[go: up one dir, main page]

RU20408U1 - LOAD TRANSFORMER - Google Patents

LOAD TRANSFORMER Download PDF

Info

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
Application number
RU2000112765/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.Н. Давыденко
А.В. Шуленин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Радиус"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Радиус" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Радиус"
Priority to RU2000112765/20U priority Critical patent/RU20408U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU20408U1 publication Critical patent/RU20408U1/en

Links

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)

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 составляют
Figure 00000001
соответственно, где N - общее количество витков вторичной обмотки.
Figure 00000002
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 of the branches of the secondary winding is
Figure 00000001
respectively, where N is the total number of turns of the secondary winding.
Figure 00000002
RU2000112765/20U 2000-05-23 2000-05-23 LOAD TRANSFORMER RU20408U1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2316841C1 (en) * 2006-08-09 2008-02-10 ОАО "Концерн "Океанприбор" Low-power transformer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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