Трансформаторы тока , Напряжение на вторичной обмотке Опции

[Nail]

Привет всем. Все знают, что если вторичную обмотку ТТ не закоротить, то на ней может появится очень высокое напряжение. Но вот сегодня, я провел эксперимент: на ТТ 20/5 на первичку подал 40 А, при этом на вторичке больше чем 4 В не поднялось. Ну ладно думаю коэффициент трансформации маленький (витков мало, подумал я).
Нашел 200/5, не было возможности поднять ток по первичке более 50 А, но напряжение на вторичке больше чем 4,1 В не поднялось.
Как так? Я ожидал высокое напряжение, а тут нет не чего.

[rosck]

Добрый вечер. Продолжим наш разговор. Ну я думал вы как то поконкретнее, ответите, чтобы мне можно было за, что ни будь придраться. Ну да ладно сделаю все сам, очень подробно и бесплатно. Поехали.
1) Возьмем ТТ 100/5 с обмотка W1 и W2, W1равна 1. Подключим наш ТТ последовательно к нагрузке (ТЭНовый котел 5 кВт) и подключим к источнику переменного тока с неограниченной мощностью и напряжением U=220вольт. Вторичную обмотку ТТ подключим к амперметру с сопротивлением 0,2 Ома. И один из выводов заземлим.
2) Включим котел ,у нас потечет ток через ТТ близкий к 22 амперам.
3) Этот ток наведет магнитный поток Ф1 в сердечнике ТТ. Поток Ф1 наведет в обеих обмотках ЭДС (E1иЕ2) . Рассмотрим вторичную обмотку. Е2 вызовет Ток I2 во вторичной цепи. Ток I2 наведет в сердечнике свой поток Ф2 противоположный Ф1. Причем Ф2 вычтется из Ф1 и останется результирующий поток Ф0 (Ф1-Ф2=Ф0). Причем чем больше Ф0 тем больше Е2 а следовательно и I2. В то же время чем больше I2 тем меньше Ф0. Ф0 в трансформаторе ТТ есть поток намагничивания и часть тока I1 служит для его создания. Этот ток называется током намагничивания ТТ. Наступит своего рода стабилизация. Будет справедлива пропорциональность первичных и вторичных токов и будет иметь место выражение I1хW1=I2хW2.
4) Во вторичной цепи будет протекать ток 1,1 А. Напряжение на вторичной обмотки U2=0,22В.
5) Также будет иметь место выражение E1/W1=E2/W2. Но мы не знаем сопротивление вторичной и первичной обмотки, с учетом некоторой погрешности примем ЭДС обмоток равным напряжению. Тогда посчитаем какая будет ЭДС на первичной обмотки но сначала узнаем количество витков W2. W2=I1хW1/I2. W2= 100х1/5= 20 . E1=W1xE2/W2 E1=1х0,22/20=0,011В
6) Выясним какое влияние окажет Эта ЭДС на параметры первичной цепи. Посчитаем сопротивление нагрузки Rn= 220/22= 10 ом. Так как мы приняли что у нас источник напряжения с неограниченной мощностью то не будем учитывать его внутреннее сопротивление. Также примем сопротивление проводов и активное сопротивление первичной обмотки равным нулю. Тогда для первичной цепи будет справедливо выражение I1=U-E1/Rn I1=(220-0,011)/10=21.9989. Без ЭДС 22А.
7) Подключим четыре таких котла. Тогда ток I1 ,без учета E1 ,будет равен 20000/220=99,9090, тогда I2 равен 4,5454 U2=0,909в, Е1=0,049В Ток с учетом ЭДС=99,886А
8. Разомкнем вторичную цепь , при этом пропадет I2 и поток Ф2 исчезнет останется только Ф1. Возьмем наше выражение Ф1-Ф2=Ф0 и примем Ф2=0 у нас получится Ф1=Ф0 Что указывает на то при разомкнутой вторичной цепи весь ток первичной цепи будет использовался на создание намагничивающего потока. И ТТ при небольших значениях I2 будет входить в режим насыщения.
9) При этом, ЭДС на участках где сердечник находится в режиме насыщения будет близка к нулю. Так как ЭДС зависит от отношения дельта Ф/дельта t. А поток зоне насыщения будет изменятся незначительно. Зато он будет быстро меняется в момент перехода через ноль. Причем чем больше ток тем круче нарастание тока. Тем уже и выше импульс. Этот эффект напоминает эффект самоиндукции при разрыве цепи с индуктивностью. Но как показал мой эксперимент скорости нарастания (спада) при обычной синусоиде с частотой 50Гц не достаточно даже при бешеном 10 кратном перегрузе для создания опасного перенапряжения . У меня получилось не более 55вольт в импульсе.
10) Теперь возьмем и побалуемся ,повключаем наш 20 квт котёл туда сюда, с разомкнутой вторичной цепью ТТ. Хорошо если момент включения придется на прохождение напряжения через ноль , а вот если наоборот цепь замкнется в момент максимально амплитудного значения. Тогда скорость нарастания тока будет определятся индуктивностью первичной цепи. Произойдет резкое нарастание тока и магнитного потока и эдс будет как в катушке зажигания. Остается только гадать в каком месте произойдет пробой . Как правило происходит пробой со вторичной цепи на первичную. Происходит булавочный укол как в аргоновой сварки осциллятором. А дальше подтягивается вся мощь сети. Если не сработает защита, то все горит синем пламенем.
11) Вывод первый. Та засада про которую я говорил в пункте 8 выше. Речь шла изначально о разомкнутой вторичной обмотке . Ваше заявление не верно. При разомкнутой обмотке основная часть тока первичной цепи используется на создание потока намагничивания минус ток расходуемый на потери. В этом случаи ток первичной цепи практически равен току намагничивания.
12) Вывод второй Разница межту ТТ и ТН в том что у ТТ ЭДС на первичке мизерная смотреть пункт №5 выше. На ток в первичной цепи ни какого влияния не оказывает См пунк №6.
В ТН за счет ЭДС регулируется ток первичной обмотки , в ТТ нет ,его определяет нагрузка после ТТ. Мизерная ЭДС на первичке ни на что не влияет. Поэтому первый раз слышу, что бы ее кто то учитывал.

Сообщение отредактировал rosck - 12.10.2017, 23:31

[Nail]

Добрый вечер.

Ваш, настолько полно раскрытый ответ на заданный мной вопрос заслуживает большой благодарности, хотя бы лично от меня, "Спасибо". Вы всё разложили по полочкам, с осцилограммами, с расчетами, с полным анализом.
И я как автор темы не мог не отметить вашего тщательного отношения к теме, и уважительного отношения к оппоненту.

Попробую сделать свой вывод:
1) Мы смело можем разъединять вторичную обмотку ТТ в работе, например для каких либо переподключений.
2) Теоретически пробой изоляции всеже возможен,
3)но практически вероятность пробоя очень не велика (но мы при этом должны это учитывать),
4)тем не менее вторичку нужно все же закорачивать на всякий такой случай.

Верны ли мои выводы?

Согласен, вроде всё правильно.

Спасибо вам за активное участие в теме, благодаря вам, вопрос раскрылся полностью.