Аналитический расчет собственной индуктивности вторичной обмотки трансформатора тока с тороидальным магнитопроводом
Д.Ю. Вихарев, А.Ю. Мурзин, Н.А. Родин
Вестник ИГЭУ, 2026 г. выпуск 1, сс. 49—58
Скачать PDF
Состояние вопроса. Исследование установившихся и переходных процессов в трансформаторах тока основано на составлении схемы замещения и расчете ее параметров. Одним из элементов схемы замещения является индуктивность рассеяния вторичной обмотки, значение которой главным образом определяется степенью равномерности намотки. Результаты исследований, а также справочные данные указывают на необходимость учета индуктивности рассеяния при выполнении инженерных расчетов. В настоящее время индуктивность рассеяния определяют экспериментальным способом. Существующие аналитические методы расчета этого параметра не могут быть применены для получения точных результатов в силу предположения о равномерности намотки вторичной обмотки при расчете ее собственной индуктивности. Таким образом, разработка способа аналитического расчета собственной индуктивности вторичной обмотки с учетом степени ее равномерности является актуальной задачей.
Материалы и методы. Для определения индуктивности рассеяния использованы методы математического моделирования электрических цепей. Аналитические выражения для расчета собственной индуктивности вторичной обмотки основаны на применении векторного потенциала магнитного поля. Для преобразования полученных выражений к итоговому виду использованы методы векторного анализа.
Результаты. Сформулировано аналитическое выражение для расчета собственной индуктивности вторичной обмотки трансформатора тока с учетом степени ее равномерности. Проведена верификация расчетных выражений на основе результатов эксперимента с применением тороидальной обмотки с регулируемым углом сектора ее намотки.
Выводы. Полученные в ходе исследования аналитические выражения могут быть использованы для расчета индуктивности рассеяния вторичной обмотки трансформатора тока и составления его схемы замещения.
1. Королев Е.А. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. – М.: Энергия, 1980. – 207 с.
2. ГОСТ Р 70507.2-2024. Трансформаторы измерительные. Ч. 2. Технические условия на трансформаторы тока. – М.: Российский институт стандартизации, 2024. – 32 с.
3. ГОСТ Р 58669-2019. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита. Трансформаторы тока измерительные индуктивные с замкнутым магнитопроводом для защиты. Методические указания по определению времени до насыщения при коротких замыканиях. – М.: Стандартинформ, 2020. – 58 с.
4. ГОСТ Р 71403-2024. Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Релейная защита и автоматика. Методические указания по определению параметров электромагнитных трансформаторов тока для обеспечения правильного функционирования релейной защиты в переходных режимах. – М.: Российский институт стандартизации, 2024. – 11 с.
5. О стандартизации требований к трансформаторам тока и быстродействующим устройствам релейной защиты в переходных режимах коротких замыканий / С.Л. Кужеков, А.А. Дегтярев, Н.А. Дони и др. // Энергоэксперт. – 2022. – № 4(84). – С. 22–30. – EDN ARBRVH.
6. Вавин В.Н. Трансформаторы тока. – М.; Л.: Энергия, 1966. – 105 с.
7. Сирота И.М. Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности. – Киев: Наукова думка, 1983. – 267 с.
8. Разработка методики выбора трансформаторов тока с учетом их работы в переходных режимах / А.А. Яблоков, А.В. Панащатенко, А.С. Лифшиц, А.Е. Петров // Энергетик. – 2024. – № 2. – С. 40–47. – EDN MEBDSR.
9. Авторское свидетельство № 311217 А1 СССР, МПК G01R 27/26. Способ измерения индуктивности рассеяния обмоток трансформаторов тока: № 1400992/18–10; заявл. 02.02.1970; опубл. 09.08.1971 / И.М. Сирота; заявитель – Институт электродинамики АН Украинской ССР. – EDN GNZAAD.
10. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. – Л.: Энергия, 1970. – 415 с.
11. Вихарев Д.Ю., Снитько И.С., Тихонов А.И. Аналитический расчет индуктивностей рассеяния на основе применения векторного потенциала магнитного поля // Моделирование систем и процессов. – 2021. – Т. 14, № 1. – С. 4–10. DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-1-4-10.
12. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 2: Теория поля. – М.: Физматлит, 2003. – 536 с.
13. Говорков В.А., Купалян С.Д. Теория электромагнитного поля в упражнениях и задачах. – М.: Высш. шк., 1970. – 304 с.