті первинний струм завжди передбачають синусоїдним).

А.5 Пряма перевірка повної похибки

На рисунку А.4 зображено трансформатор струму, що має відношення витків 1/1. Його під’єд- нують до джерела первинного (синусоїдного) струму, вторинна обмотка, з’єднана з навантагою Z_B, що має лінійні характеристики, підімкнена так, що через амперметр проходить різниця між первин­ним та вторинним струмом. Отже, результівна сила струму, що проходить через амперметр, дорів­нюватиме силі струму намагнічування за переважних умов синусоїдності первинної сили струму, а відношення середньоквадратичного значення такої сили струму до середньоквадратичного зна­чення первинної сили струму є повною похибкою відповідно до визначення, наведеного у 2.1.34, відношення виражають у відсотках.

На рисунку А.4 наведено принципову схему вимірювання повної похибки прямим методом.

На рисунку А.5 наведено принципову схему прямого методу вимірювання повної похибки трансформаторів струму, номінальний коефіцієнт трансформації яких відрізняється від одиниці. На ньому зображено два трансформатори струму, що мають однакові номінальні коефіцієнти трансформації. Трансформатор струму, позначений N, вважають таким, що має незначну повну похибку в умовах експерименту (мінімальна навантага), тоді як трансформатор струму, що прохо­дить перевірку та позначений Х, підключають до її номінальної навантаги.

Через первинні обмотки обох трансформаторів пропускають синусоїдний струм з одного дже­рела, а амперметр підключають для вимірювання різниці між значеннями сили струму двох вто­ринних обмоток. За таких умов середньоквадратичне значення сили струму, виміряне ампермет­ром А₂, по відношенню до середньоквадратичного значення сили струму, виміряне амперметром А₁, виражене у відсотках, є повною похибкою трансформатора Х.

Для цього м етоду необхідно, щоб повна похибка трансформатора N була дійсно незначною. Недостатньо, щоб трансформатор N мав відому повну похибку, оскільки внаслідок дуже складного характеру повної похибки (викривлена форма кривої) будь-яку повну похибку еталонного транс­форматора N не можна застосовувати для коригування результатів випробування.

А.6 Альтернативна схема вимірювання повної похибки прямим методом

Для вимірювання повної похибки можна застосовувати альтернативні схеми, одну з таких зоб­ражено на рисунку А.6.

Хоча схема, зображена на рисунку А.5, потребує застосування «спеціального» еталонного трансформатора N, коефіцієнт трансформації якого однаковий з коефіцієнтом трансформатора Х і який має незначну повну похибку в точності граничної первинної сили струму, схема, зображена на рисунку А.6, дає можливість застосування стандартних еталонних трансформаторів струму N та N' або через їхні значення номінальної первинної сили струму. Хоча і для цих еталонних транс­форматорів залишається суттєвою наявність незначних значень повної похибки, але цю вимогу за­довольнити легше.

На рисунку А.6 Х — це трансформатор, що проходить випробовування, N — це стандартний еталонний трансформатор, номінальна сила первинного струму якого має такий самий порядок ве­личин, як номінальна гранична первинна сила струму за вимогами точності трансформатора Х (сила струму, за якого провадять випробовування), і N' — це стандартний еталонний трансформа­тор, номінальна первинна сила струму якого має такий самий порядок величин вторинної сили струму, що відповідає номінальній граничній первинній силі струму за ви могами точності транс­форматора Х. Варто зауважити, що трансформатор N' є частиною навантаги Z_B трансформатора Х, і тому потрібно враховувати під час визначання значення навантаги Z'_B. А₁ та А₂ — це два ампер­метри, необхідно забезпечити, щоб амперметр А₂ вимірював різницю між вторинними силами струмів трансформаторів N та N'.

Якщо номінальний коефіцієнт трансформації трансформатора N позначений K_n, трансфор­матора Х — K_nx, а трансформатора N' — K'_n, то коефіцієнт K_n має дорівнювати резул ьтату мно­ження K'_n та K_nx, тобто

Kn = K'n • Knx.

За таких умов середньоквадратичне значення сили струму за амперметром А₂ відносно сили струму за амперметром А₁ є повною похибкою трансформатора Х, вираженою у відсотках.

Примітка. Під час застосовування методів, наведених на рисунках А.5 та А.6, необхідно обережно застосовувати для ам­перметра А₂ пристрій з низьким опором, оскільки падіння напруги на цьому амперметрі (поділене на коефіцієнт трансформації трансформатора N' у випадку, зображеному на рисунку А.6) становить частину навантаження трансформатора Х і сприяє зниженню навантаги цього трансформатора. Це падіння напруги на амперметрі А₂ відповідно збільшує навантагу трансформатора N.

А.7 Застосування повної похибки

Числове значення повної похибки ніколи не буде менше за суму векторів струмової і кутової похибок (останню виражають у сантирадіанах).

Відповідно, повна похибка завжди позначає найвище можливе значення струмової похибки або кутової похибки.

Струмова похибка особливо важлива під час роботи з реле макси мального струму, а кутова похибка — під час роботи з фазочутливими реле (наприклад, направлених реле).

У разі диференціальних реле, необхідно враховувати саме комбінацію повних похибок транс­форматорів струму, які застосовують.

Додаткова перевага обмеження повної похибки є наслідком зменшення гармонік вторинного струму, що є необхідним для належної роботи деяких типів реле.

ДОДАТОК В
(довідковий)

ВИПРОБУВАННЯ БАГАТОРАЗОВИМ ЗРІЗАНИМ ІМПУЛЬСОМ

Випробування треба провадити імпульсами негативної полярності, зрізаними біля макси маль- ної позначки.

Умовна тривалість спаду напруги, виміряного згідно з ІЕС 60060-1, має становити 0,5 мкс. Випробувальне коло має бути підключено, щоб амплітуда коливання до протилежної полярності записаного імпульсу становила приблизно 50 % амплітудного значення.

Амплітудне значення напруги має становити приблизно 60 % номінальної напруги грозового імпульсу.

Необхідно принаймні 100 імпульсів, щоб довести факт пошкодження. Ці імпульси потрібно подавати зі швидкістю приблизно один імпульс за хвилину.

Перед проведенням випробування та протягом трьох днів після перевіряння необхідно про­водити аналіз газів, розчинених в оливі трансформатора.

Критерій оцінки результатів має базуватися на кількості та складі утворених газів (відношення кіл ькостей значень газів), але на даний момент числові значення надати неможливо. Відносно великі кількості Н₂ та С₂Н₂ є ознакою пошкодження.

Процедура відбирання проб оливи має бути однією з процедур, описаних в ІЕС 60567.

Процедуру аналізування та основу визначання пошкодження можна базувати на ІЕС 60599.

Д ОДАТОК НА
(довідковий)

ПЕРЕЛІК НАЦІОНАЛЬНИХ СТАНДАРТІВ,
ЗГАРМОНІЗОВАНИХ ЧИ РОЗРОБЛЕНИХ ШЛЯХОМ
ВПРОВАДЖЕННЯ МІЖНАРОДНИХ СТАНДАРТІВ,
НА ЯКІ Є ПОСИЛАННЯ В ЦЬОМУ СТАНДАРТІ

ДСТУ 2976-95 Трансформатори струму та напруги. Терміни та визначення (ІЕС 60050(321): 1986, NEQ)

ДСТУ 3338-96 Трансформатори силові. Методи вимірювань характеристик часткових розрядів під час випробувань напругою промислової частоти (ІЕС 60270:1981, NEQ)

ДСТУ dSPR 18-2:* Характеристики радіозавад повітряних силових ліній та високовольтного обладнання. Частина 2. Методи вимірювання та процедури визначення норм (CISPR 18-2:1986, IDT)

* На розгляді.

Код УКНД 17.220.20; 29.180

Ключові слова: визначення, вимоги, випробування, клас точності, маркування, навантага, сила струму, трансформатор струму.Редактор І. Дьячкова

Технічний редактор О. Касіч

Коректор О. Біндас

Верстальник І. Барков

Підписано до друку 21.09.2010. Формат 60 х 84 1/8.

Ум. друк. арк. 5,11. Обл.-вид. арк. 3,38. Зам. Ціна договірна.

Виконавець

Державне підприємство «Український науково-дослідний і навчальний центр
проблем стандартизації, сертифікації та якості» (ДП «УкрНДНЦ»)
вул. Святошинська, 2, м. Київ, 03115