Устройство для поверки измерительных трансформаторов тока

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для поверки измерительных трансформаторов тока в расширенном диапазоне измеряемых величин. Устройство содержит источник переменного тока, индуктивный делитель тока в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока, шунт в цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока, выполненный в виде трех параллельно соединенных резисторов с ненормируемой погрешностью и шунт в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока. Измерительная цепь для определения токовой и угловой погрешности измерительного трансформатора тока выполнена в виде электромагнитного компаратора токов, первое плечо которого через переменный резистор подключено к потенциальным зажимам шунта в цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока, второе плечо через резистор подключено к потенциальным зажимам шунта в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, обмотка для определения угловой погрешности измерительного трансформатора тока через фазосдвигающий конденсатор подключена ко вторичной обмотке вспомогательного трансформатора тока, а индикаторная обмотка подключена к нулевому индикатору. Технический результат - расширение диапазона поверки измерительных трансформаторов тока. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для поверки измерительных трансформаторов тока в расширенном диапазоне измеряемых величин.

Известно устройство для поверки измерительных трансформаторов тока, содержащее источник переменного тока, шунты в цепи первичной и вторичной обмоток поверяемого измерительного трансформатора тока, магазины сопротивлений, магазины емкостей и нулевой индикатор [1].

Недостаток этого устройства заключается в сложности изготовления шунтов высокой точности, а также в ограниченном диапазоне измеряемых величин.

Известно устройство (прототип) для поверки измерительных трансформаторов тока, содержащее источник переменного тока, шунт в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока, выполненный в виде трех параллельно соединенных резисторов, шунт в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, вспомогательный трансформатор тока, электромагнитный компаратор токов и нулевой индикатор [2].

Недостаток известного устройства (прототипа) заключается в ограниченном диапазоне поверки измерительных трансформаторов тока.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке технического решения, которое обеспечивает расширение диапазона поверки измерительных трансформаторов тока.

Эта задача решена в результате того, что в устройство для поверки измерительных трансформаторов тока, содержащее источник переменного тока, шунт в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока, выполненный в виде трех параллельно соединенных резисторов, шунт в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, вспомогательный трансформатор тока, электромагнитный компаратор токов и нулевой индикатор, введен индуктивный делитель тока с известным коэффициентом деления, первичная обмотка которого подключена последовательно с первичной обмоткой измерительного трансформатора тока, вторичная обмотка подключена к токовым зажимам шунта, выполненного в виде трех параллельно соединенных резисторов с ненормируемой погрешностью с возможностью их отключения из цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока и изменения коэффициента преобразования шунта, при этом их токовые и потенциальные зажимы соединены раздельно, а номинальное значение сопротивления третьего резистора с большим сопротивлением шунта в цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока равно номинальному значению сопротивления шунта в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, умноженному на коэффициент деления индуктивного делителя тока.

Возможность поверки измерительных трансформаторов тока в расширенном диапазоне измеряемых величин обеспечивается тем, что в устройстве используется индуктивный делитель тока, включенный в цепь первичной обмотки измерительного трансформатора тока.

На фиг.1 приведена схема устройства для поверки измерительных трансформаторов тока при определении ρ₁ и ρ₂;

на фиг.2 приведена схема устройства для поверки измерительных трансформаторов тока при балансировке плеч компаратора токов и при определении ρ₃.

Устройство для поверки измерительных трансформаторов тока (фиг.1, 2) содержит источник переменного тока 1, индуктивный делитель тока 2 в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока, шунт 3 в цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока 2, шунт 4 в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, электромагнитный компаратор токов 5, вспомогательный трансформатор тока 6, поверяемый измерительный трансформатор тока 7 с резистивно-индуктивной нагрузкой 8 во вторичной цепи измерительного трансформатора тока и нулевой индикатор 9. Индуктивный делитель тока 2 содержит первичную 10 и вторичную 11 обмотки. Шунт 3 в цепи вторичной обмотки 11 индуктивного делителя тока 2 выполнен в виде трех параллельно соединенных резисторов 12, 13, 14 с ненормируемой погрешностью с возможностью их отключения из цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока и изменения коэффициента преобразования шунта посредством разъемов, рассчитанных на большие токи, при этом токовые и потенциальные зажимы резисторов 12, 13, 14 соединены раздельно. Следует отметить, что номинальные значения сопротивления резисторов 12, 13 находятся между собой в соотношении 1:10, а номинальное значение сопротивления резистора 14 шунта 3 в цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока 2 равно номинальному значению сопротивления шунта 4 в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока 7, умноженному на коэффициент деления индуктивного делителя тока 2.

Электромагнитный компаратор токов 5 выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования; первое плечо 15 выполнено однодекадным и через переменный резистор 16 подключено к потенциальным зажимам шунта 3 цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока 2, второе плечо 17 выполнено многодекадным и через резистор 18 подключено к потенциальным зажимам шунта 4 в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока 7. Обмотка 19 для определения угловой погрешности измерительного трансформатора тока присоединена к вторичной обмотке вспомогательного трансформатора тока 6 через фазосдвигающий конденсатор 20, первичная обмотка которого подключена последовательно с первичной обмоткой измерительного трансформатора тока 7. Индикаторная обмотка 21 присоединена к нулевому индикатору 9.

Работа устройства для поверки измерительных трансформаторов тока заключается в следующем.

Перед операцией поверки измерительных трансформаторов тока производится балансировка плеч электромагнитного компаратора токов 5 в следующей последовательности. Собирается схема в соответствии с фиг.2. При этом значение сопротивления шунта 3 в цепи вторичной обмотки 11 индуктивного делителя тока 2 равно значению сопротивления резистора 14. В цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока 7 выставляется номинальное значение тока, например I₂=5 (А). На плечах компаратора токов 15, 17 выставляются значения, равные единице (отсчеты по шкалам первого плеча 15 и второго плеча 17 электромагнитного компаратора токов 4 соответственно равны δ=1, ρ=1. Затем при помощи переменного резистора 16 в первом плече 15 электромагнитного компаратора токов (например, магазина сопротивлений) добиваются равенства нулю магнитного потока в сердечнике электромагнитного компаратора токов 5, что отмечается по нулевому (минимальному) показанию нулевого индикатора 9.

После того как балансировка плеч компаратора токов завершена, производится определение коэффициента трансформации измерительного трансформатора тока и выполняются следующие операции. На первом этапе измерений собирается схема в соответствии с фиг.1. При этом шунт 3 в цепи вторичной обмотки 11 индуктивного делителя тока 2 составляется из трех параллельно соединенных резисторов 12, 13, 14. Схема уравновешивается путем регулирования ампер-витков в плечах 15, 17 и обмотке 19 электромагнитного компаратора токов 5. Выполняется равенство

где

R₁₂, R₁₃, R₁₄ - значения сопротивления соответственно резисторов 12, 13, 14;

R₄ - значение сопротивления шунта 4;

K₂ - коэффициент деления индуктивного делителя тока 2;

K₇ - коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока 7;

ρ₁ - отсчет по шкале второго плеча 15 электромагнитного компаратора токов 5.

При условии, что R₁₄=K₂R₄, уравнение (1) принимает вид

На втором этапе измерений шунт 3 составляется из параллельно соединенных резисторов 12, 14. Производится уравновешивание схемы и составляется новое равенство:

или:

На третьем этапе измерений собирается схема в соответствии с фиг.2. При этом шунт 3 составляется из параллельно соединенных резисторов 13, 14. Затем производится уравновешивание схемы, что соответствует новому равенству:

или:

Решая совместно уравнения (2), (4), (6), определяем коэффициент трансформации k₇ измерительного трансформатора тока по полученным значениям ρ₁, ρ₂, ρ₃:

В случае, если при балансировке плеч компаратора токов отношение плеч то выражение (4) принимает вид

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет расширить диапазон токов при определении коэффициента трансформации измерительных трансформаторов тока, что обеспечивается за счет использования в устройстве индуктивного делителя тока, рассчитанного на большие первичные токи.

Источники информации

1. Любимов Л.И. Вопросы поверки и аттестации масштабных преобразователей переменного тока / Л.И.Любимов, И.Д.Форсилова, Е.З.Шапиро. - М.: Машиностроение, 1984. - С.4-13, 21-27.

2. Нефедьев Д.И. Устройство для поверки измерительных трансформаторов тока. Патент №2192020 на изобретение (Россия). Опубликовано в Б.И. №30, 2002.

Устройство для поверки измерительных трансформаторов тока, содержащее источник переменного тока, шунт в цепи первичной обмотки поверяемого измерительного трансформатора тока, выполненный в виде трех параллельно соединенных резисторов, шунт в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, вспомогательный трансформатор тока, электромагнитный компаратор токов и нулевой индикатор, отличающееся тем, что в устройство введен индуктивный делитель тока с известным коэффициентом деления, первичная обмотка которого подключена последовательно с первичной обмоткой измерительного трансформатора тока, вторичная обмотка подключена к токовым зажимам шунта, выполненного в виде трех параллельно соединенных резисторов с ненормируемой погрешностью с возможностью их отключения из цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока и изменения коэффициента преобразования шунта, при этом их токовые и потенциальные зажимы соединены раздельно, а номинальное значение сопротивления третьего резистора с большим сопротивлением шунта в цепи вторичной обмотки индуктивного делителя тока равно номинальному значению сопротивления шунта в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, умноженному на коэффициент деления индуктивного делителя тока.