Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой

Изобретение относится к области электромеханики. Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой, состоящее из шунтов, включенных в цепи первичной и вторичной обмоток трансформатора. Причем измерительные клеммы шунтов соединены последовательно встречно. 3 ил.

 

Устройство относится к электромеханике, может быть использовано в демонстрационных, учебных или исследовательских целях.

Ближайших аналогов, назначением которых является измерение намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой, не выявлено.

Клеммы шунтов соединены таким образом, что падение напряжения от тока вторичной обмотки i′2(t) вычитается из падения напряжения от тока i1(t). Осциллограф в такой схеме должен показать намагничивающий ток im(t), поскольку im(t)=i1(t)-i′2(t). Но это верно только при точном подборе шунтов, когда одинаковый ток, протекающий по шунтам, будет создавать на измерительных клеммах шунтов такие падения напряжения, отношение которых равно коэффициенту трансформации трансформатора. Подобрать соотношение между номинальными токами шунтов точно равным коэффициенту трансформации трансформатора (в этом случае одинаковый ток, протекающий по шунтам, будет создавать на измерительных клеммах шунтов такие падения напряжения, отношение которых равно коэффициенту трансформации трансформатора) при использовании стандартных шунтов не представляется возможным.

Шунты, установленные в первичной и вторичной обмотках, стандартные. Соотношение между номинальными токами шунтов выбирают как можно более близким к коэффициенту трансформации трансформатора.

Перед измерением необходимо произвести масштабирование.

В ходе масштабирования к трансформатору прикладывается пониженное напряжение, при этом исключается насыщение и Im(t) незначителен. Включается нагрузка. Производится измерение намагничивающего тока осциллографом по описанной схеме.

Пониженное напряжение нужно для того, чтобы при настройке исключить намагничивающий ток. В таком случае при правильно подобранных шунтах падения напряжения на шунтах равны и осциллограф, подключенный к последовательно встречно соединенным шунтам, должен показывать 0 независимо от нагрузки.

При неточном выполнении указанных условий на экране осциллографа будет наблюдаться синусоида. Это разница падений напряжения на шунтах. Для калибровки меняют положение движка автотрансформатора (коэффициент трансформации трансформатора). Изменением коэффициента трансформации добиваются прямой линии на экране осциллографа (отсутствия сигнала). Именно такое положение движка автотрансформатора (коэффициент трансформации трансформатора) будет соответствовать отмасштабированной схеме. Схема готова к измерениям.

Для того чтобы убедиться в том, что результаты измерения верны, можно проделать следующие опыты.

- Измерения производить при пониженном напряжении и различной нагрузке. Во всех случаях показания осциллографа должны быть нулевыми.

- Измерения производить на холостом ходу. Плавно увеличивать питающее напряжение. При этом намагничивающий ток должен увеличиваться, а затем стать несинусоидальным характерной формы.

Заявляемое устройство отвечает требованию "новизна", так как из существующего уровня техники не выявлено устройств для измерения намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой.

Устройство позволяет получить новое качество - обеспечить возможность измерения намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена схема устройства для измерения намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой: 1 - автотрансформатор с переменным коэффициентом трансформации; 2 - шунт в цепи первичной обмотки; 3 - шунт в цепи вторичной обмотки; 4 - нагрузочное сопротивление (реостат).

На фиг. 2 представлены осциллограммы намагничивающего тока im(t) при различном коэффициенте трансформации автотрансформатора (а, б, в) и в режиме насыщения первичной обмотки трансформатора (г).

Если коэффициент трансформации автотрансформатора больше отношения сопротивлений шунтов 2 и 3, то намагничивающий ток im(t) имеет вид (а);

Если коэффициент трансформации автотрансформатора меньше отношения сопротивлений шунтов 2 и 3, то намагничивающий ток im(t) имеет вид (б);

Если коэффициент трансформации автотрансформатора равен отношению сопротивлений шунтов 2 и 3, то намагничивающий ток im(t) имеет вид (в);

На фиг. 3 представлены реальные осциллограммы намагничивающего тока при слабом (а) и более сильном насыщении магнитопровода (б).

Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора, работающего под нагрузкой, состоит из трансформатора с переменным коэффициентом трансформации 1, вторичная обмотка которого подключена к нагрузке, шунтов 2 и 3, включенных в цепи первичной и вторичной обмотки, измерительные клеммы которых соединены последовательно встречно (фиг. 1).

Соотношение между номинальными токами шунтов выбирают как можно более близким к коэффициенту трансформации трансформатора. Клеммы шунтов 2 и 3 соединяют таким образом, чтобы падение напряжения от тока вторичной обмотки i′2(t) на шунте 3 вычиталось из падения напряжения на шунте 2 от тока i1(t). Осциллограф в такой схеме должен показать ток im(t), поскольку im(t)=i1(t)-i′2(t).

В ходе масштабирования меняют положение движка автотрансформатора (коэффициент трансформации трансформатора).

На экране осциллографа в зависимости от положения движка автотрансформатора (коэффициента трансформации трансформатора) будет наблюдаться одна из картин, изображенных на фиг. 2.

При коэффициенте трансформации, превышающем отношение сопротивлений шунтов 2 и 3, намагничивающий ток будет иметь вид, представленный на фиг. 2а.

При коэффициенте трансформации меньшем, чем отношение сопротивлений шунтов 2 и 3, намагничивающий ток будет иметь вид, представленный на фиг. 2б.

Изменением коэффициента трансформации добиваются прямой линии на экране осциллографа (фиг. 2в - отсутствие сигнала). Именно такое положение движка автотрансформатора (коэффициент трансформации трансформатора) будет соответствовать отмасштабированной схеме, а коэффициент трансформации равен отношению сопротивлений шунтов 2 и 3. Схема готова к измерениям.

На фиг. 3 приведены реальные осциллограммы намагничивающего тока при слабом (а) и более сильном насыщении магнитопровода (б).

Устройство было опробовано с использованием серийно выпускаемого лабораторного трансформатора (ЛАТР) 8А; 0-250 В. Использовались шунты:

в первичной обмотке 5 А; 75 mV;

во вторичной обмотке 10 А; 75 mV.

Нагрузка 4 - лабораторный реостат 10 А; 0-22 Ом.

Питание осуществлялось от лабораторного потенциал-регулятора (регулируемый источник переменного синусоидального напряжения).

Результаты испытаний позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "промышленная применимость".

Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой, состоящее из шунтов, включенных в цепи первичной и вторичной обмоток трансформатора, причем измерительные клеммы шунтов соединены последовательно встречно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к метрологии. Датчик размещен в корпусе из изолирующего материала, ширина которого равна ширине защитного устройства, а высота позволяет устанавливать датчик в стандартную реечную монтажную панель.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому получению алюминия. Технический результат - повышение точности контроля токораспределения.

Изобретение относится к области электрорадиоизмерений и может быть использовано при построении цифровых измерителей среднеквадратического, средневыпрямленного и амплитудного значений синусоидальных сигналов.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к приборам для измерения токов и может быть использовано для контроля и определения формы тока, протекающего в цепях высоковольтных линий передачи.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Способ может быть применен в средствах измерений пассивных и активных, в том числе комплексных, величин переменного тока, например, в мостах и компенсаторах переменного тока или в измерителях (анализаторах) параметров электрических цепей, а также в векторных вольтметрах и спектроанализаторах.

Изобретение относится к области электротехники и информационно-измерительной, вычислительной техники. Устройство содержит микроконтроллер, радиомодем, питающий трансформатор тока, первичной обмоткой которого является прямолинейный фазный провод высоковольтной линии электропередач, который вторичной обмоткой соединен с диодным выпрямительным мостом, стабилитроном, диодом и ионистором.

Изобретение относится к линиям электроснабжения электрифицированного железнодорожного транспорта, а именно к способу определения сопротивления контактной и рельсовой сетей.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрооборудованию, установленному на электрических станциях и подстанциях в системах производства, передачи и потребления электроэнергии, и может быть использовано во всех электроустановках, использующих цифровую обработку данных.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при исследованиях однократных быстропротекающих физических процессов, сопровождаемых многоканальными измерениями интервалов времени между электрическими сигналами, формируемыми при замыкании электроконтактных датчиков (ЭКД) в ходе развития физического процесса.

Реле тока // 2563959
Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к электронным реле тока. Реле тока содержит промежуточный трансформатор тока, выпрямитель, исполнительный элемент, четыре пороговых блока, два элемента И, реверсивный счетчик, счетчик импульсов, одновибратор, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блок вычитания, сумматор, двухсторонний ограничитель, нерекурсивный фильтр, формирователь коротких импульсов, RS-триггер, два ключа, блок элементов ИЛИ.

Изобретение относится к области информационно-измерительной и вычислительной техники и предназначено для вычисления и индикации усредненных значений потерь мощности, напряжения сети и тока нагрузки, а также может найти применение в качестве регистратора этих величин за длительный период. Техническим результатом является обеспечение возможности непрерывного контроля и регистрации усредненных значений потерь мощности, напряжения сети и тока нагрузки. Регистратор содержит датчик тока (ДТ) 1, датчик напряжения сети (ДН) 2, первый 3 и второй 4 входные преобразователи (ВП), микроконтроллер (МК) 5, датчик 6 температуры окружающей среды (ДТОС), датчик 7 температуры проводника (ДТП), генератор 8 прямоугольных импульсов (ГПИ), третий 9, первый 10 и второй 11 приемопередатчики, цифровой индикатор 12, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 13, компьютер 14. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящее изобретение относится к области измерительной техники, в частности к электрическим приборам, которые могут быть использованы для измерения высоких напряжений, в том числе в однопроводных линиях переменного высокого напряжения и в жидких средах. Задачей настоящего изобретения является разработка прибора, позволяющего измерять высокое переменное напряжение с использованием однопроводной технологии. Поставленная задача решается благодаря тому что, прибор имеет для измерения высокого напряжения только одну измерительную клемму и использует однопроводную технологию. Киловольтметр имеет пластмассовый корпус, на передней панели которого установлена только одна входная клемма и измерительная головка. Внутри корпуса установлена схема, которая содержит первый селеновый столб VD1, конденсатор C1 и второй селеновый столб VD2, включенный встречно. Селеновые столбы VD1, VD2 и конденсатор C1 образуют замкнутый контур, а измерительная головка PA1 подключена параллельно к конденсатору C1. При этом входная клемма X1 подключена и к первому столбу VD1, и ко второму столбу VD2. Измерение высокого напряжения построено на основе микроамперметра магнитоэлектрической системы. Технический результат заключается в повышении безопасности, упрощении конструкции путем отказа от двухполюсности и использовании только одного полюса для измерения высокого напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам тока и напряжения. Предложен оптико-электронный датчик тока и напряжения, в котором имеется первичный преобразователь, кодирующий блок, канал связи между стороной высокого напряжения и потенциалом земли, приемный блок и блок питания в виде канала передачи энергии со стороны потенциала земли, состоящий из батареи светоизлучателей, силовых оптических каналов, батареи фотоприемников и стабилизатора напряжения. Дополнительно, в качестве первичного преобразователя для тока используется шунт, включенный в рассечку линии электропередачи. Для напряжения используют резистивный делитель напряжения, состоящий из низкоомного резистора, одним концом подключенного к проводу линии электропередачи, а другим - к группе последовательно соединенных высокоомных резисторов. Последний из которых прикреплен к траверсе линии электропередачи, кодирующий блок выполнен в виде двух аналого-цифровых преобразователей (АЦП), вход первого АЦП подключен к шунту, вход второго АЦП подключен к низкоомному резистору, общей точкой подключения АЦП является точка соединения шунта и низкоомного резистора. Выходы АЦП подключены ко входам преобразователей параллельного цифрового кода в последовательный, к которым подключены излучающие светодиоды, подающие световые сигналы в волоконно-оптические каналы связи, другие их концы подключены к соответствующим приемным блокам. Техническим результатом является уменьшение погрешности измеряемых величин тока и напряжения, возможность передачи измеряемого сигнала в диспетчерский пункт, а также получение возможности снимать сигнал со спектром частот, имеющихся в сети в том числе высоких, что с традиционными электромагнитными трансформаторами сделать невозможно. Это достигается путем преобразования и передачи сигнала одновременно тока и напряжения с повышенной точностью с большим количеством выборок на период и получения сигналов о частичных разрядах от каждого изолятора воздушной линий электропередачи для их диагностики. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению поверхностных токов на цилиндрических и других сложных по форме поверхностях из немагнитных проводящих материалов. Технический результат - повышение уровня полезного сигнала, снимаемого с элемента Холла, и увеличение площади фрагмента с поверхностным током, контролируемым измерителем. Измеритель поверхностного тока содержит сенсорный модуль с элементом Холла, усилитель, вход которого подключен к выходу элемента Холла, а выход - к индикатору, два концентратора магнитного поля. Заостренные части концентраторов расположены рядом с чувствительной зоной элемента Холла и направлены на нее и навстречу друг другу. Концентраторы магнитного поля выполнены из листового гибкого материала, обеспечивающего плотное прилегание их к поверхности фрагмента с поверхностным током сложной формы, причем геометрические размеры концентраторов магнитного поля соизмеримы с геометрическими размерами контролируемого фрагмента с поверхностным током и значительно превышают геометрические размеры элемента Холла. 1 ил.

Изобретение относится к способу синхрофазорного измерения для использования в устройстве измерения фазоров (PMU) Р-класса. Упомянутый способ измерения основывают на математической модели динамического фазора. Конструируют цифровой фильтр низких частот для коэффициентов фазора, объединенный с DFT. Этот фильтр устраняет утечку спектра, вызванную входными сигналами динамического фазора, причем после устранения утечки спектра могут провести измерения исходного фазора. Динамический фазор аппроксимируют с использованием ряда Тейлора второго порядка. Исследуют линейную зависимость между ошибками измерения, вызванными усредняющим эффектом DFT, и коэффициентами ряда Тейлора второго порядка. Затем используют упомянутую линейную зависимость для компенсации исходных ошибок измерения в динамических условиях. Техническим результатом при реализации заявленного способа измерения является возможность точного и быстрого измерения фазора как в статических, так и в динамических условиях. Точность упомянутого способа измерения не только удовлетворяет техническим требованиям соответствующих стандартов, но и на порядок превышает требования этих стандартов. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для прецизионного измерения широкого диапазона токов. Технический результат: повышение устойчивости работы электронного трансформатора тока при воздействии электромагнитных полей и других дестабилизирующих факторов, а также улучшение его метрологических характеристик. Сущность: предварительный усилитель выполнен в виде первого и второго измерительных усилителей, входы регулировки усиления которых, соединены с установочными резисторами. Один из выходов второй обмотки измерительного трансформатора тока подключен соответственно к входам инвертирующего первого и неинвертирующего второго измерительных усилителей и через последовательно связанные первую обмотку симметрирующего трансформатора и согласующего резистора с выходом первого измерительного усилителя. Второй выход второй обмотки измерительного трансформатора тока подключен к входам неинвертирующего первого и инвертирующего второго измерительных усилителей и через последовательно связанные вторую обмотку симметрирующего трансформатора и согласующего резистора с выходом второго измерительного усилителя. Выходы измерительных усилителей соединены с соответствующими дифференциальными входами блока обработки сигналов, парафазные выходы которого являются выходами устройства. 1 ил.

Изобретение относится к космической технике. Датчик для исследования потоков метеороидных и техногенных частиц в космическом пространстве выполнен в форме куба, все грани которого являются составными детекторами, состоящими из внешних и внутренних чувствительных элементов, внешние чувствительные элементы изготовлены из тонкой пленки, на которую нанесено множество ячеек с токопроводящими дорожками, а внутренние чувствительные элементы - из объемно поляризованной пленки PVDF. Корпус датчика выполнен в виде каркаса из нанокомпозиционного материала, на одной из плоскостей установлено крепление для связи с космическим аппаратом посредством выносной штанги с проходящими по ней гибкими информационными шлейфами. На каркас установлены рамки с составными детекторами. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность комплексной пространственной регистрации метеороидных и техногенных частиц, определения их параметров. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к способам высокоточной (менее 1 мс) синхронизации измерений в интеллектуальных электронных устройствах, векторных регистраторах, объединяющих устройствах, оптических трансформаторах напряжения, интеллектуальных счетчиках электроэнергии и других измерительных устройствах, присоединенных к общей электрической сети и имеющих канал измерения напряжения в точке присоединения к сети, внутренние часы, электронные или микропроцессорные вычислительные устройства, реализующие алгоритм синхронизации и возможность двухстороннего обмена информацией с интегрирующими их системами верхнего уровня или между собой. Технический результат предлагаемого способа синхронизации заключается в повышении точности, надежности и защищенности систем синхронизации, отсутствии эмиссии дополнительных высших гармоник. Сущность способа синхронизации измерений в электрических сетях по частоте и фазе напряжения электрической сети заключается в синхронизации времени внутренних часов подчиненных измерительных устройств (ИУ) с часами главного ИУ на основе формируемых ими кодовых последовательностей значений измеряемых частот сигнала напряжения электрической сети для каждого его периода на заданном интервале времени. Величина рассинхронизации часов определяется по максимальному значению коэффициента корреляции сравниваемых графиков частот. Повышение точности синхронизации достигается учетом расчетного значения сдвига фазовых углов напряжения и систематической нестабильности кварцевых тактовых генераторов подчиненных ИУ. 4 ил., 3 табл.

Измеритель содержит источник света и установленные последовательно многомодовое оптическое волокно, первый поляризатор, активный элемент ячейки Фарадея, второй поляризатор, плоскость пропускания которого составляет угол ±45° с плоскостью поляризации первого, собирающую линзу, второе многомодовое оптическое волокно и фотоприемник, а также линейный усилитель сигнала фотоприемника, блок преобразования сигналов и индикатор результатов измерения. Активный элемент ячейки Фарадея выполнен в виде четырехугольной призмы высотой h, одна пара боковых граней которой имеет ширину не менее диаметра D коллимированного пучка света, а противоположные боковые грани имеют ширину не менее 3D, первое основание призмы, на которое падает свет, полировано, и на его поверхности в центре нанесено зеркальное покрытие в виде прямоугольной полоски шириной D, другое основание призмы разделено на три равные прямоугольные зоны, по обе стороны от центральной прямоугольной зоны содержит две полированные поверхности с зеркальными покрытиями, составляющие с плоскостью центрально зоны углы γ = arctg(0,5D/h). Технический результат – уменьшение искажений состояния поляризации света, повышение чувствительности и точности измерений. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к области электрических измерений, в частности к высокоточным устройствам измерения постоянного и переменного напряжения на основе резистивных делителей. Способ измерения высокого напряжения с помощью резистивного делителя заключается в измерении значений напряжения на выходе низковольтного плеча делителя при периодической калиброванной вариации сопротивления его высоковольтного плеча. При этом выполняется формирование первого и второго наборов дискретных измеренных значений напряжения соответственно при первом значении сопротивления высоковольтного плеча на нечетных периодах вариации и при втором значении сопротивления высоковольтного плеча на четных периодах вариации. Далее производится формирование первого и второго наборов дискретных значений для всех нечетных и четных периодов вариации путем добавления к сформированным первому и второму наборам измеренных значений дискретных значений, вычисленных методом интерполяции соответственно при первом значении сопротивления высоковольтного плеча на четных периодах вариации и при втором значении сопротивления высоковольтного плеча на нечетных периодах вариации. На основании сформированных наборов дискретных значений напряжения рассчитывается набор дискретных значений высоковольтного сопротивления, после чего производится вычисление расчетного значения высоковольтного сопротивления путем интегрирования полученного набора дискретных значений сопротивлений с отбрасыванием аномальных значений. Определение значения высокого напряжения выполняют по расчетным формулам соответственно для нечетных и четных периодов вариации с учетом измеренных значений напряжений на выходе делителя, значений калиброванных сопротивлений и расчетного значения высоковольтного сопротивления. Для реализации способа предлагается устройство измерения высокого напряжения. Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерения высокого напряжения резистивным делителем за счет исключения влияния изменения значения высокого напряжения в процессе измерений, возможности измерения мгновенных значений напряжения и уменьшении воздействия температурных и других медленно меняющихся процессов, в том числе старения, на точностные характеристики делителя. Кроме того, обеспечивается возможность использования в конструкции высоковольтного плеча делителя резисторов с большими температурными коэффициентами сопротивления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электромеханики. Устройство для измерения намагничивающего тока трансформатора с переменным коэффициентом трансформации, работающего под нагрузкой, состоящее из шунтов, включенных в цепи первичной и вторичной обмоток трансформатора. Причем измерительные клеммы шунтов соединены последовательно встречно. 3 ил.

Наверх