Компенсатор погрешности трансформатора тока

 

КОМПЕНСАТОР ПОГРЕШНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА, содержащий преобразователь ток-напряжение, вход которого предназначен для подключения ко вторичной обмотке трансформатора тока, а выход соединен со вторым входом выходного сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока нелинейности, а выход связан с входом сумматора-интегратора, отличающийся тем, что, с . целью повышения устойчивости и точности компенсации, в него дополнительно введены входной сумматор и фильтр низкой частоты, выполненный на операционном усилителе, при этом выход преобразователя ток-напряжение соединен с первым входом входного сумматора, второй вход которого соединен с выходом сумматора-интегратора , а выход - с входом блока нелинейности и входом фильтра низкой частоты, выход которого соединен с (Л первым входом сумматора-интегратора, с второй вход которого соединен с выходом блока нелине1йности, а третий вход - с выходом выходного сумматора.

(19) (11) СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛ М ЭОБРЕТЕ Й И ОТКРЫТИЙ (21) 3446517/24-07 (22) 04.06.82 (46) 15.04.84 . Бюл. № 14 (72) В.К. Ванин, А.И. Мухин и A.Â. Полянский (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. M,È. Калинина и Вологодский политехнический институт (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 633085, кл. Н 02 Н 3/28, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2590321/07, кл. Н 02 Н 3/28, 1978. (54)(57) КОМПЕНСАТОР ПОГРЕШНОСТИ

ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА, содержащий пре- . образователь ток-напряжение, вход которого предназначен для подключения ко вторичной обмотке трансформатора тока, а выход соединен со вторым (51) Н 02 Н 3/28; Н 01 Г 40/06 входом выходного сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока нелинейности, а выход связан с входом сумматора-интегратора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с . целью повьпнения устойчивости и точности компенсации, в него дополнительно введены входной сумматор и фильтр низкой частоты, выполненный на операционном усилителе, при этом выход преобразователя ток-напряжение соединен с первым вхбдом входного сумматора, второй вход которого соединен с выходом сумматора-интегратора, а выход — с входом блока нелинейности и входом фильтра низкой частоты, выход которого соединен с первым входом сумматора-интегратора, второй вход которого соединен с выходом блока нелинейности, а третий вход — с выходом выходного сумматора.

86495 2

15

30

Устройство. построено по замкнутой схеме, что позволяет отслеживать напряжение смещения и дрейфа нуля усилителей. Кроме того, схема устройства, представляющая обратную модель трансформатора тока, учитывает также влияние паразитных параметров (активных и индуктивных сопротивлений обмоток) трансформа45 торов тока. Однако при сигналах, соответствующих малой крутизне ха.рактеристики намагничивания блока нелинейности, что соответствует фактически разомкнутой обратной связи

50 схемы, может произойти потеря устой- чивости работы компенсатора и увеличение погрешности работы. Кроме того, обратные связи схемы, учитывающие влияние паразитных параметров, являются слабыми, что также снижает дос- 55 тоинство замкнутой схемы.

Целью изобретения является повышение устойчивости и точности ком1 1О

Изобретение относится к электро-технике и предназначается для использования в схемах релейной защиты и других устройств автоматики энерго-систем, а также может применяться в электроизмерительной техника.

Известно устройство для компенсации погрешностей трансформаторов тока, содержащее преобразователь ток-напряжение, сумматор-интегратор и блок нелинейности 1 11.

Устройство имеет .нелинейную характеристику, подобную характеристике намагничивания трансформатора тока.

Однако устройство содержит два последовательно включенных интегрирующих элемента, выполнено по разомкнутой схеме, что при наличии смещения и дрейфа нуля усилителей приведет к потере устойчивости его работы и насыщению интеграторов. В этом устройстве также не учитываетая влияние паразитных параметров активных и индуктивных сопротивлений обмоток) трансформаторов тока.

Указанные обстоятельства затрудняют

его практическое использование.

Наиболее близким к изобретению является устройство для компенсации погрешностей трансформаторов тока, содержащее преобразователь ток-напряжение, сумматор-интегратор, блок нелинейности, выходной сумматор и два инвертора (2 1. пенсации погрешности трансформатора тока.

Поставленная цель достигается тем, что в компенсатор погрешности трансформаторного тока, содержащий преобразователь ток-напряжение, вход которого предназначен для подключения ко вторичной обмотке трансформатора тока, а выход соединен со вторым входом выходного сумматора, первый вход которого соединен с выходом блока нелинейности, а выход связан с входом сумматора-интегратора, дополнительно введены входной сумматор и фильтр низкой частоты, выполненншй на операционном усилителе, при этом выход преобразователя ток-напряжение соединен с первым входом входного сумматора, второй вход которого соединен с выходом сумматора-интегратора, а выход — с входом блока нелинейности, и входом фильтра низкой . частоты, выход которого соединен с первым входом сумматора-интегратора, второй вход которого соединен с вы ходом блока нелинейности, а третий вход — с выходом выходного сумматора.

На чертеже показана схема компенсатора.

Компенсатор содержит сумматор-интегратор 1, блок нелинейности 2, выходной сумматор 3, фильтр низкой частоты 4, сумматор 5. Первые входы сумматора 5 и выходного сумматора 3 через преобразователь ток-напряжение

6 подключены ко вторичным зажимам трансформатора тока 7. Выход сумматора 5 подключен ко входам блока нелинейности 2 и фильтра низкой частоты

4, выход которого подсоединен к первому входу сумматора-интегратора, выход блока нелинейности подключен ко второму входу выходного сумматора 3 и ко второму входу сумматора-интегратора, выход выходного сумматора 3 подключен к третьему входу сумматораинтегратора 1, выход которого соединен со вторым входом сумматора 5.

В схеме использованы инвертирующие входы операционных усилителей, в т.ч. и фильтра низких частот. Если фильтр работает без инвертирования знака входного сигнала, то его вход можно подключить к выходу сумматораинтегратора.

Компенсатор работает следующим образом.

10864

3

Разность напряжений выходного сумматора 3 и блока нелинейности 2, пропорциональная вторичному току трансформатора тока, поступает на входы сумматора-интегратора 1 на, I

5 выходе которого ™апряжение соответствует текущим значениям индукции в сердечйике этого трансформатора тока. Блок нелинейности преобразования 2 воспроизводит зависимость нап- ip ряженности от индукции. С учечом коэффициента пропорциональности, учитывающего параметры трансформатора тока, на выходе блока нелинейности формируется напряжение

Ф 15 пропорциональное намагничивающему току трансформатора тока. На выходе выходного сумматора формируется напряжение, пропорциональное первичному току.

Выходное напряжение сумматораинтегратора суммируется в блоке 5 с напряжением, пропорциональным потокам рассеяния и активным потерям в меди вторичной обмотки транс" 2д форматора тока. В результате на выходе сумматора формируется напря.жение, пропорциональное мгновенному значению индукции в магнитопроводе трансформатора тока.

Накопление сигнала ошибки, обус- . ловленного смещением и дрейфом нуля

95 4 усилителей, компенсируется с помощью введения фильтра низкой частоты, включенного в одну из цепей обратной связи сумматора-интегратора. Действие фильтра особенно важно в момент

I когда коэффициент передачи блока нелинейности равен нулю, что фактически соответствует режиму работы схемы с разомкнутой обратной связью.

С"учетом того, что полезный сигнал имеет в основном частоты десятки Гц, а сигнал ошибки операционных усилителей, обусловленной смещением нуля и его дрейфом, характеризуется низкочастотными составляющими от О до долей Гц, полосу .пропускания фильтра можно выбрать в пределах от О до одного Гц.

С целью исключения компенсирующего действия фильтра низких частот на ненулевые значения начальных условий, которые могут вводиться в интегратор, в фильтре предусматривается ограничение величины выходного сигнала до 1Ж от максимального значения входного сигнала интегратора.

Указанные обстоятельства выгодно отличают схему компенсатора от схемы прототипа, так как исключаются нарушения устойчивости и повышается точность работы устройства.

1086495 g gaza 2262/49

13,дроектиаае 4