RU20408U1 - LOAD TRANSFORMER - Google Patents
LOAD TRANSFORMER Download PDFInfo
- Publication number
- RU20408U1 RU20408U1 RU2000112765/20U RU2000112765U RU20408U1 RU 20408 U1 RU20408 U1 RU 20408U1 RU 2000112765/20 U RU2000112765/20 U RU 2000112765/20U RU 2000112765 U RU2000112765 U RU 2000112765U RU 20408 U1 RU20408 U1 RU 20408U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- secondary winding
- turns
- magnetic circuit
- current
- winding
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 62
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Нагрузочный трансформатор, содержащий магнитопровод с замкнутой магнитной цепью и размещенную на нем и охватывающую первичную обмотку, вторичную обмотку с большим общим сечением, образующую две ветви располагающихся концентрически в радиальном направлении витков, отличающийся тем, что вторичная обмотка выполнена из проводника большого сечения в виде листа шириной, равной высоте окна магнитопровода, а количество витков во внутренней и наружной по отношению к первичной обмотке ветвях вторичной обмотки составляютсоответственно, где N - общее количество витков вторичной обмотки.A load transformer containing a magnetic circuit with a closed magnetic circuit and placed on it and covering the primary winding, the secondary winding with a large common cross section, forming two branches located concentrically in the radial direction of the turns, characterized in that the secondary winding is made of a large cross section conductor in the form of a sheet with a width equal to the height of the magnetic circuit window, and the number of turns in the internal and external relative to the primary winding branches of the secondary winding are, respectively, where N - total number of turns of the secondary winding.
Description
Нагрузочный трансформатор.Load transformer.
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к сильноточному трансформатору для иснытаний элементов токовых защит автоматических выключателей и схем защиты электротехнических установок.The utility model relates to electrical engineering, in particular to a high-current transformer for the study of the elements of current protection of circuit breakers and protection circuits of electrical installations.
Для испытания элементов токовых защит автоматических выключателей и схем защиты используются источники переменного тока промышленной частоты до 3-10 кА низкого напряжения, конструктивно представляющие собой двухобмоточный трансформатор тока, который содержит магнитопровод и размещенные на нем обмотки: первичную - высокого напряжения и вторичную - сильноточную, низкого напряжения. Отличительная особенность конструкции вторичной обмотки состоит в том, что она выполняется с большим общим сечением витков, благодаря чему трансформатор работает в условиях небольших плотностей тока во вторичной обмотке.To test the elements of current protection of circuit breakers and protection circuits, AC sources of industrial frequency up to 3-10 kA low voltage are used, which are constructively a double-winding current transformer that contains a magnetic circuit and the windings located on it: primary - high voltage and secondary - high-current, low voltage. A distinctive feature of the design of the secondary winding is that it is performed with a large total cross-section of the turns, so that the transformer operates at low current densities in the secondary winding.
Известен нагрузочный трансформатор 1, содержащий магнитопровод с замкнутой магнитной цепью, первичную и охватывающую ее вторичную обмотки, причем вторичная обмотка выполнена в виде контейнера, состоящего из отдельных соединенных между собой элементов. Недостаток этого трансформатора - сложность в обеспечении надежного электрического соединения между собой составляющих элементов вторичной обмотки и токовыводов. Соединение путем сварки трудно выполнимо, поскольку медные детали (элементы), обладают большой теплопроводностью и при сварке вся конструкция (вторичной обмотки), в которую уже заключена первичная обмотка, сильно нагревается. ; Известен также нагрузочный трансформатор 2, который содержит один виток вторичной обмотки, выполненный из проводника с большим сечением, равным сечению окна магнитопровода, однако во многих случаях один виток вторичной обмотки не обеспечивает достаточного коэффициента трансформации по току, который, как известно,Known load transformer 1, containing a magnetic circuit with a closed magnetic circuit, primary and covering its secondary windings, and the secondary winding is made in the form of a container consisting of separate interconnected elements. The disadvantage of this transformer is the difficulty in ensuring a reliable electrical connection between each other of the constituent elements of the secondary winding and current leads. Connection by welding is difficult, since copper parts (elements) have a high thermal conductivity and during welding the entire structure (secondary winding), in which the primary winding is already enclosed, is very hot. ; A load transformer 2 is also known, which contains one turn of the secondary winding made of a conductor with a large cross section equal to the cross section of the magnetic circuit window, however, in many cases, one turn of the secondary winding does not provide a sufficient current transformation coefficient, which, as you know,
определяется отношением числа витков вторичной и первичной обмоток. Но простое увеличение витков вторичной обмотки приводит к увеличению потерь мощности во вторичной обмотке, поскольку в зоне больших токов часть мощности приходится на потери, связанные с преодолением магнитного рассеяния за счет увеличения индуктивного сопротивления вторичной обмотки. В ряде случаев для уменьшения магнитного рассеяния за счет уменьшения индуктивного сопротивления обмоток применяют двойные концентрические вторичные обмотки с одинаковым числом витков, между которыми помещают первичную обмотку.determined by the ratio of the number of turns of the secondary and primary windings. But a simple increase in the turns of the secondary winding leads to an increase in power losses in the secondary winding, since in the area of high currents part of the power falls on the losses associated with overcoming magnetic scattering due to an increase in the inductance of the secondary winding. In some cases, to reduce magnetic scattering by reducing the inductive resistance of the windings, double concentric secondary windings with the same number of turns are used, between which the primary winding is placed.
Так, известен трансформатор 3, выбранный в качестве прототипа, который содержит магнитопровод с замкнутой магнитной цепью и размещенную на нем вторичную обмотку, охватывающую первичную обмотку. Вторичная обмотка, выполненная из проводника большого сечения, образует две одновитковые ветви, располагающиеся концентрически в радиальном направлении.So, the known transformer 3, selected as a prototype, which contains a magnetic circuit with a closed magnetic circuit and placed on it a secondary winding, covering the primary winding. The secondary winding made of a large cross-section conductor forms two single-turn branches located concentrically in the radial direction.
Недостатком конструкции трансформатора, выбранного в качестве прототипа, является недостаточная точность в передаче значения тока, измеряемого при испытании элементов токовой защиты автоматических выключателей и схем защиты электротехнических установок. Действительно, нагрузочный трансформатор это, по существу, измерительное устройство. В нем, как и во всяком трансформаторе, происходит преобразование электрической энергии и выдается известная мощность. Но не отдача мощности является главной функцией этого устройства. Главная функция нагрузочного трансформатора выдача информации и, следовательно, как в устройстве информационном, измерительном - это точность передачи информации. В данном случае точность нагрузочного трансформатора определяется его коэффициентом трансформации, поскольку, зная коэффициент трансформации по показанию амперметра в задающей (первичной) цепи легко определить величину тока в контролируемой (вторичной) цепи. Принято различатьThe disadvantage of the design of the transformer, selected as a prototype, is the lack of accuracy in transmitting the value of the current measured when testing current protection elements of circuit breakers and protection circuits of electrical installations. Indeed, a load transformer is essentially a measuring device. In it, as in any transformer, electric energy is converted and a known power is output. But not power output is the main function of this device. The main function of the load transformer is the issuance of information and, therefore, as in an informational, measuring device, is the accuracy of information transfer. In this case, the accuracy of the load transformer is determined by its transformation coefficient, because, knowing the transformation coefficient from the reading of the ammeter in the master (primary) circuit, it is easy to determine the amount of current in the controlled (secondary) circuit. Accepted to distinguish
)5)5
2 2
номинальный (Кн) и истинный (1Си) коэффициенты трансформации. Номинальным коэффициентом трансформации называется отношение указанных в паспорте трансформатора значений первичного и вторичного токов. Истинный коэффициент трансформации равен отношению истинных значений первичного и вторичного токов. Разница между номинальным и истинным коэффициентом трансформации характеризуется токовой погрешностью (f), рассчитываемой по формуле:nominal (Kn) and true (1Ci) transformation ratios. The nominal transformation ratio is the ratio of the primary and secondary currents indicated in the transformer passport. The true transformation coefficient is equal to the ratio of the true values of the primary and secondary currents. The difference between the nominal and the true transformation coefficient is characterized by the current error (f), calculated by the formula:
f (f (
Принято считать токовую погрешность (f) отрицательной, если действительный токIt is considered that the current error (f) is negative if the actual current
получается меньше номинального, при котором должен срабатывать элемент токовойit turns out less than the nominal at which the current element should be triggered
защиты. В аппаратостроении разработаны специальные способы уменьшения токовойprotection. In apparatus engineering, special methods have been developed to reduce current
погрешности измерительных трансформаторов. Как показано в работе 4 отрицательнуюerrors of measuring transformers. As shown in work 4, negative
токовую погрешность можно уменьшить, отмотав от вторичной обмотки токовогоthe current error can be reduced by unwinding from the secondary winding of the current
трансформатора то, или иное число витков. Такой способ уменьшения токовойtransformer one or another number of turns. This method of reducing current
погрешности называется витковой коррекцией.the error is called winding correction.
На основании вышеизложенного следует, что конструкции приведенных вышеBased on the foregoing, it follows that the constructions of the above
нагрузочных трансформаторов не допускают возможности уменьшения токовойload transformers do not allow the possibility of reducing current
погрешности, свойственной трансформаторам данного типа.error inherent in transformers of this type.
Задача, на решение которой направлена заявляемая последняя модель, состоит вThe problem to which the claimed latest model is aimed is to
уменьшении токовой погрешности нагрузочного трансформатора, определяющейreducing the current error of the load transformer, which determines
неточность в передаче значения измеряемого тока при испытании элементов токовойinaccuracy in the transmission of the measured current value when testing current elements
защиты при одновременном сохранении достаточно высокого значения коэффициентаprotection while maintaining a sufficiently high coefficient value
трансформации.transformations.
Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции вторичной обмоткиThe specified task is realized due to the special design of the secondary winding
нагрузочного трансформатора. Как и трансформатор, выбранный в качестве прототипа, 3load transformer. Like the transformer selected as a prototype, 3
U« J образующую две ветви располагающихся концентрически в радиальном направленииU “J forming two branches arranged concentrically in the radial direction
витков. В отличие от прототипа вторичная обмотка выполнена из проводника большого сечения в виде листа шириной равной высоте окна магнитопровода, количество витковturns. In contrast to the prototype, the secondary winding is made of a large cross-section conductor in the form of a sheet with a width equal to the height of the magnetic circuit window, the number of turns
внутренней по отношению к первичной обмотке ветви вторичной обмотки , а воinternal to the primary winding of the branch of the secondary winding, and in
„ „ N + внешней по отношению к первичной обмотке ветви вторичной обмотки витков,„„ N + external to the primary winding branch of the secondary winding of the turns,
где N-общее число витков вторичной обмотки. На фиг. 1 представлено схематическое изображение варианта конкретного исполнения заявляемого нагрузочного трансформатора, а на фиг. 2 - схема соединения обмоток.where N is the total number of turns of the secondary winding. In FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of a particular embodiment of the inventive load transformer, and FIG. 2 is a connection diagram of windings.
Нагрузочный трансформатор содержит магнитопровод броневого типа 1 и обмотки: первичную 2 и вторичную, которая выполнена в виде двух концентрических ветвей 3 и 4, между которыми размещена первичная обмотка 2. Вторичная обмотка выполнена из проводника (медь) в виде листа шириной равной высоте окна магнитопровода 1 (с учетом толщины слоя изоляции, которая на фиг. 1 не показана). В данном конкретном случае ветви вторичной обмотки выполнены из медного листа «П -образной формы плечевой частью размещенного вокруг центрального стержня броневого магнитопровода так, что витки вторичной обмотки располагаются концентрически, а выступы, образующие с проводником единое целое, являются токовыводами 5 и 6 ветвей вторичной обмотки 3 и 4 и контактным переходом 7 между ветвями 3 и 4 вторичной обмотки. В данном случае, для обеспечения удобства эксплуатации нагрузочного трансформатора выступы, образующие токовыводы 5, 6 и контактный переход 7 изогнуты на угол 90° по отношению к плечевой части проводника, образующего ветви вторичной обмотки 3 и 4. В этом варианте исполнения вторичная обмотка трансформатора состоит из 9 витков, причем ветвь 3 состоит из четырех витков, а ветвь 4 - из пяти витков.The load transformer contains an armored magnetic circuit type 1 and windings: primary 2 and secondary, which is made in the form of two concentric branches 3 and 4, between which the primary winding 2 is placed. The secondary winding is made of a conductor (copper) in the form of a sheet with a width equal to the height of the window of the magnetic circuit 1 (taking into account the thickness of the insulation layer, which is not shown in Fig. 1). In this particular case, the branches of the secondary winding are made of a copper sheet of a “U-shaped shoulder part located around the central core of the armored magnetic circuit so that the turns of the secondary winding are concentrically and the protrusions forming a single unit with the conductor are current leads 5 and 6 of the branches of the secondary winding 3 and 4 and contact transition 7 between the branches 3 and 4 of the secondary winding. In this case, to ensure the convenience of operation of the load transformer, the protrusions forming the current leads 5, 6 and the contact junction 7 are bent 90 ° to the shoulder of the conductor forming the branches of the secondary winding 3 and 4. In this embodiment, the secondary winding of the transformer consists of 9 turns, and branch 3 consists of four turns, and branch 4 consists of five turns.
J)J)
4 4
этом число витков вторичной обмотки становится меньше номинального числа витков и вследствие этого уменьшается м.д.с. вторичной обмотки, направленная против м.д.с. первичной обмотки, но последняя остается неизменной, т.к. определяется только первичным током и числом витков первичной обмотки. Уменьшение м.д.с. вторичной обмотки сопровождается увеличением м.д.с. намагничивания и результирующего магнитного потока, что, в свою очередь, приводит к повышению э.д.с. во вторичной обмотке и уменьшению отрицательной токовой погрешности.this the number of turns of the secondary winding becomes less than the nominal number of turns and as a result of this decreases the p.m. secondary winding directed against ppm primary winding, but the latter remains unchanged, because determined only by the primary current and the number of turns of the primary winding. Decrease in ppm secondary winding is accompanied by an increase in ppm magnetization and the resulting magnetic flux, which, in turn, leads to an increase in the emf in the secondary winding and reducing the negative current error.
Экспериментально было установлено, что при малом числе витков вторичной обмотки нагрузочного трансформатора, выполненной по концентрической схеме, число витков во внутренней и наружной (по отношению к первичной обмотке) ветвях вторичной обмоткиIt was experimentally established that with a small number of turns of the secondary winding of the load transformer made according to the concentric scheme, the number of turns in the internal and external (relative to the primary winding) branches of the secondary winding
+ 1 + 1
должно составлять и соответственно, против N/2 в каждой из ветвей вshould be respectively against N / 2 in each of the branches in
2222
соответствии с номиналом, где N- общее число витков вторичной обмотки. Изготовлен и испытан нагрузочный трансформатор для испытаний элементов токовой защиты автоматических выключателей и схем защиты электрических установок, с незначительной токовой погрешностью при токе в контролируемой цепи порядка 12 кА.according to the nominal, where N is the total number of turns of the secondary winding. A load transformer was manufactured and tested for testing current protection elements of circuit breakers and protection schemes for electrical installations, with a small current error at a current in the controlled circuit of about 12 kA.
Литература:Literature:
1.а.с. СССР №431561, МПК:Н01Р27/30,05.06/74, Бюл.№21.1.a.s. USSR No. 431561, IPC: Н01Р27 / 30.05.06 / 74, Bull. No. 21.
2.а.с. СССР №625257, МПК:Н01Р27/30,25.09/78, Бюл.№35.2.a.s. USSR No. 625257, IPC: Н01Р27 / 30.25.09 / 78, Bull. No. 35.
3.п. РФ №900327, МПК:Н01Р31/06, Публ. описания 25.01.823.p. RF №900327, IPC: Н01Р31 / 06, Publ. descriptions 25.01.82
4.В.В. Афанасьев и др., «Трансформаторы тока, Л.:Энергия, Ленинградское отделение, 1980.4.V.V. Afanasyev et al., “Current Transformers, L.: Energy, Leningrad Branch, 1980.
ЗаявительApplicant
о Директор НПФ /У / / Давыденко Ю.Н.about Director NPF / U / / Davydenko Yu.N.
../ ../
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000112765/20U RU20408U1 (en) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | LOAD TRANSFORMER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000112765/20U RU20408U1 (en) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | LOAD TRANSFORMER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU20408U1 true RU20408U1 (en) | 2001-10-27 |
Family
ID=48282368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000112765/20U RU20408U1 (en) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | LOAD TRANSFORMER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU20408U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2316841C1 (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Low-power transformer |
-
2000
- 2000-05-23 RU RU2000112765/20U patent/RU20408U1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2316841C1 (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-10 | ОАО "Концерн "Океанприбор" | Low-power transformer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kulkarni et al. | Transformer engineering | |
| Naeckel et al. | Design and test of an air coil superconducting fault current limiter demonstrator | |
| Park et al. | 5m-off-long-distance inductive power transfer system using optimum shaped dipole coils | |
| CN108364775B (en) | Energy harvesting device based on square wave current of converter valve busbar and its design method | |
| Vos | A magnetic core permeance model for inductive power harvesting | |
| NZ336255A (en) | Measuring current in AC circuit using transformer with two secondary windings with one being short circuited | |
| Cale et al. | An improved magnetic characterization method for highly permeable materials | |
| RU20408U1 (en) | LOAD TRANSFORMER | |
| Das et al. | Calculation of model based capacitances of a two-winding high-frequency transformer to predict its natural resonance frequencies | |
| CN1967266A (en) | Spiral type hollow coil current-sensing device | |
| Liu et al. | Design and optimization of high frequency transformer with nanocrystalline core | |
| WO2007018355A1 (en) | Error compensating method for instrument transformer | |
| CN205789476U (en) | Current transformer | |
| So et al. | A low-current multistage clamp-on current transformer with ratio errors below 50/spl times/10/sup-6 | |
| CN214672074U (en) | Inductance value adjustable bar-shaped inductor | |
| CN105826067B (en) | Current Transformer | |
| CN201036148Y (en) | Helix tube type aircore coil current sensor | |
| CN203688647U (en) | Fork type power frequency current meter | |
| CN201918253U (en) | Electric current mutual inductor | |
| CN221507947U (en) | Shielding winding structure of current transformer | |
| Panfllov et al. | Optimization of weight and dimensions of longitudinal compensation devices for electric transmission lines 110–220 kV | |
| CN201016997Y (en) | Sensor type high-voltage electrical energy meter | |
| Wallace | Development of method for providing simultaneous metering accuracy and power output from a dual secondary station service voltage transformer | |
| CN203519701U (en) | Auxiliary current signal measuring device | |
| CN2143356Y (en) | Instrument voltage transformer |