Датчик активного тока для устройства защиты генератора

 

ДАТЧИК АКТИВНОГО ТОКА ДЛЯ УСТРОЙСТВА ЗАЩИТ. ГЕНЕРАТОРА, содержащий преобразователь тока в напряжение , подключенный выходом к одним входам двух управляемых ключей, выходы которых подключены к входам вычитателя , и сглаживающий фильтр, отличающийся тем, что, с целью снижения потребления мощности по цепи напряжения, в него дополнительно введены блок нечувствительности , делитель напряжения источника питания и инвертор, при этом выход блока нечувствительности подключён к входу делителя напряжения, один выход которого подключен через инвертор к управляющему входу одного управляемого ключа, другой выход упомянутого делителя напряжения подключен к управляющему входу второго | управляемого ключа, а выход вычитателя подключен к входу сглаживающего фильтра.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„30„„1108366

q g G О1 R 19/06 Н 02 Н 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц! 1 "-мА

К ABTOPCH0f4Y СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3405979/24-07 (22) 10.03,82 (46) 15.08.84. Бюл. ¹ 30 (72) В.И.Антонов и В.А.Ефремов (71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Ковалевская В.В., Машенков В.М. Энергетические измерительные преобразователи электрических величин. Л., "Энергия", 1969, с. 268 °

2. Авторское свидетельство СССР № 883761, кл. g 01 R 19/00. (54) (57) gAT HK AKTHBHOM TOKA Jg_#_

УСТРОЙСТВА ЗАЩИТ14 ГЕНЕРАТОРА, содержащий преобразователь тока в напряжение, подключенный выходом к одним входам двух управляемых ключей, выходы которых подключены к входам вычитателя, и сглаживающий фильтр, отличающийся тем, что, с целью снижения потребления мощности по цепи напряжения, в него дополнительно введены блок нечувствительности, делитель напряжения источника питания и инвертор, при этом выход блока нечувствительности подключен к входу делителя напряжения, один выход которого подключен через инвертор к управляющему входу одного управляемого ключа, другой выход упомянутого делителя напряжения подключен к управляющему входу второго

9 управляемого ключа, а выход вычитателя подключен к входу сглаживающего фильтра.

С:

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите генераторов автономных энергосистем.

Известен датчик активного тока, содержащий преобразователь тока в напряжение, промежуточный трансформатор напряжения, фазочувствительный выпрямитель, выполненный на интегральных прерывателях, и сглаживающий фильтр 1 11 °

В связи с тем, что в данном датчике преобразователь тока в напряжение выполнен на резисторах, мощность, потребляемая им по входу, сравнительно велика.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является датчик активного тока, в котором преобразователь тока в напряжение выполнен на опера20 ционном усилителе и дополнительно введен вычитатель, подключенный к выходу сглаживающего фильтра $2 ).

Так как в известном датчике фазочувствительный выпрямитель выполнен

25 на транзисторных прерывателях, то он обнаруживает все недостатки, присущие устройству на транзисторах. В частности, используемые в датчике аналоговые ключи управляются током, 30 протекающим через база-коллекторныи переход их транзисторов. В результате его потребление по цепи управляющего напряжения не может быть ниже определенной величины, достаточной большой, и, кроме того, цепь управ- 35 ления аналоговыми ключами имеет своеобразную гальваническую связь с коммутируемой цепью. В связи с этим источник управляющего напряжения не должен иметь общей точки с другими 40 источниками входных сигналов и питания. Работоспособность датчика в этом случае обеспечивается внесением в цепь управления ключами промежуточного трансформатора напряжения, вто- 45 ричная обмотка которого включена таким образом, что указанная связь между цепями в каждую полуволну управляющего напряжения имела место лишь в одной точке.Эти меры ухудшают весо-50 габаритные показатели датчика.

Цель изобретения — снижение потребления мощности по цепи управляющего напряжения.

Поставленная цель достигается тем,55 что в датчик активного тока для устройства защиты генератора, содержащии преобразователь тока в напряжение, 8366 2 подключенныи выходом к одним входам двух управляемых ключей, выходы которых подключены к входам вычитателя, и сглаживающий фильтр, дополнительно введены блок нечувствительности, делитель напряжения источника питания и инвертор, при этом выход блока нечувствительности подключен к входу делителя напряжения, один выход которого подключен через инвертор к управляющему входу одного управляемого ключа, другой выход упомянутого делителя напряжения подключен к управляющему входу второго управляемого ключа, а выход вычитателя подключен к входу сглаживающего фильтра.

На фиг. 1 изображена функциональная схема датчика, на фиг. 2 — выходная характеристика блока нечувствительности; на фиг. 3 — диаграмма работы датчика; на фиг. 4 — график зависимости относительной погрешности датчика от кратности управляющего напряжения.

Датчик активного тока содержит преобразователь тока в напряжение 1, выход которого соединен с основным входом фазочувствительного выпрямителя, выполненного на управляемых (аналоговых) ключах 2 и 3 с изолированными входами управления, и блок нечувствительности 4. Выход блока нечувствительности 4 соединен с входом делителя напряжения 5, один вывод которого через инвертор 6 соединен с управляющим входом первого ключа 2, а другой вывод непосредст-. венно — с управляющим входом второго ключа 3, а выходы ключей 2,и 3 через вычитатель 7 соединены с входом сглаживающего фильтра 8.

Устройство работает следующим образом.

Если к датчику входные величины не подведены, оба аналоговых ключа 2 и 3 закрыты и напряжение на его выходе равно нулю. Такое состояние схемы обеспечивается тем, что при понижении напряжения (по абсолютному значению) на входе блока нечувствительности 4 до nnpora нечувствительности Оо (фиг. 3, С 1 о ) напряжение на его выходе снижается до нуля. При этом к управляющему входу каждого из аналоговых ключей 2 и 3 приложено отрицательно запирающее напряжение. Порог нечувствительности выбирается превалирующим над уровнем

1108366

U =V single<

m ключи 2 и 3 попеременно открыты в течение интервала = я — о, 0о где Р = о гc sin О (11

30 помех, действующих на входе блока

4, и несоизмеримо меньше управляющего напряжения, подводимого к датчику.

Если напряжение U на управляющем входе датчика достаточно велико 5 (фиг. 3, t C o ), то на интервалах времени, где оно по абсолютному значению превышает порог Uo, сигнал на выходе блока нечувствительности 4 скачком принимает высокий уровень 10 (по абсолютному значению), оставаясь нулевым в остальное время. Положительный импульс напряжения tJ еще выше поднимает потенциал одного вывода делителя напряжения и скачком 15 изменяет знак потенциала другого вывода. При этом ключ 2 сохраняет закрытое состояние, а ключ 3, приобретая проводимость по основному каналу, подключает выход преобразовате- 20 ля тока 1 к первому входу вычитателя 7. Отрицательный импульс напряжения U наоборот запирает ключ 3.

Как видно из фиг. 3, в каждый полупериод управляющего напряжения 25

При этом среднее значение напряжения О., на вь.ходе вычитателя 7, выделяемое сглаживающим фильтром 8, g

u = — 0 d(et+

8 л т

0 de(к= СО — . (21

21Г2 и 2

=k3cosY; пропорционально активной составляющей тока сети, Из (1) и (2) видно, что датчик обладает методической погрешностью, вызванной наличием в кривой напряжения 0 безтоковых пауз длительностью, равной d" . Но ее величина уже при

Уь

rn = < ) 4 (фиг. 4)практически не оказывает влияния на точность измерения активного тока.

Таким образом, введение в датчик активного тока дополнительных элементов и новые конструктивные связи, установленные между ними, позволили исключить из него промежуточный трансформатор напряжения и, как следствие, уменьшить потребление по цепи управляющего напряжения и улучшить его ве- согабаритные показатели.

1108366

ВИИИДК Заказ 5857/31

Тираж 711 Под нсное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4