Принцип дії й векторна діаграма ТТ

Принципова схема одноступінчастого ТТ наведена на малюнку 2.1. Як видно зі схеми, основними елементами трансформатора струму, що беруть участь у перетворенні струму, є первинна й вторинна обмотки, намотані на той самий муздрамтеатр. Первинна й вторинна обмотки ізольовані друг від друга на повну робочу напругу. Це дозволяє здійснювати безпосереднє приєднання вимірювальних приладів або реле захисту й автоматики до вторинної обмотки й, тим самим, виключити вплив високої напруги, прикладеного до первинної обмотки, на обслуговуючий персонал. Тому що обидві обмотки намотані на той самий муздрамтеатр, то вони є магнитосвязанными.

Первинний струм , проходячи по первинній обмотці, створює в муздрамтеатрі змінний магнітний потік , що, перетинаючи витки вторинної обмотки, индуцирует у ній ЭДС. Якщо до вторинної обмотки приєднана навантаження, то у вторинній обмотці й у вторинному ланцюзі буде проходити вторинний струм , що має напрямок, зворотний напрямку струму . Вторинний струм створює магнітний потік , спрямований зустрічно потоку . У результаті додавання магнітних потоків і в муздрамтеатрі встановлюється результуючий магнітний потік , що становить кілька відсотків потоку .

Наочне подання про роботу реального ТТ дає його векторна діаграма, побудова якої здійснюється у відповідності зі схемою його заміщення (малюнок 2.2).

Малюнок 2.2 - Схема заміщення трансформатора струму

Для побудови векторної діаграми ТТ приведемо параметри первинної обмотки до вторинного, тобто розділимо струми й на номінальний коефіцієнт трансформації ТТ. Тоді одержимо

(2.1)

Малюнок 2.3- Векторна діаграма трансформатора струму

Шляхом такого приведення ТТ заміняється еквівалентним трансформатором струму з коефіцієнтом трансформації, рівним одиниці.

Побудова векторної діаграми (малюнок 2.3) робимо в такий спосіб. Від початку координат (крапка 0) відкладемо вправо вектор вторинного струму й вектор магніторушійної сили (МДС) вторинної обмотки , що збігає з ним по фазі.

Вторинний струм проходячи по вторинному ланцюзі ТТ, створює спадання напруги на опорі навантаження й на опорі вторинної обмотки . Сума векторів падінь напруг і дорівнює вектору ЭДС . Кут зрушення між векторами ЭДС і струму дорівнює:

. (2.2)

Вектор магнітного потоку , що створює ЭДС , випереджає його на 90^о. Для створення магнітного потоку необхідна МДС , що переборює активний магнітний опір, і МДС , що переборює реактивний магнітний опір. Вектор МДС , збігається по фазі з вектором потоку , а вектор МДС випереджає вектор потоку на кут 90⁰. Результуюча МДС, необхідна для створення потоку , дорівнює:

. (2.3)

і випереджає вектор на кут . Цей кут, називаний кутом втрат, характеризує відношення активної тридцятимільйонної МДС намагнічування до реактивної тридцятимільйонної, тобто

Знаючи вектори МДС і , визначимо вектор первинної МДС .