Трансформатор тока - диапазон измеряемых частот Опции

[VladM]

Объясните, пожалуйста, следующий вопрос.
Почему паспортная номинальная частота трансформаторов тока (ТТ) ограничивается в диапазоне (50...60)Гц? Т.е. почему ТТ плохо измеряет 40Гц? 30Гц? 20Гц?

Лично я никаких физических причин для неиспользования классических ТТ, например, при 20Гц не вижу. Но производители почему-то видят и пишут про 50Гц. В чём же дело?



P.S. Отмечу, что эти "чудные" частоты возникают в приложениях с ЧРП.

Сообщение отредактировал VladM - 27.10.2008, 12:31

[dimbas]

Работать будет, но клас точности уже будет другой

[VladM]

Работать будет, но клас точности уже будет другой

Интересно...
А физику прояснить можете? С чем это связано?

[mic61]

...
Лично я никаких физических причин для неиспользования классических ТТ, например, при 20Гц не вижу. Но производители почему-то видят и пишут про 50Гц. В чём же дело?
...

Дело в том, что магнитная индукция магнитопровода зависит (в том числе и) от частоты.
B = E2/(4.44*f*Sm*w2)
Т.е. использовать-то можно при "нерасчетных" частотах, но вот что ТТ будет показывать..?
А "физика процесса" - прикиньте, что будет, если на ТТ подать постоянный ток (нулевая частота.)

[VladM]

Дело в том, что магнитная индукция магнитопровода зависит (в том числе и) от частоты.
B = E2/(4.44*f*Sm*w2)
Т.е. использовать-то можно при "нерасчетных" частотах, но вот что ТТ будет показывать..?
А "физика процесса" - прикиньте, что будет, если на ТТ подать постоянный ток (нулевая частота.)

Не совсем согласен и вот почему:
1. Формула 4.44 справедлива всегда (ибо это закон ЭМИ для син-ных процессов), но практически пользоваться ею в случае с ТТ невозможно: т.к. первичная обмотка питается от источника тока (а не напряжения), то ЭДС сильно изменяется при изменении тока (в отличие от случая с силовым Т или с ТН, где ЭДС примерно равна напряжению сети).
2. Магнитная индукция в сердечнике ТТ по сути процесса должна быть близка к нулю и пропорциональна первичному току. Причём практически независимо от частоты - в разумных пределах (здесь я не говорю о 5 или 3 или 0 Гц).
3. Если в первичную обмотку подать постоянный ток, то во вторичной обмотке тока не будет. На нулевой частоте явления ЭМИ нет. Однако индукция в сердечнике будет ненулевой, это будет некая конкретная величина пропорциональная току нагрузки.

Пока писал подумал - а может дело в банальном соотношении X2/R2, которое со снижением частоты начинает падать и следовательно точность измерений "заваливается"?? Может если бы R2=0 (активное сопротивление вторичной цепи было СТРОГО равно нулю, а не примерно как есть на практике), то диапазон частот был бы шире??

Сообщение отредактировал VladM - 27.10.2008, 18:32

[mic61]

Давайте еще раз. Упрощенно.
Ток I2 - вторичный, "размагничивает" сердечник. А первичный ток I1 - "намагничивает" сердечник до индукции Вмах (понятно, что Вмах прямо пропорциональна певичному току В~I1*w1. Пропоционален по сложному закону, петля гистерезиса и пр.)
При работе на линейном участке характеристики (до насыщения, когда ток намагничивания мал):
вторичный ток трансформатора тока: I2 = E2/sqrt[(r2обм+R2нгр)^2+(x2обм+x2нгр)^2];
С другой стороны E2 = Bмах*4,44*f*Sмакс*w2;
Тогда I2 = (Bмах*4,44*f*Sмакс*w2)/sqrt[(r2обм+R2нгр)^2+(x2обм+x2нгр)^2]

Из последней формулы видно, что I2 прямо пропорционален частоте и обратно пропорционален комплексу нагрузки.

[VladM]

Ток I2 - вторичный, "размагничивает" сердечник.

Согласен на все 100.

А первичный ток I1 - "намагничивает" сердечник до индукции Вмах (понятно, что Вмах прямо пропорциональна певичному току В~I1*w1. Пропоционален по сложному закону, петля гистерезиса и пр.)

Не согласен. Индукция в сердечнике пропорциональна результирующей МДС, а Вы записали для случая с разомкнутой вторичной обмоткой - т.е. Вы в формуле не учли то самое размагничивание, о котором перед этим рассказывали. Иными словами:
общий случай (мгновенные значения индукции и токов): B~i1*w1+i2*w2
для синусоидальных процессов можно перейти к векторам: B~I1*w1+I2*w2
как правило: w1=1

При работе на линейном участке характеристики (до насыщения, когда ток намагничивания мал):
вторичный ток трансформатора тока: I2 = E2/sqrt[(r2обм+R2нгр)^2+(x2обм+x2нгр)^2];
С другой стороны E2 = Bмах*4,44*f*Sмакс*w2;
Тогда I2 = (Bмах*4,44*f*Sмакс*w2)/sqrt[(r2обм+R2нгр)^2+(x2обм+x2нгр)^2]
Из последней формулы видно, что I2 прямо пропорционален частоте и обратно пропорционален комплексу нагрузки.

Согласен, но с оговоркой, что Bmax зависит и от I1 и от I2 и от....
А такая оговорка сводит на нет все вышеозначенные усилия.

Я вот тут подумал: может быть дело в свойствах стали? В насыщении или гистерезисе?

Старайтесь оформлять посты компактней.

Сообщение отредактировал AlexPetrov - 28.10.2008, 14:53

[mic61]

Так ведь ТТ и выходит из класса, когда индукция достигает своего максимума или очень мала!
С возрастанием первичного тока возрастает (примерно пропорционально) и вторичный ток. "Примерно" потому, что растет и ток намагничивания (индукция сердечника возрастает.) В конце концов ТТ "выскочит" в область насыщения. Ведь трансформатор тока не идеальный источник тока.
Тоже самое будет происходить, если будет расти частота первичного тока. Значит, чтобы не "выпасть" из класса точности надо увеличивать сечение сердечника и/или улучшать магнитную проницаемость сердечника. А вот как реально будет вести себя ТТ при частотах 70...100 Гц - это надо или поинтересоваться у производителя, или экспериментировать...
Что касается пониженных частот, то ТТ в этом случае работает на начальной (опять таки нелинейной) части своей характеристики намагничивания.