Устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к технике поверки измерительных трансформаторов напряжения. Технический результат - расширение частотного диапазона испытаний. Для достижения данного результата введены высоковольтный генератор сигналов звуковой частоты, двухрядный потенциометр постоянного тока, высоковольтный и низковольтный компенсационные измерительные блоки в цепи первичной и вторичной обмоток поверяемого измерительного трансформатора напряжения, которые содержат диоды и конденсаторы на рабочие напряжения. При этом через гальванометры подключены делители постоянного напряжения и источники постоянного напряжения. 1 ил.

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для поверки измерительных трансформаторов напряжения в расширенном диапазоне частот.

Известно устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения, содержащее источник высокого напряжения, высоковольтный и низковольтный конденсаторы в цепях первичной и вторичной обмоток поверяемого измерительного трансформатора напряжения, электромагнитный компаратор токов и нулевой индикатор [1].

Недостаток этого устройства заключается в сложности эксплуатации высоковольтных газонаполненных конденсаторов, примененных в устройстве, а также в невозможности определения коэффициента трансформации поверяемого измерительного трансформатора напряжения в широком диапазоне частот.

Известно устройство (прототип) для поверки измерительных трансформаторов напряжения, содержащее источник высокого напряжения, емкостной делитель напряжения, индуктивный делитель напряжения, электромагнитный компаратор токов и нулевой индикатор [2].

Недостаток этого устройства (прототипа) заключается в невозможности определения коэффициента трансформации поверяемого измерительного трансформатора напряжения в расширенном диапазоне частот.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке технического решения, которое обеспечивает возможность определения коэффициента трансформации поверяемого измерительного трансформатора напряжения в расширенном диапазоне частот.

Эта задача решена в результате того, что в устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения, содержащее источник высокого напряжения, емкостной делитель напряжения, индуктивный делитель напряжения, электромагнитный компаратор токов и нулевой индикатор, введены высоковольтный генератор сигналов звуковой частоты, двухрядный потенциометр постоянного тока, высоковольтный и низковольтный компенсационные измерительные блоки в цепи первичной и вторичной обмоток поверяемого измерительного трансформатора напряжения, которые содержат диоды и конденсаторы на рабочие напряжения, к которым через гальванометры подключены делители постоянного напряжения и источники постоянного напряжения. Выходное плечо делителя постоянного напряжения высоковольтного компенсационного измерительного блока подключено к зажимам первого ряда двухрядного потенциометра постоянного тока, выходное плечо делителя постоянного напряжения низковольтного компенсационного измерительного блока подключено к зажимам второго ряда двухрядного потенциометра постоянного тока. Поверяемый измерительный трансформатор напряжения подключен к высоковольтному генератору сигналов звуковой частоты.

Возможность поверки измерительных трансформаторов напряжения в расширенном диапазоне частот обеспечивается тем, что в устройстве применены компенсационные измерительные блоки, рассчитанные на первичное и вторичное напряжение поверяемого измерительного трансформатора напряжения.

На чертеже приведена схема устройства для поверки измерительных трансформаторов напряжения.

Устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения содержит высоковольтный генератор сигналов звуковой частоты 1, поверяемый измерительный трансформатор напряжения 2, емкостной делитель напряжения 3, индуктивный делитель напряжения 4, электромагнитный компаратор токов 5, нулевой индикатор 6, высоковольтный 7 и низковольтный 8 компенсационные измерительные блоки и двухрядный потенциометр постоянного тока 9. Высоковольтный компенсационный измерительный блок содержит диод 10, конденсатор 11, гальванометр 12, делитель постоянного напряжения 13, состоящий из высоковольтного плеча 14 и выходного (низковольтного) плеча 15 и источник постоянного напряжения 16. Низковольтный компенсационный измерительный блок содержит диод 17, конденсатор 18, гальванометр 19, делитель постоянного напряжения 20, состоящий из высоковольтного плеча 21 и выходного (низковольтного) плеча 22 и источник постоянного напряжения 23. Выходное плечо 15 делителя постоянного напряжения 13 подключено к зажимам первого 24 ряда двухрядного потенциометра постоянного тока 9, а выходное плечо 22 делителя постоянного напряжения 20 подключено к зажимам второго 25 ряда двухрядного потенциометра постоянного тока 9.

Работа устройства для поверки измерительных трансформаторов напряжения заключается в следующем.

Собирается схема в соответствии с чертежом. На первом этапе измерений производится определение коэффициента трансформации измерительного трансформатора напряжения 2 на частоте 50 Гц и выполняются следующие операции. От высоковольтного генератора сигналов звуковой частоты 1 на схему подается напряжение, равное номинальному первичному напряжению поверяемого измерительного трансформатора напряжения 2 частотой 50 Гц. Производится определение коэффициента трансформации измерительного трансформатора напряжения 2 при помощи емкостного делителя напряжения 3, индуктивного делителя напряжения 4, электромагнитного компаратора токов 5 и нулевого индикатора 6 [2]. Затем производится измерение первичного и вторичного напряжений измерительного трансформатора напряжения 2 при помощи компенсационных измерительных блоков 8. Напряжения с первичной и вторичной обмоток U1 и U2 измерительного трансформатора напряжения 2 через диоды 10, 17 подается на конденсаторы 11, 18. Введением компенсирующего напряжения от источников постоянного напряжения 16, 23 достигается нулевое (минимальное) значение тока чрез гальванометры 12, 19. Компенсирующее напряжение измеряется при помощи двухрядного потенциометра постоянного тока 9 и делителей постоянного напряжения 13, 20. Коэффициенты деления делителей постоянного напряжения 13, 20 подбираются таким образом, чтобы отсчеты показаний по первому 24 и второму 25 рядам двухрядного потенциометра постоянного тока 9 обеспечивали требуемую точность измерения.

Коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения 2 на частоте 50 Гц равен:

U1 и U2 - соответственно первичное и вторичное напряжение измерительного трансформатора напряжения 2;

U₁₆ и U₂₃ - компенсационные напряжения, подаваемые соответственно от источников постоянного напряжения 16, 23;

U_24-1 и U_25-1 - показания соответственно первого 24 и второго 25 двухрядного потенциометра постоянного тока 9;

К_2-1 - коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения 2 на частоте 50 Гц;

n₁₃ и n₂₀ - коэффициенты деления соответственно делителей постоянного напряжения 13, 20.

На втором этапе измерений производится определение коэффициента трансформации измерительного трансформатора напряжения 2 на частоте свыше 50 Гц и выполняются следующие операции. Производится отключение измерительной цепи, образованной емкостным делителем напряжения 3, индуктивным делителем напряжения 4, электромагнитным компаратором токов 5 и нулевым индикатором 6. От высоковольтного генератора сигналов звуковой частоты 1 на схему подается напряжение, равное номинальному первичному напряжению измерительного трансформатора напряжения 2 частотой свыше 50 Гц. Производится определение коэффициента трансформации измерительного трансформатора напряжения 2 при помощи компенсационных измерительных блоков 7, 8.

Коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения 2 на частоте свыше 50 Гц равен:

где:

U_24-2 и U_25-2 - показания соответственно первого 24 и второго 25 двухрядного потенциометра постоянного тока 9;

К_2-2 - коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения 2 на частоте свыше 50 Гц.

Решая совместно уравнение (1) и уравнение (2), после несложных промежуточных преобразований получим:

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет определять с высокой точностью и в расширенном диапазоне частот коэффициент трансформации измерительных трансформаторов напряжения, что обеспечивается за счет применения в схеме компенсационных измерительных блоков.

Источники информации

1. Тавдгиридзе Л.Н. Передвижная лаборатория для проверки средств измерений высокого напряжения промышленной частоты до 300 В и 100 кВ постоянного тока // Измерительная техника, 1981, №2, с.68-70.

2. Патент RU 2086996 C1, G 01 R 35/02, 10.08.97. (Нефедьев Д.И.).

Устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения, содержащее источник высокого напряжения, емкостной делитель напряжения, индуктивный делитель напряжения, электромагнитный компаратор токов и нулевой индикатор, отличающееся тем, что в устройство введены высоковольтный генератор сигналов звуковой частоты, двухрядный потенциометр постоянного тока, высоковольтный и низковольтный компенсационные измерительные блоки в цепи первичной и вторичной обмоток поверяемого измерительного трансформатора напряжения, которые содержат диоды и конденсаторы на рабочие напряжения, к которым через гальванометры подключены делители постоянного напряжения и источники постоянного напряжения, выходное плечо делителя постоянного напряжения высоковольтного компенсационного измерительного блока подключено к зажимам первого ряда двухрядного потенциометра постоянного тока, выходное плечо делителя постоянного напряжения низковольтного компенсационного измерительного блока подключено к зажимам второго ряда двухрядного потенциометра постоянного тока, а поверяемый измерительный трансформатор напряжения подключен к высоковольтному генератору сигналов звуковой частоты.