Устройство для измерения составляющих сопротивления сети относительно земли

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет расширить функциональные возможности устройства. Устройство содержит силовой трансформатор 1, измерительный трансформатор 3 с токовыми обмотками 4 - 6, генератор 13 и нуль-органы 14 и 15. Введение преобразователя 10 напряжение - ток, интегратора 11, усилителя 12, суммирующего усилителя 16, фоточувствительных выпрямителей 17 и 18 и источника 30 опорного напряжения обеспечивает раздельное измерение активной и реактивной составляющих сопротивления утечки . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) А1

С 01 R 27/18

13 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3993661/24-21 (22) 23.12.85 (46) 07.02.88. Бюл. )(5 (71) Смоленский филиал Московского энергетического института (72) А.Е.Малиновский, M.Ã.Áîáûïåâ и Л.О.Петри (53) 621.317.735(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)(560190, кл. G 01 R 27/18, 1973.

Авторское свидетельство СССР

М 1161896, кл. С 01 R 27/18,,1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВЛЯ!ОЩИХ СОПРОТИВЛЕНИЯ СЕТИ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗЕМЛИ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и позволяет расширить функциональные возможности устройства. Устройство содержит силовой трансформатор 1, измерительный трансформатор 3 с токовыми обмотками 4 — 6, генератор 13 и нуль-органы 14 и 15. Введение преобразователя 10 напряжение — ток, интегратора 11, усилителя 12, суммирующего усилителя 16, фоточувствительных выпрямителей 17 и 18 и источника 30 опорного напряжения обеспечивает раздельное измерение активной и реактивной составляющих сопротивления утечки. 2 ил.

1372

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения и контроля активной составляющей сопротивления утечки, обусловленной сопротивлением изоляции, и реактивной составляющей сопротивления утечки, обусловленной емкостью элементов сети относительно з емли.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей эа счет раздельного измерения активной и реактивной составляющих сопротивления утечки.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит силовой трансформатор 1, заземлитель 2, измерительный трансформатор 3, токовые 4

6, первичная 7 и вторичная 8 обмотки измерительного трансформатора, резистор 9, преобразователь 10 напряжение — ток, интегратор 11, усилитель

12, генератор 13, первый 14 и второй

15 нуль-органы, суммирующий усилитель

16, первый 17 и второй 18 фоточувствительные выпрямители, составляющие

19 сопротивления сети относительно земли, зажимы 20 — 25 для подключения к объекту измерения, выходные зажимы 26 — 29 и источник 30 опорного напряжения.

Первый и второй выводы каждой иэ токовых обмоток 4 — 6 измерительного трансформатора соединены с соответствующими зажимами 20 — 25 для подключения к объекту измерения, первый вывод первичной обмотки 7 соединен с первым выводом резистора 9 и первым входным выводом нуль-органа 14. Второй вывод резистора 9, первый выходной вывод генератора 13, второй входной и первый выходной выводы первого

14 и первые входной и выходной выводы второго 15 нуль-органов и первый вывод вторичной обмотки 8 соединены с общей шиной устройства.

Второй выходной вывод генератора 13 соединен с первым входным выводом преобразователя 10, первый выходной вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки 7.

Первый вывод резистора 9 соединен с первым входным выводом интегратора 11, первый выходной вывод которого соединен со вторым входным выводом второго

251 разом.

45. Так как первичная обмотка питается

55

1О

1Г

35 нуль-органа 15. Вторые выходные выводы первого 14 и второго 15 нуль— органов соединены соответственно с первыми входными выводами первого 17 и второго 18 фазочувствительных выпрямителей, вторые входные выводы которых соединены с первым выходным выводом усилителя 12, первый и второй входные выводы которого соединены соответственно с первым и вторым выводами вторичной обмотки 8.

Первый выходной вывод второго фазочувствительного выпрямителя 18 соединен с первым входным выводом суммирующего усилителя 12, второй входной вывод которого соединен с первым выходным выводом источника 30 опорного напряжения. Первые выходные выводы суммирующего усилителя 16 и первого фазочувствительного выпрямителя 17 соединены соответственно с первым 26 и вторым 27 выходными зажимами устройства. Вторые входные выводы преобразователя 10, интегратора 11 третьи и четвертые входные выводы фаэочувствительных выпрямителей 17 и 18 и суммирующего усилителя 16, вторые выходные выводы интегратора 11, усилителя 12, фаэочувствительных выпрямителей 17 и 18 и суммирующего усилителя 16, третий 28 и четвертый 29 выходные зажимы устройства и второй выходной зажим источника 30 опорного напряжения соединены с общей шиной устройства.

Устройство работает следуюшим обНапряжение с выхода генератора 13 поступает на вход преобразователя 10 напряжение-ток, к выходу которого подключена первичная обмотка 7. При этом в трансформаторе создается первичный магнитный поток Ч, (фиг. 2). от источника тока, магнитный поток Р, постоянен и не.зависит от режима работы устройства. Вторичный магнитный поток P в трансформаторе 3 создается токами утечки 1„, протекающими через цепь: заземлитель 2, обмотки силового трансформатора 1, токовые обмотки трансформатора 3, цепи 19 утечки, Угловое положение вектора тока I, а следовательно, и потока Р определяется значениями активного и реактивного сопротивления сети относительно земли, величины которых пропорциональны катетам ОК и СК тре3 13722 угольника ОСК. Задача определения составляющих сопротивления утечки сводится к нахождению значений вели?, I)p

Прямоугольные треугольники ОС К и ABM равны в силу равенства гипотенуэ и углов. Таким образом, задача определения величин составляющих сопротивлений сети относительно земли сводится к определению величин катетов АВ и ВМ.

Вектор АВ или проекция вектора Р на ось, перпендикулярную вектору Ф,, пропорционален величине актив- 15 ной составляющей сопротивления сети относительно земли, а вектор BM или разность вектора Ф, и проекции вектора Ф, на ось, совпадающую с вектором Ф,, величина реактивной составляющей сопротивления сети относительно земли. Значения проекций Фо, и Фо определяются следующим образом.

Так как обмотка 8 подключена к усилителю 12 с большим входным сопро- 25 тивлением, то напряжение, снимаемое с обмотки 8, равно

dV

11 .9

dt а на выходе усилителя 12 напряжение 30 равно KU, (на фиг. 2 показан случай, когда усилитель 12 инвертирующий), значение проекции напряжения KU пропорционально проекции Ф, а KU проекции Ф . Проекции KUо и KUо

О1 о 35 определяются с помощью фазочувствительных выпрямителей 17 и 18.

На информационный вход первого фазочувствительного выпрямителя 17 поступает сигнал KU а на вход опор- 4О ного напряжения — сигнал прямоугольной формы, по фазе совпадающий с током I<, а следовательно, и с потоком

Ф,. На выходе выпрямителя 17 имеем сигнал К0, Умноженный на косинус Уг- 45 ла между векторами КП и 9,, т.е. пропорциональный Р, а следовательно, и активной составляющей сопротивления сети относительно земли. На вход опорного напряжения второго фазочувствительного выпрямителя 18 поступает прямоугольный сигнал, сдвинутый за счет интегратора 11 на н /2 относительно вектора Ф, . На выходе фазочувствительного выпрямителя 18

55 имеем сигнал KUpg пропорциональный

Ф

Поскольку питание обмотки 7 осуществляется от источника тока, то магнитный поток Ф, постоянен и, следовательно, этот сигнал можно заменить постоянным от источника 30 опорного напряжения. В суммирующем усилителе 16 сигналы, пропорциональные Ф, и Ф„, вычитаются, и на выходе усилителя 16 имеем сигнал, пропорциональный реактивной составляющей сопротивления сети относительно земли. формула и з обре т е н и я

Устройство для измерения составляющих сопротивления сети относительно земли, содержащее измерительный трансформатор, шесть зажимов для подключения к объекту измерения, резистор, генератор, два нуль-органа, первый и второй выводы каждой иэ токо, вых обмоток измерительного трансформатора соединены с соответствующими зажимами для подключения к объекту измерения, первый вывод первичной обмотки измерительного трансформатора соединен с первым выводом резистора и первым входным выводом первого нуль-органа, второй вывод резистора, первый выходной вывод генератора, второй входной и первый выходной выводы первого и первые входной и выходной выводы второго нуль-органов и первый вывод вторичной обмотки измерительного трансформатора соединены с общей шиной устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь напряжение — ток, интегратор, усилитель, суммирующий усилитель, четыре выходных зажима, два фазочувствительных выпрямителя и источник опорного напряжения, причем второй выходной вывод генератора соединен с первым входным выводом преобразователя напряжение — ток, первый выходной вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки измерительного трансформатора, первый вывод резистора соединен с первым входным выводом интегратора, первыи выходной вывод которого соединен с вторым входным выводом второго нуль-органа, вторые выходные выводы первого и второго нуль-органов соединены соответственно с первыми входными выводами первого и второго фаэочувствительных выпрямителей, вторые входные выводы которых соединены с первым выходным выводом усилителя, первый и второй входные выводы которого соединены

1372251

frÖ

ie„Q

uz.

Составитель А.Пржебельский

Редактор П.Гереши Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 477/37 Тираж 772 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 соответственно с первым и вторым выводами вторичной обмотки измерительного трансформатора, первый выходной вывод второго фазочувствительного выпрямителя соединен с первым входным выводом суммирующего усилителя, второй входной вывод которого соединен с первым входным выводом источника опорного напряжения, первые выходные выводы суммирующего усилителя и первого фаэочувствительного выпрямителя соединены соответственно с первым и вторым выходными зажимами, при этом вторые входные выводы преобразователя напряжение — ток и интегратора, третьи и четвертые входные выводы фазочувствительных выпрямителей и суммирующего усилителя, вторые выходные выводы интегратора, усилителя, первого и второго фазочувствительных выпрямителей и суммирующего усилителя, третий и четвертый выходные зажимы устройства и второй выходной зажим источника опорного напряжения соединены с общей шиной устройства.