1

Тема: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

Всем доброго вечера!
Начал зачем то пересматривать (вспоминать) теорию расчета погрешностей ТТ в установившемся режиме по методу ПХН (по универсальным характеристикам). Так в журнале Электричество 1967 года (выпуск 12) Королев вводит так называемый обобщённый коэффициент С. Cсылаясь на книгу Дроздова А.Д. "Электрические цепи с феромагнитными сердечниками" он говорит, что обобщённый коэффициент равен С = (222 Вs S w2^2)/ (z2 I1 w1) или С =Фs/Фm. При этом условие насыщения ТТ в установившемся режиме (при активной нагрузке) имеет вид
1 - cos(wt) > 2C.
Так вот если теперь обратиться к известному до боли ГОСТу Р58669-2019, то условие насыщения ТТ в установившемя режиме (при активной нагрузке) будет иметь похожий вид:
Кпр(t) = 1 - cos(wt) > A, где А вычисляется как A = Вme/Bm = Фme/Фm (формула 23).
Естессно уравнение Кпр(t) я упростил, но вопрос не к Кпр(t), а к А. Получается, что А = 2С (Фme = 2Фs), я ведь правильно понял теорию или где то ошибся?

2

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

Как по мне "A" и "С"одно и тоже. В числителе стоит максимальное напряжение которое может выдавать ТТ еще "не насыщаясь". В "А" это напряжение посчитали написав закон Кирхгофа для ветви с нагрузкой и получили Кном*Iном*Zном. В "С" это напряжение выразили как бы с ветви намагничивания Psi_s*omega. Знаменатели одинаковые: реальный ток на реальную нагрузку. Формула (23) даст аналогичный результат потому что Вme и Bs в ПХН одно и тоже.

3 (2023-10-05 23:12:19 отредактировано retriever)

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

u=-dPsi/dt, с учетом знаков ЭДС вторичной обмотки будет направлена вверх и

e=dPsi/dt.
Psi=Psi_m*sin(wt)

e=dPsi/dt=w*Psi_m*cos(wt)

Отсюда видно, что амплитудное значение ЭДС w*Psi_m, действующее E=w*Psi_m/sqrt(2)

E=(Z2+Zном)*(Кном*I2ном), выражение в скобках Кном*I2ном это ток вторичной цепи

w*Psi_m/sqrt(2)=(Z2+Zном)*(Кном*I2ном)

Psi_m=w2*Bm*S

Кном=w*Psi_m/sqrt(2)/[ (Z2+Zном)*I2ном ] = w/sqrt(2)*w2*Bm*S/[ (Z2+Zном)*I2ном ]

Если Zном=Zнагр, то А=Кном/Красч

Красч=I1/I1ном=I1/[w2/w1*I2ном]

А=Кном/Красч = w/sqrt(2)*w2*Bm*S/[ (Z2+Zном)*I2ном ]  / { I1/[w2/w1*I2ном]  } = w/sqrt(2)*w2*Bm*S/[ (Z2+Zном)*I2ном ] * [w2/w1*I2ном] / I1

А = w/sqrt(2)*w2^2*Bm*S/[ (Z2+Zном) * w1*I1 ] 

w/sqrt(2)=314/1.41=222

А = 222*w2^2*Bm*S/[ (Z2+Zном) * w1*I1 ]

4 (2023-10-06 08:57:05 отредактировано hitakiry)

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

zigzag писал(а):
2023-10-05 21:58:26

Как по мне "A" и "С"одно и тоже. В числителе стоит максимальное напряжение которое может выдавать ТТ еще "не насыщаясь". В "А" это напряжение посчитали написав закон Кирхгофа для ветви с нагрузкой и получили Кном*Iном*Zном. В "С" это напряжение выразили как бы с ветви намагничивания Psi_s*omega. Знаменатели одинаковые: реальный ток на реальную нагрузку. Формула (23) даст аналогичный результат потому что Вme и Bs в ПХН одно и тоже.

Окей, если А = С в итоге получим, что условие насыщения ТТ в УР (без остаточной намагниченности) имеет вид:
- по Дроздову Королеву Либерзону: 1 - cos(wt) > 2C
- по ГОСТ Р58669-2019:                     1 - cos(wt) > C
Получается по ГОСТу ТТ насыщается в два раза быстрее?
Вы ведь согласны, что формула для расчета Кпр =1 - cos(wt) в УР без остаточной намагниченности приведена корректно?

Я кажется понял подвох. В том то и дело, что Вme не равно Bs, ведь по ГОСТу Вme определяют при He, соответствующий классу точности ТТ, а в Королеве Bs - это условная индукция насыщения магнитопровода (1,5-1,8 Тл для Э310 - Э330). Получается, что по ГОСТу рассматривают С не как Bs/Bm, а как Вme/Bm, т.е. в ГОСТ рассматривают такую индукцию при превышении которой ТТ насыщается более чем на 5-10%. И сравнивать А и 2С не совсем корректно, а если уж сравнивать, тогда действительно А = 2С, где С - соответствует f = 5-10%. Или не так?

5

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

Условие насыщения в уст. режиме это С<1, именно в этом случае wt<pi. В ГОСТ A<1. Формула позволяет понять когда именно. Насыщение в уст режиме это насыщение которое одинаково на положительной и отрицательной полуволнах. Кпр который по сути и есть поток в случае простого интегрирования синусоиды содержит постоянную составляющую, что не даст одинакового насыщения и в плюсе и в минусе. Поэтому надо или учесть начальный поток нужный чтобы пост. сост. не было или С умножить на два. Это я правда по памяти рассказываю. Проверю сам себя попозже.

Добавлено: 2023-10-06 09:11:26

А кто сказал что условная индукция насыщения Bs это не граница Вme ниже которой мы еще в классе точности? Важен же не только факт достижения этой индукции но и время в течении которого тт насыщен. Факт достижения еще не говорит о том что погрешность сразу огромная.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6 (2023-10-06 09:57:34 отредактировано hitakiry)

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

zigzag писал(а):
2023-10-06 09:11:26

Условие насыщения в уст. режиме это С<1, именно в этом случае wt<pi. В ГОСТ A<1.

Хорошее замечание. Вы все верно говорите, если имеете ввиду зависимость f от С, как только С <1, сразу появляется погрешность.
Но и условие 1 - cos (wt) > 2С ему не противоречит (функция 1 - cos (wt) имеет амплитуду 2, если 2 сократить, то в итоге и получиться, что ТТ будут насыщаться при условии 1 > C, просто момент насыщения t определяется не из уравнения 1 > C, а из уравнения 1 - cos (wt) > 2С в этом вся разница). То же самое и с А, но вот сравнивая А с С получилась какая то интересная штука.

Или другими словами С = Psi_s / Psi_m. Условие насыщения имеет вид Psi(t) = Psi_m*(1-cos(wt)) > 2Psi_s
Такое ощущение, что в ГОСТе 2-ка куда то пропала, либо Psi_me = 2Psi_se

Кстати насчет условия 1 > А, в установившемся режиме Тр = 0 и Кпр(t) = sin(тета)*cos(а) - sin(wt + тета + а), кроме того в УР угол тета может быть равен тета = п/2 (это по большому счету не важно), тогда при активной нагрузке (а = 0) получим Кпр(t) = 1*1 - sin(wt + п/2+ 0) = 1 - cos(wt). Спрашивается куда у А пропала 2-ка, я так понял, что в ГОСТ принимают А = 2Сe и она никуда не пропала.

7

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

В ГОСТ формула дана для определения насыщения в переходном режиме. Насыщения в уст. режиме заведомо нет. В Королеве формула дана для уст. режима.

Добавлено: 2023-10-06 09:56:44

hitakiry писал(а):
2023-10-06 09:34:45

Psi_m*(1-cos(wt)) > 2Psi_s

Если слева стоит поток в сердечнике то с чего мы его сравниваем с ДВУМЯ потоками насыщения? Поток что, дойдет до уровня насыщения, не насытится и еще раз дойдет в ту же сторону и уж там насытится?

8

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

zigzag писал(а):
2023-10-06 09:56:44

Если слева стоит поток в сердечнике то с чего мы его сравниваем с ДВУМЯ потоками насыщения?

Насколько я понимаю потокосцепление это интегральная величина за период, поэтому 2 Psi_s

Добавлено: 2023-10-06 12:00:58

zigzag писал(а):
2023-10-06 09:56:44

В ГОСТ формула дана для определения насыщения в переходном режиме. Насыщения в уст. режиме заведомо нет.

Так эту формулу можно свести к установившемуся режиму. Вывод я привел выше.

Добавлено: 2023-10-06 12:03:03

zigzag писал(а):
2023-10-06 09:56:44

Поток что, дойдет до уровня насыщения, не насытится и еще раз дойдет в ту же сторону и уж там насытится?

и во втором случае он может не насытиться, ведь Psi_s это предельная величина - поток её ещё не привысил

9

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

hitakiry писал(а):
2023-10-06 10:03:03

Насколько я понимаю потокосцепление это интегральная величина за период, поэтому 2 Psi_s

Не за период а от нуля до t. Этот интеграл уже взяли от синуса, получилось 1 - cos. Это поток в магнитопроводе. Он не может быть больше psi_s и меньше минус psi_s. Откуда тогда в правой части двойка?

10 (2023-10-06 15:23:42 отредактировано hitakiry)

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

zigzag писал(а):
2023-10-06 10:17:15

Не за период а от нуля до t

Так то да, но защиты то реагируют на действующее значение, а действующее значение за период поэтому в пределе и получим что надо учитывать Т, т.е. 2Psi_s. Это только мои догадки насчет 2-ки и вроде бы логично. Я тоже сначала не втыкал почему там 2-ка

Добавлено: 2023-10-06 13:23:54

hitakiry писал(а):
2023-10-06 11:23:54

Это только мои догадки насчет 2-ки и вроде бы логично.

Исправляюсь - появление 2-ки хорошо описано в книге Казанский В.Е. ТТ в схемах РЗ: дело в том, что от момента t0 до t1, когда ТТ ненасыщен поток изменяется от -Фs до Фs. т.е. на участке от 0 до t индукция меняется от -Фs до Фs. Это хорошо видно из рисунка
http://rzia.ru/uploads/images/8952/c6ec0bf0c5eb6b460587f4d8c1ee4c2c.png http://rzia.ru/uploads/images/8952/c6ec0bf0c5eb6b460587f4d8c1ee4c2c.png
На участке от wt1 - pi до 0 поток равен -Фs, далее от 0 до wt1 меняется от -Фs до Фs и далее от wt1 до pi - wt1 равен Фs и обратно

Добавлено: 2023-10-06 15:38:58

zigzag писал(а):
2023-10-06 09:11:26

А кто сказал что условная индукция насыщения Bs это не граница Вme ниже которой мы еще в классе точности? Важен же не только факт достижения этой индукции но и время в течении которого тт насыщен. Факт достижения еще не говорит о том что погрешность сразу огромная.

Универсальные характеристики это и показывают (чему равна погрешность при определённом значении С). И причем смотреть надо не на график тока, а на график потокосцепления.

Добавлено: 2023-10-06 17:22:08

hitakiry писал(а):
2023-10-06 09:34:45

Кстати насчет условия 1 > А, в установившемся режиме Тр = 0 и Кпр(t) = sin(тета)*cos(а) - sin(wt + тета + а), кроме того в УР угол тета может быть равен тета = п/2 (это по большому счету не важно), тогда при активной нагрузке (а = 0) получим Кпр(t) = 1*1 - sin(wt + п/2+ 0) = 1 - cos(wt). Спрашивается куда у А пропала 2-ка, я так понял, что в ГОСТ принимают А = 2Сe и она никуда не пропала.

Кажется разобрался: в ГОСТ рассматривают переходный режим, там поток меняется от 0 до Фs, поэтому и А = С. Если рассматривать УР, то в ГОСТ есть условие А > 1, получается там А тоже равно С, т.е. нельзя было упрощать Кпр, это не так работает.

11

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

hitakiry писал(а):
2023-10-06 15:22:08

в ГОСТ рассматривают переходный режим,

Все верно. Но А = С независимо от того какой режим рассматривается потому что считаются по данным независящим от режима (переходный, установившийся). А вот времена до насыщения и формулы из которых они получаются зависят от режима.

12

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

zigzag писал(а):
2023-10-06 16:13:44

Но А = С независимо от того какой режим рассматривается потому что считаются по данным независящим от режима (переходный, установившийся)

Это так, я имел ввиду другое:
условие насыщения ТТ в УР имеет вид Kпр = 1 - cos(wt) > 2А, а в переходом Кпр > А. Хотя казалось бы УР можно рассматривать как частный случай переходного. Вначале это вызвало негодование, но оказывается оба условия верны, просто в УР для насыщения нужно, чтобы поток превысил 2Psi_s, а в переходом Psi_s хотя в последнем случае я не до конца уверен, надо будет проверить

Добавлено: 2023-10-11 11:03:53

hitakiry писал(а):
2023-10-08 07:55:56

Это так, я имел ввиду другое:
условие насыщения ТТ в УР имеет вид Kпр = 1 - cos(wt) > 2А, а в переходом Кпр > А. Хотя казалось бы УР можно рассматривать как частный случай переходного. Вначале это вызвало негодование, но оказывается оба условия верны, просто в УР для насыщения нужно, чтобы поток превысил 2Psi_s, а в переходом Psi_s хотя в последнем случае я не до конца уверен, надо будет проверить

Все догнал - в первый момент, когда насыщения не было и в УР и в переходном режиме условие насыщения имеет вид Кпр > А (для определения первого tнас), а когда ТТ уже насытился следующее условие насыщения получается для УР Кпр > 2А (его используют для расчета погрешностей ТТ в УР).

13

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

Только по тому же ГОСТу нельзя использовать ТТ, которые насыщаются в УР. Это означает, что он выбран неправильно.

14 (2023-10-25 12:40:11 отредактировано hitakiry)

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

hitakiry писал(а):
2023-10-11 09:03:53

Все догнал - в первый момент, когда насыщения не было и в УР и в переходном режиме условие насыщения имеет вид Кпр > А (для определения первого tнас), а когда ТТ уже насытился следующее условие насыщения получается для УР Кпр > 2А (его используют для расчета погрешностей ТТ в УР).

Смоделировал насыщение ТТ в УР так и получилось: первое насыщение получается при условии Кпр > A, второе (и последующие) при условии Кпр >2А:
http://rzia.ru/uploads/images/8952/37f61af1741db43c72328df4f58b828d.png http://rzia.ru/uploads/images/8952/37f61af1741db43c72328df4f58b828d.png
Поэтому и время до насыщения первый раз получилось даже раньше чем за четверть периода, второе (и последующие) позже. Если это так (а это так) то встает вопрос, а корректно ли определять погрешности в УР по универсальным характеристикам? Ведь они построены при условии, что процесс периодический, т.е. случай Кпр > A не рассматривается, а ведь требования к погрешностям относятся и к быстродействующим защитам (ДЗТ, РНТ), т.е. фактические погрешности в первый период будут больше, чем в последующие.

15

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

Смоделировал насыщение ТТ в УР так и получилось: первое насыщение получается при условии Кпр > A, второе (и последующие) при условии Кпр >2А:

У меня получается так. Если А по гост >1, то насыщение есть только в первом полупериоде (примерно как у вас). Когда ставлю А<1, то насыщение идет во всех полупериодах, примерно как у вас, в первом полупериоде выкус больше, а в других в 2 раза меньше.
Отчего такое поведение - сейчас на скорости затрудняюсь ответить.
Видимо, дело в том, что мы гуляем по петле гистерезиса от Фmax+ до Фmax-, а на первом начинаем с 0
Т.е. в последних циклах мы как бы начинаем с Кr=-1, а в самом первом цикле начали с Kr=0. Во всяком случае если поставить Kr=-1 при А>1, то эта ерунда исчезает.

16

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

hitakiry писал(а):
2023-10-24 15:53:24

Если это так (а это так) то встает вопрос, а корректно ли определять погрешности в УР по универсальным характеристикам? Ведь они построены при условии, что процесс периодический, т.е. случай Кпр > A не рассматривается, а ведь требования к погрешностям относятся и к быстродействующим защитам (ДЗТ, РНТ), т.е. фактические погрешности в первый период будут больше, чем в последующие.

Так если бы было достаточно рассматривать только УР то не появился бы ГОСТ по работе ТТ в переходном процессе. Для быстродействующих защит нужно учитывать переходной процесс. С другой стороны погрешность в УР по универсальным характеристикам тоже верно считать. У Вас на графике не УР. Да в токе нет апериодики, а в индукции? В индукции есть потому что неправильно выбрано значение индукции в нулевой момент времени. Если выбором начального значения индукции обнулить апериодику (в случае ПХН константу) в индукции то всех периодах будет одинаковое насыщение.

17

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

retriever писал(а):
2023-10-24 17:07:24

У меня получается так. Если А по гост >1, то насыщение есть только в первом полупериоде (примерно как у вас). Когда ставлю А<1, то насыщение идет во всех полупериодах, примерно как у вас, в первом полупериоде выкус больше, а в других в 2 раза меньше.

Всё верно, а если А вы поставите >2 то насыщения не будет вовсе. Завтра поподробней напишу с телефона не удобно.

Добавлено: 2023-10-25 11:29:04

zigzag писал(а):
2023-10-24 18:14:59

Так если бы было достаточно рассматривать только УР то не появился бы ГОСТ по работе ТТ в переходном процессе.

Что вы пристали к переходному процессу. В курсе я, что ГОСТ про переходные. Я же написал в первом сообщении, что рассматриваю именно УР. Тем более, что требования к ТТ в УР как были, так и есть их пока ещё никто не отменял.

zigzag писал(а):
2023-10-24 18:14:59

У Вас на графике не УР. Да в токе нет апериодики, а в индукции? В индукции есть потому что неправильно выбрано значение индукции в нулевой момент времени. Если выбором начального значения индукции обнулить апериодику (в случае ПХН константу) в индукции то всех периодах будет одинаковое насыщение.

Нет индукцию в начальный момент я принимал равной нулю. Да и аппериодика у индукции в УР теоретически должна быть всегда, поскольку Psi(t) = Psi_m*(1-cos(wt)). Единичка и есть аппериодика. Её может не быть когда Psi_0 = -Psi_m, ну или как писал retriever Kr = -1. Это и объясняет его примечание

retriever писал(а):
2023-10-24 17:07:24

Во всяком случае если поставить Kr=-1 при А>1, то эта ерунда исчезает.

18 (2023-10-25 10:08:03 отредактировано zigzag)

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

hitakiry писал(а):
2023-10-25 09:29:04

Нет индукцию в начальный момент я принимал равной нулю. Да и аппериодика у индукции в УР теоретически должна быть всегда, поскольку Psi(t) = Psi_m*(1-cos(wt)). Единичка и есть аппериодика. Её может не быть когда Psi_0 = -Psi_m, ну или как писал retriever Kr = -1. Это и объясняет его примечание

Так я о том и пытался написать. Пара
    i = Im * sin(wt)
    psi = psim * (1 - cos(wt))
это НЕ УР потому что в индукции есть незатухающая апериодика. Если бы характеристика намагничивания была не ПХН, то через некоторое время апериодика бы затухла и наступил бы настоящий УР.
Пара
    i = Im * sin(wt)
    psi = - psim * cos(wt)
это УР.
В первом случае насыщение в первом и последующих периодах будет разное, во втором одинаковое. В первом случае нельзя пользоваться характеристиками, построенными для УР, во втором - можно.

19 (2023-10-25 10:37:38 отредактировано hitakiry)

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

zigzag писал(а):
2023-10-25 10:06:56

Пара
    i = Im * sin(wt)
    psi = psim * (1 - cos(wt))
это НЕ УР потому что в индукции есть незатухающая апериодика. Если бы характеристика намагничивания была не ПХН, то через некоторое время апериодика бы затухла и наступил бы настоящий УР.
Пара
    i = Im * sin(wt)
    psi = - psim * cos(wt)
это УР.

Если psi0 = 0, то во втором случае (у второй пары), psi может быть равен - psim * cos(wt), только в случае, когда угол тока КЗ равен пи/2 (угол напряжения равен 0), а известно, что апериодика максимальна, когда напряжение проходит через 0 и ток уже не будет равен i = Im * sin(wt), поэтому УР получают только в первом случае. И именно первая пара считается УРом, а не вторая.

Добавлено: 2023-10-25 12:29:38

zigzag писал(а):
2023-10-25 10:06:56

Если бы характеристика намагничивания была не ПХН, то через некоторое время апериодика бы затухла и наступил бы настоящий УР.

Так универсальные характеристики строятся при условии, что характеристика намагничивания аппроксимируется именно ПХН, а не другой.
Кроме того, даже если принимать, что ХН у ТТ отлична от ПХН, то в первый период аппериодика всё равно не затухнет, поэтому в реальных условиях в УР (в первом случае, второй случай надуманный) насыщение в первый период и последующие всегда будет разным.

20

Re: Обобщённый параметр ТТ (С vs A)

У меня в модели не ПХН (гладкая кривая). Разницы с #14 визуально почти нет, более сглаженные переходы от синуса к экспоненте и все.