Измерительный преобразователь тока

 

Изобретение может быть использовано в устройствах релейной ты и различных сильноточных измерительных устройствах. Цель изобретения - повышение надежности и расширение области применения устройства. Преобразователь содержит трансформатор 1 тока, злемент 3 нагрузки и блок 5 компенсации. Введение трансформатора 2 тока, злемента 4 нагрузки , замыкателей 6 и 7, блока 8 управления, блоков 9 и 10 фиксации момента начала переходного процесса и начала установившегося процесса и образование новых функциональных связей обеспечивает возможность измерения переходного и установившегося процессов без ограничения времени измерения. В описании приведены примеры выполнения блоков 8-10 управления , фиксации момента начала переходного процесса и начала установившегося процесса и замыкателей 6 и 7. 4 . ф-лы, 5 ил. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11> (5П 4 G 01 R 19/00 1/20

)3,",„13 щ);pic(;тт:>,,д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4098143/24-21 (22) 03.06.86 (46) 30.01.88. Бюл. М - 4 (72) Л.Н ° Карпиловский, Е.Я. Байко, В.М. Слынько, В.А. Черненко и М.Я.Корелова (53) 621.317.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 792153, кл. G 01 R 19/00, 1979.

Патент Франции У 2172323, кл. G О1 R 1/20, 1973. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТОКА (57) Изобретение может быть использовано в устройствах релейной зашиты и различных сильноточных измерительных устройствах. Цель изобретения — повышение надежности и расширение области применения устройства.

Преобразователь содержит трансформатор 1 тока, элемент 3 нагрузки и блок 5 компенсации. Введение трансформатора 2 тока, элемента 4 нагрузки, эамыкателей 6 и 7, блока 8 управления, блоков 9 и 10 фиксации момента начала переходного процесса и начала установившегося процесса и образование новых функциональных связей обеспечивает возможность измерения переходного и установившегося процессов без ограничения времени измерения. В описании приведены примеры выполнения блоков 8-10 управления, фиксации момента начала переходного процесса и начала установившегося процесса и замыкателей

6 и 7. 4 э.п. ф-лы, 5 ил.

1370579

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в устройствах релейной защиты и различных сильноточных измерительных устройствàx

Целью изобретения является повышение надежности и расширение области применения измерительного преобразователя за счет возможности измерения переходного и установившегося процессов без ограничения времени измерения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема измерительного преобразователя тока; на фиг, 2 — электрическая схема быстродействующих замыкателей; на фиг, 3 — функциональная схема блока управления, на фиг, 4 функциональная схема блока фракции момента начала переходного процесса; на фиг. 5 — функциональная схема блока фиксации момента начала установившегося режима.

Измерительный преобразователь тока содержит трансформаторы 1 и 2 тока, элементы 3 и 4 нагрузки, блок

5 компенсации, эамыкатели 6 и 7, блок 8 управления, блок 9 фиксации момента начала переходного процесса, З0 блок 10 фиксации момента начала установившегося процесса, клеммы 11 и 12, причем клемма 11 соединена с силовыми входами замыкателей 6 и 7, а клемма 12 соединена с выходами замыкателей 6 и 7 через шинные трансформаторы 1 и 2. Входы управления замыкателей 6 и 7 соединены с соответствующими выходами блока 8 управления, первый вход которого через блок 10 40 фиксации момента начала установшегося процесса соединен с первыми выводами первой обмотки 13 трансформатора 1 тока и элемента 3 нагрузки, Второй вход блока 8 управления 45 через блок 9 фиксации начала переходного процесса соединен с первыми выводами второй обмотки трансформатора 2 тока и элемента 4 нагрузки, второй вывод последнего подключен к Б0 общему проводу, к второму выводу элемента 3 нагрузки и второму выводу вторичной обмотки трансформатора

2 тока, а первый и второй выводы второй вторичной обмотки 14 трансфор- 55 матора 1 тока и второй вывод первой вторичной обмотки 13 трансформатора

1 тока соединены с соответствующими выходами блока 5 компенсации.

Замыкатели 6 и 7 выполнены идентично и содержат по два включенных встречно-параллельно тиристора 15, 16 и 17,18 соответственно, выводы катодов и управляющих электродов которых являются входами управления замыкателей 6 и 7, катод тиристора

15(17) и анод тиристора 16(18) являются входом замыкателя 6(7), а анод тиристора 15(17) и катод тиристора 16(18) являются выходом замыкателя 6(7), Блок 8 управления содержит трансформатор 19 с обмотками 20-25, выпрямительные мосты 26-30, фильтры

31-35, ключи 36-40, триггер 4 1, конденсаторы 42-44.

Выводы обмоток 21-24 трансформатора 19 через соответствующие выпрямительные мосты 26-29 и соединенные последовательно с ними фильтры 3134 подключены к входам соответствующих ключей 36-39, выходы которых являются выходами управления блока 8, а входы управления ключей 36 и 37 соединены с первым выходом триггера

4 1, второй выход которого подключен к входам управления ключей 38 и 39.

Выводы обмотки 25 трансформатора соединены последовательно через выпрямительный мост 30, фильтр 35, ключ

40 и конденсатор 44 подключены к первому входу триггера 41, а первый и второй входы триггера 4 1 через конденсаторы 42 и 43 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 управления. Выводы обмотки

20 трансформатора 19 являются входами питания блока 8, Блок 9 фиксации момента начала переходного процесса содержит дифференциальный элемент 45 сравнения, элемент 46 задержки, пороговые элементы 47 и 48, инвертор 49 и элемент

И 50. Первый вход элемента 45 срав- нения, являющийся входом блока 9 фиксации момента начала переходного процесса через элемент 46 задержки соединен с вторым входом элемента

45 сравнения, выход которого через пороговый элемент 47 соединен с первым входом элемента И 50, а через соединенные последовательно пороговый элемент 48 и инвертор 49 соединен с вторым входом элемента И 50, выход которого является выходом блока 9 фиксации момента начала переходного процесса„

70579

55 з 13

Блок 10 фиксации момента начала установившегося режима содержит соединенные последовательно выпрями- . тель 51, фильтр 52, блок 53 дифференцирования и триггер Шмитта 54, выход которого является выходом блока 10 фиксации момента начала установившегося режима, а вход выпрямителя

51 является входом упомянутого блока.

Измерительный преобразователь тока работает следующим образом.

После установки устройства при помощи клемм 11 и 12 в линию электро— передачи, подачи напряжения сети на блоки 5,8,9 и 10 и приведения линии в рабочее состояние оператор ключем

40, устанавливает триггер 41 в состояние "1", при котором замыкаются ключи 36 и 37 в блоке 8 управления и обеспечивается протекание тока через замыкатель 6. Ключи 38 и 39 в это время разомкнуты, замыкатель 7 также разомкнут. Сигнал на выходе трансформатора 2 тока, протекающий через элемент 4 нагрузки, характеризует величину тока в линии электропередачи.

Одновременно незначительная по мощности часть этого сигнала будет поступать на вход блока 9 фиксации момента начала переходного процесса.

В связи с тем, что на разные входы элемента 45 сравнения блока 9 указанная часть сигнала поступает с небольшим сдвигом во времени, сигнал рассогласования на выходе элемента

45, равный разности амплитудных зна- . чений входных сигналов в установившемся режиме, представляет собой величину, всегда меньшую наперед заданного значения, достижение которого служит признаком наступления переходного процесса, например, при возникновении режима короткого замыкания или наброса — сброса нагрузки в линии электропередачи. Сигнал рассогласования на выходе элемента 45 сравнения меняет свою полярность в зависимости от того, какой из сигналов (опережающий или запаздывающий) больше по абсолютной величине. Это обеспечивает воэможность различать наступление переходного процесса как на восходящей, так и на ниспадающей ветвях синусоидального тока (пропорционального ему напряжения), а также в случаях как наброса, так и сброса нагрузки в линии электропередачи, 15

Предельные значения положительного и отрицательного сигналов регистрируются пороговыми элементами 47 и 48.

Запаздывающий сигнал, поступающий на второй вход элемента 45 сравнения, является опорным для опережающего сигнала, поступающего на первый вход элемента 45 сравнения, Так как при возникновении переходного процесса в линии электропередачи величина сигнала, поступающего без запаздывания на элемент 45 сравнения, изменяется значительно быстрее, чем указанное изменение через элемент 46 задержки поступает на второй вход элемента 45 сравнения, то мгновенное значение сигнала рассогласования на выходе элемента 45 сравнения превышает наперед заданное (допустимое для установившегося режима) значение, что приводит к срабатыванию одного из пороговых элементов 47 или 48 (в зависимости от полярности сигнала рассогласовайия) и выдаче сигнала (после прохождения его через элемент

И 50) с выхода блока 9 на второй вход блока 8 управления. Указанный сигнал является командой на размыкание (с помощью блока 8 управления) замыкателя 6 и включение замыкателя

7. Таким образом, информация о токе в линии электропередачи в переходном процессе начинает поступать уже с трансформатора 1 тока, а ток через трансформатора 2 тока протекать перестает.

Информация о величине и характере протекания тока в линии электропередачи поступает и на вход блока

10 фиксации момента начала установившегося режима.

При наступлении установившегося процесса синусоидальный сигнал, поступающий на вход блока 10, выпрямляется и сглаживается с помощью выпрямителя 51 и фильтра 52 и становится постоянным по величине. Поэтому его дифференцирование с помощью блока 53 дает величину, близкую к нулю. Это переводит триггер Шмитте

54 из положения "0" (так как в переходном процессе сигнал с выхода блока

53 дифференцирования по величине превышает порог срабатывания триггера

Шмитта 54) в положение " 1", что приводит к поступлению сигнала на первый вход блока 8 управления. С помощью блока 8 управления замыкатель

Формула изобрет ения 45

1. Измерительный преобразователь тока, содержащий трансформатор тока, элемент нагрузки и блок компенсации, соответствующие выводы которого соединены с первым и вторым выводами второй вторичной обмотки и вторым выводом первой вторичной обмотки трансформатора тока, первый вывод которой через элемент нагрузки соединен с общим проводом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения за счет возможности изме50

5 13705

7 размыкается, а замыкатель 6 замыкается, ток перестает протекать через широкополосный трансформатор 1 тока и начинает протекать через за5 мыкатель 6 и трансформатор 2 тока (до возникновения очередного переходного процесса).

Переключение замыкателей 6 и 7 с помощью блока 8 управления происходит следующим образом.

Когда на второй вход блока 8 управления поступает сигнал, то, пройдя через конденсатор 42, он поступает на второй вход триггера 4 1, переводя его в состояние "0". При этом аналоговые ключи 36 и 37 размыкаются, а ключи 38 и 39 замыкаются. Это вызывает протекание тока линии электропередачи через замыкатель 7 и прерывание его протекания через замыкатель 6.

Таким образом, в переходном процессе информация о величине тока в линии электропередачи снимается с широкополосного трансформатора 1 тока, пребывание которого в линии электропередачи в статическом длительном режиме невозможно из-за больших перегревов, обусловленных протеканием через него не только тока линии электропередачи, но и тока компенсации, При поступлении же сигнала на первый вход блока 8 управления он проходит через конденсатор 43 на первый вход триггера 4 1, переводя

35 его в состояние "i". Это вызывает возвращение в исходное состояние (размыкание) ключей 38 и 39 и замыкание ключей 36 и 37. Замыкатель 6

40 замыкается, а замыкатель 7 размыкается. Информация начинает сниматься с трансформатора 2 тока °

79 рения переходного и установившегося процессов без ограничения времени измерения, в него введены второй трансформатор тока, второй элемент нагрузки, блок фиксации момента начала переходного процесса, блок фиксации момента начала установившегося процесса, блок управления и первый и второй замыкатели, токовые входы . которых подключены к входной клемме устройства, выходы первого и второго замыкателей соответственно через первый и второй трансформаторы тока соединены с выходной клеммой устройства, первый вывод вторичной обмотки второго трансформатора тока через блок фиксации момента начала переходного процесса подключен к второму входу блока управления, а через второй элемент нагрузки соединен с общим проводом и вторым выводом вторичной обмотки второго трансформатора тока, первый вывод первой вторичной обмотки первого трансформатора тока через блок фиксации момента начала установившегося процесса подключен к первому входу блока управления, выходы которого подключены к соответствующим входам управления первого и второго замыкателей.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок фиксации момента начала переходного процесса содержит дифференциальный элемент сравнения, элемент задержки, два пороговых элемента, инвертор и элемент И, выход которого является выходом блока фиксации момента начала переходного процесса, а его входом является первый вход дифференциального элемента сравнения, который соединен с вторым входом через элемент задержки, а выход дифференциального элемента сравнения через первый элемент задержки и соединенные последовательно второй элемент задержки и инвертор подключены соответственно к первому и второму входам элемента И.

3. Преобразователь по п ° 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок фиксации момента начала установившегося процесса содержит соединенные последовательно выпрямитель, фильтр, блок дифференцирования и триггер

Шмитта, выход которого является выходом блока фиксации момента начала

137057 установившегося процесса, а его входом является вход выпрямителя. ч. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что каждый замыкатель выполнен в виде двух встречно-параллельно включенных тиристоров.

5, Преобразователь по и, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок управления содержит трансформатор с пятью вторичными обмотками, пять выпрямительных мостов с фильтрами на их выходах, пять ключей, триггер и три конденсатора, причем выводы каждой из четырех вторичных обмоток соединены с входами соответствующих выпрямительных мостов, выходы которых через последовательно соединенные фильтры нижних частот и ключи gp соединены с соответствующими выхода9 8 ми блока управления, управляемые входы первого и второго ключей соединены с первым выходом триггера, а управляемые входы третьего и четвертого ключей соединены с вторым выходом триггера, первый вход которого через последовательно соединенные первый конденсатор, пятый ключ и пятый фильтр соединен с потенциальным выходом выпрямительного моста, входы которого подключены к выводам пятой вторичной обмотки, второй выход пятого фильтра нижних частот соедйнен с общим проводом, первые выводы второго и третьего конденсаторов подключены соответственно к первому и второму входам триггера, а вторые выводы упомянутых конденсаторов являются соответственно первым и вторым входами блока управления.

/(бл.6

1370579

Составитель В.Полещенко

Техред A.Êðàâ÷óê

Корректор М.Поко

Редактор И.Рыбченко

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 415/45

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4