Уважаемые!

Есть вопрос, подскажите пожалуйста.

Пусть имеем проводник с током до 50А.
Этот проводник пропущен через стандартный
трансформатор тока с коэффициентом 100А/1А.

Схема измерения тока во вторичной (измерительной)
обмотке трансформатора построена следующим образом:
между инвертирующим и неинвертирующими входами ОУ включена
собственно сама
вторичная обмотка, с выхода ОУ на инверт вход висит резик ОС, выход
ОУ зацеплен на вход АЦП.

Возможности сразу включить этот девайс в сильноточную цепь возможности нет,
потому устройство отлаживается на токах в первичной цепи порядка 1-5А.

Засада в том, что наш энергетик утверждает, что ненагруженные
трансформаторы тока должны быть обязательно зашунтированы, причем
смысл этого пояснить не может (типа так надо и все!).
Думается моими мозгами, что болтающийся ненагруженный транс
создает в точке его нахождения некую индуктивность с некислыми потерями,
потому шунтирование вторичной обмотки устраняет данную индуктивность сводя к нулю
потери.

Но, шунтирование вторичной цепи, естественно, дает обратный эффект для измерения
ОУ-шкой - даже при полном отсутсвии ООС сигнала ан выходе ОУ нет.

Вопрос можно ли в такой ситуации измерить ток, точнее как это корректно сделать...


Заранее благодарен, С уважением Жорик.

У ТТ все наоборот по сравнению с ТН- когда вых. обмотка замкнута накоротко- это значит, ТТ ненагружен, вернее, он нагружен (минимально) на сопротивление вторички. При нагрузке ТТ на резистор появляется нескомпенсированная индукция в сердечнике- может даже дойти до насыщения материала. Обычно для стандартных ТТ нормируется максимальное напряжение на вторичке, или сопртивление нагрузки, при которых гарантируется его точность. Само собой, это зависит от частоты тока. Энергетик прав- лучший режим для ТТ- к.з. на вторичке. Эта тема уже обсуждалась здесь- воспользуйтесь поиском.

В таком включении ОУ должен как раз коротить вторичную обмотку посредством тока через тот самый резистор, пока не дойдет до насыщения, что очень даже вероятно при таком коэффициенте... Хотя бывают сильноточные ОУ... У Вас какой?

Такая схема вызывает подозрение
ЛУчше ее привести полностью, для "медецинского" осмотра .

Мы эту тему очень хорошо помуссировали в свое время.
Воспользуйтесь поиском по сайту.

140УД608 :-) это пока...

Поиском на форуме кое-чего нашел.

Смеха примерно такая, звиняйте, что коряво...:

Хм... Мне было непонятно где земля, а так поже рабочая

Трансформатор тока должен работать с короткозамкнутой вторичной обмоткой потому, что если обмотка разомкнута то на ее выводах может появиться непредсказуемо высокое напряжение и может пробить изоляцию обмотки.
Кроме того, если ТТ короткозамкнут, то магнитный поток в его сердечнике очень мал. А если разомкнут, то из-за большого магнитного потока резко увеличиваются потери в сердечнике, что вызывает его разогрев.

В принципе приведенная схема работоспособна,
и, вроде бы должна обеспечить короткозамкнутый режим,
(правда неясно как операционник с максимальным выходным током в 20 мА,
скомпенсирует ток вторичной 50А*(1/100)=500 мА).

Ну а что если напряжение на операционник не подано, а ток через первичную обмотку пущен? Получается режим холостого хода.
Шунтирование малым сопротивлением, по моему, надежнее.

Зашунтировал входы опера 1.5 Омным сопротивлом, вроде ему хватает, чтобы сигнал вытащить с 5А в первичке. Теперь надо ждать профилактику, чтобы залезть в щит и посмотреть в натуре как все это будет дымиться на реальных токах :-)

Почему не предсказуемое? Умножаете вх. ток, пересчитанный ко вторичке ч/з коэфф. трансформации на импеданес вторички (чаще всего, его можно считать чисто индуктивным) на вашей частоте и получаете напряжение на вторичке. Или по- другому: пересчитывается индуктивное сопротивление вторички ко входу ч/з квадрат коэфф. трансформации, умножается на вх. ток- получается падение напряжения на первичке, дальше- дело техники, умножается на коэфф. трансформации.


В первую очередь, сердечник дойдет до насыщения, упадет индуктивность вторички и это ограничит напряжение на вторичке. Хотя, при больших коэффициентах трансформации и материалах с большой индукцией насыщения имеется вероятность больших напряжений на вторичке.


Лучше зашунтировать инв. вход ОУ двумя встречно- параллельно включенными диодами.

Ток вторичной обмотки протекает через резистор обратной связи.
Для защиты входов ОУ на случай насыщения или отсутствия питания ОУ выходы токового трансформатора нагрузить на встречно паралельно включенные диоды. (лучше кремниевые , не шотки)

Выше было сказано, что эта тема здесь подробно обсуждалась.
Я пытался искать по:
трансформатор тока операционный усилитель
но как то не нашел, не подскажете ли прямую ссылку или ключевые слова.
_____
А пока прошу покритиковать если в следующем есть ошибки и подсказать какие еще варианты подключения ОУ к ТТ есть кроме следующих.
_____
Я представляю себе 4 варианта подключения операционного усилителя к трансформатору тока.
1- С эмитерным повторителем на выходе ОУ.
2- С дополнительным ТТ для уменьшения тока до допустимого для ОУ.
3- С преобразованием тока в напряжение на шунтирующем резисторе.
4- Как 3, но с разделением конденсатором.
Рисунок

______
1-Вроде бы наилучший, но смущает следующее. Если от ТТ идет ток в 500 мА то весь он должен пройти через резистор и один из транзисторов с источника питания.
Если даже ОУ питается от +-5 В, то на них выделится 2.5 Вт. Что возможно будет составлять основную нагрузку блока питания устройства.
И еще, по моему на 50 Гц моменты перехода через ноль не должны влиять на работу схемы. Но встречал мнение, что такая схема в момент перехода через ноль может возбуждатся, так как транзисторы закрываются и пропадает отрицательная обратная связь.

2- Недостаток в том, что надо добавить второй трансформатор тока который довольно дорогой и занимает много места.

3- Недостаток в том, что ТТ должен отдавать большую мощность чем в первых вариантах, сответственно уменьшится точность.
Но скорее всего ТТ о котором шла речь в первом вопросе имеет мощность 3 или 5 ВА. И если использовать для шунта резистор 0.1 Ом, то он будет брать от ТТ мощность 0.1 Вт даже при номинальном токе в 1 А. Что гораздо меньше номинальной и мало повлияет на точность. А напряжение при токе в 50А (500мА)
в 50 мВ довольно большое чтобы
Еще недостаток в том, что будет нескомпенсировано смещение нуля и надо будет брать ОУ с малым смещением нуля.

4- Позволяет использовать ОУ с большим смещением нуля, так как оно будет скомпенсировано. Если взять достачно большую емкость, то она не будет сильно ухудшать точность.

Вообще, лучше сделать ТТ на больший к-т трансформации. Мы вот, например, сами мотаем их для своих измерительных преобразователей с коэфф. 1/2000 для диапазона 10 А. Я использовал и схемы с шунтом, и преобразователь ток- напряжение. Если ТТ имеет запас по индукции насыщения, то для указанного Ктр при вых. токе 5 мА даже с шунтом около 600 Ом нелинейность получается не хуже 0,2%.

А где шунт ?
Рекомендую диф. схему. Тоже тема хорошо промуссирована.

Насчет у ТТ - это сказано гениально! Алюминиевая шина что ль?




Вот и считайте, что при токе в измеряемой цепи 100 А в измерительной пойдёт ток в 1 А . В реале стандартный ТТ нагружен на токовую обмотку прибора учета (или амперметр). Сопротивление петли соединительных проводников не должно превышать то ли 2, то ли 3 Ома, иначе снижается класс точности. Это надо уточнять в Правилах учёта ЭЭ...
Считается, что ТТ нормально работает с КЗ вторичной обмотки. А разомкнутая вторичка ТТ не допускается. Помимо рабочего тока по пеервичке могут протекать токи КЗ на один-два порядка превышающие рабочий и не зашунтированную вторичку может пробить.

п.1.5.23 ПУЭ рассказывает про зажимы цепей вторичек ТТ, которые должны иметь возможность закорачивания при снятии/замене счётчика.




№3 самая правильная схема, остальное - текстово-графический бред. Особенно про перегрузку стандартного измерительного ТТ по вторичке.

Если пренебречь сопротивлением loop соединительных проводников от ТТ с Ктр 100 и использовать 1 Ом резистор шунта, то 100А дадут 1 В на шунте

Рекомендую также посмотреть цепи "обмотки тока" в датащитах на мс приборов учёта, например ADE7768
http://www.analog.com/en/prod/0%2C2877%2CADE7768%2C00.html