Устройство для компенсации погрешности измерительного трансформатора тока

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5П4Н 02 Н 3 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 i ) 3941 143/2 4-07 (22) 13.08.85 (46) 23.05.88. Бюл. Р 19 (» ) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.Л.Кужеков, Н.И.Цыгулев и П.Я.Негримовский (53) 621.317.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1098060, кл. Н 02 Н 3/28, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N - 633085, кл. Н 02 Н 3/28, t978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМА;

ТОРА ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и предназначено для компенсации погрешности измерительного трансформатора тока Цель изобретения— повышение точности компенсации в первом периоде переходного процесса при. возникновении короткого замыкания.

Сигнал от измерительного трансформатора тока (ИТТ) 1 через промежуточный

ТТ 2 поступает на вход блока 13 выявления момента насыщения, вход ключа

4 и один из входов сумматора 9. При отсутствии насыщения ИТТ 1 ключи 4,5 и 6 разомкнуты, компенсация не осуществляется и сигнал на выходе сумматора 9 пропорционален вторичному току ИТТ. В момент насыщения ИТТ 1 срабатывает блок 13 и замыкает ключ

4 и один из ключей 5 или 6 (в зави,! симости от полярности тока i<. При этом на выходе интегратора 7 появляется сигнал, пропорциональный потокосцеплению вторичной обмотки ИТТ I а через ключ 5 (6) на вход нелинейного элемента 8 поступает сигнал, пропорциональный потокосцеплению насыщения (+$q). Сигнал на выходе элемента 8, пропорциональный току намагничивания, суммируясь в элементе -9 с сигналом, пропорциональным вторичному току ИТТ 1, дает на выходе элемен1398014 та 9 сигнал, пропорциональный первич- щения является совпадение знаков входному току ИТТ 1. Условием срабатыва- ного сигнала и его второй производния блока 13 выявления момента насы- ной, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области релейной защиты и предназначено для компенсации погрешности работающего на активную нагрузку измерительного трансформатора тока,, обусловленной насыщением его магнитопровода.

Цель изобретения — повышение точности компенсации в первом периоде переходного процесса при возникнове нии короткого замыкания.

На фиг. 1 приведена схема устройства для компенсации погрешности измерительного трансформатора тока, реализованная на базе операционных усилителей; на фиг.2 — то же, реализация на пассивных элементах.

Устройство содержит промежуточный трансформатор тока (IITT), первичная бмотка которого имеет зажимы для

:-.:àäêëþ÷åíèÿ в цепь вторичной обмот.:.и измерительного трансформатора 1 гока (ИТТ), являющийся нагрузкой вторичной обмотки ПТТ 2 шунт 3, первый

:4, второй 5 и третий 6 полупроводниковые ключи, интегратор 7, нелинейный элемент 8, сумматор 9, источники положительного 10 и отрицательного

11 опорных напряжений, элемент ИЛИ 12 и блок 13 выявления момента насыщения. Параллельно шунту 3 через первый полупроводниковый ключ 4 подключен вход интегратора 7, выход которого связан с первым входом нелинейно.о элемента 8. Выход последнего соединен с первым входом сумматора 9„ второй вход которого подключен параллельно шунту 3. Источники положительного 10 и отрицательного 11 опорных напряжений через ключи 5 и б подключены соответственно a: второму и тре" тьему входам нелинейного элемента 8.

Управляющие входы первого 4, второго

5 и третьего б ключей соединены соответственно с выходом элемента HJIN

12 и первым и вторым выходами блока

13 выявления момента насыщения. Выходы последнего связаны соответст= 1(Фз)

35 где " потокосц

Ф

S епление насыщения, k - коэффициент подобия.

Устройство работает следующим образом.

4О До момента замыкания полупроводниковых ключей 4-6 на вход сумматора 9 подается сигнал, пропорциональный току g ИТТ. Так как при этом магнитопровод ТТ не насыщен, то 5 =i, поэтому выходной сигнал сумматора 9 пррпорционален приведенному первичному току ИТТ 1 венно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 12.

Блок 13 выявления момента насыщения магнитопровода ИТТ 1 состоит из

5 первого и второго последовательно включенных дифференцирующих звеньев

14 и первого 15 и второго 16 элементов И, реагирующих соответственно на положительные и отрицательные уровни входных сигналов. Первые, вторые и третьи входы элементов И 15 и 16 подключены соответственно к входу и выходу первого и к выходу второго дифференцирующих звеньев 14. При этом входом и первым и вторым выходами блока 13 выявления момента насыщения являются соответственно вход первого дифференцирующего звена 14 и выходы первого 15 и второго 16 элементов И.

При разработке устройства принято, что нагрузка ИТТ является чисто активной (это справедливо для большинства устройств релейной защиты), 25 а индуктивностью рассеяния цепи вторичной обмотки ИТТ можно пренебречь.

Параметры элементов интегратора выбираются так, чтобы коэффициент передачи его был пропорционален активному сопротивлению R вторичной

3О цепи ИТТ.

Напряжение источников опорного напряжения выбирается равным

i 398014

В момент и насыщения ИТТ замы- Входы элементов И 15 и 16, подклю-кается ключ 4, управляемый сигналом ченные к выходу первого дифференцис выхода элемента ИЛИ !2. На выходе рующего звена обеспеч б о еспечивают более интегратора 7 появляется напряжение . четкое определенн

5 н е момента насьпцения пропорциональное потокосцеплению вто- в переходном режим ежиме, когда первичный ричной обмотки ИТТ, обусловленному ток состоит из периодической и аперивзаимоиндукцией между его первичной одической слагающих, и вторичной обмотками на интервале При реализации на пассивных эленасьпценного состояния ИТТ. Указан- 1п ментах (фиг.2) устройство состоит из ное напряжение подается на вход ие- промежуточного трансформатора 2 тока, линеиного элемента 8, причем одно- включенного во вторичную цепь ИТТ 1, временно на другой вход подается с активно-емкостной цепи 17 и 18, шунпомощью ключа 5 (или 6) постоянное напряжение +е,„(или -е(,„) ° Ключ S 15 теля-на стабилитронах 21 и 22 и резамыкается в момент насыщения ИТТ зисторе 23, стабилитронов 24 и 25, положительной полуволной тока а

Ф подключаемых в цепь б цепь прео разователя с ключ 6 — при насыщении отрицатель- помощью ключей 5 и 6, и токоограничиной полуволной тока. вающего резистора 26. Блок выявления

Сигнал, поступающий на вход не- 20 момента насьпцения имеет схему, покалинейного элемента 8 на интервале занную на фиг.1. насьпценного состояния ТТ, можно пред- Устройство работает аналогично ставить в виде выражения первому варианту. До насьпцения ИТТ

Ф выходной ток устройства пропорционаU =k(+R i dt) (1) 25 лен вторичному току ИТТ i . В момент

5 насьпцения ИТТ замыкается один из клюНелинейный элемент 8 преобразует чей 5 или 6 (определяется полярностью входной сигнал в напряжение, пропор- тока i ) размыкается ключ 4 и . на циональное намагничивакпцему току ИТТ. вход преобразователя на элементах 21которое затем подается на вход З0 23 подается напряжение, определяемое сумматора 9. На выходе сумматора 9 выражением (1). При этом напряжение появляется сигнал, пропорциональный на шунте 20 пропорционально намагнипе рв ичному току ИТТ чивающему току ТТ, а сигнал на выходе

Ug„y g =k (1 +1 o) =k i„° устройства равен k iz+k i, т.е. про35 порционален приведенному первичному

При выходе ИТТ из насыщения ключи току ТТ 1„ .

4-6 размыкаются и напряжение на вы- Таким образом, введением блока выходе сумматора 9 вновь пропорцио- . явления момента насыщения полуп нально вторичному току, который . водниковых ключей и источников опорных напряжений обеспечивается учет таким образом, устройство компен- остаточной индукции в магнитопроводе сации погрешностей подключается в мо- ИТТ в момент возникновения короткого мент насьпцения ТТ и отключается при замыкания, что позволяет повысить точность компенсации в первом периоБ лок 13 выявления момента насыще- де переходного процесса. Учитывая, ния состоит из двух дифференцирующих что остаточная индукция может нахозвеньев 14 и двух разнополярных эле- диться в пределах +1,0 Т, неучет ее ментов И, один из которых работает может приводить к оольшим погрешноспри положительной полуволне тока, тям в начальные моменты времени воздругой — при отрицательной.

При насьпцении магнитопровода ИТТ лагаемое устройство в отличие от нзвторичный ток изменяется по экспонен- вестного работает с доотаточнои точциальному закону. Это условие фиксиностью уже на первом периоде возникруется блоком 13 выявления момента новения к новения короткого замыкания. насьпцения, так как

sign(sin(n)s+s))) -sign(г) Ф а Р м у л а и и о б р е т s и и с32 sin(+/ Ъ 55

dt тения

sign(e Ла) э1дп () Ла ° (1 е

dt

1. Устройство для компенсации погрешности измерительного трансформа5 13980 тора тока, содержащее промежуточный трансформатор тока с шунтом во вторичной обмотке, первичная обмотка которого имеет зажимы для подключения в цепь вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, интегратор, выход которого соединен с первым входом нелинейного элемента,и сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу нелинейного элемента и параллельно шунту„о т л и ч а ю ш, е е с я тем, что, с целью повышения точности компенсации в первом периоде переходного процесса при возникновении короткого замыкания, дополнительно введены блок выявления момента насыщения, первый, второй и третий полупроводниковые ключи и элемент ИЛИ, при этом через первый полупроводниковый ключ вход упомянутого интегратора подключен параллельно шунту, второй и третий полупроводниковые ключи соединяют источники положительного и от- 2р рицательного опорных напряжений соответственно с вторым и третьим входами упомянутого нелинейного элемента, управляющие входы второго и третьего полупроводниковых ключей подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ и первому и второму выходам блока выявления момента насыщения, вход которого подключен параллельно шунту, выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом первого полупроводникового ключа.

2 ° Устройство Bo II 1, ч а ю щ е е с я тем, что блок выявления момента насыщения состоит из первого и второго последовательно включенных дифференцирующих звеньев и первого и второго элементов

И, реагирующих соответственно на положительные и отрицательные уровни входных сигналов, при этом первые, вторые и третьи входы обоих элементов И подключены соответственно к входу и выходу первого и к выходу второго дифференцирующих звеньев, вход первого дифференцирующего звена и выходы первого и второго элементов И являются соответственно входом и первым и вторым выходами блока выявления момента насыщения.

ВНИИПИ Заказ 2605/53 Тираж 650

Подпис ное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4