Устройство для измерения токов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,|| 54022I

Союэ Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства № (22) Заявлено 27.06.72 (21) 1801934/07 с присоединением заявки №

ГосУдаРстввнный комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР по делам изобретений 0 публиковано 25.12.76. Бюллетень № 47 (51) М. Кл. G 01R 19/26 (53) УДК 621.315,925 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 08.02.77 (72) Авторы изобретения

В. А. Зеленский и A. И. Осадчий

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКОВ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для устройств релейной защиты, автоматики и измерения токов линий электропередачи высокого напряжения.

Известные устройства для измерения токов, содержащие измерителы|ый трансформатор тока, первичной обмоткой которого служит провод линии электропередачи, блок питания, канал связи и выходной орган, находящийся под потенциалом земли, являются сложными и дорогостоящими устройствами, имеющими высокую погрешность и малую выходную мощность.

В предлагаемом устройстве с целью упрощения и получения значительной выходной мощности одна из вторичных обмоток измерительного трансформатора тока подключена к коммутирующему блоку, а другая включена последовательно с конденсатором связи, емкостью линии относительно земли и выходным органом.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1. Она содержит емкость 1 линии относительно земли, блок 2 питания, насыщающийся трансформатор 3 тока, коммутирующий блок 4, измерительный трансформатор 5 тока, конденсаторы 6 и 7 связи, выходной орган 8, провод 9 линии электропередачи, вторичные обмотки 10 и ll йзмерительного трансформатора тока.

Измерительный трансформатор тока 3 с магнитной цепью, коммутирующий блок 4, 5 блок питания 2 и трансформатор 3 блока питания находятся под потенциалом линии 9 и монтируются непосредственно на ней. Выходной орган 8 связан с высоковольтной частью конденсатором связи 7 и находится под по10 тенициалом земли. Первичной обмоткой измерительного трансформатора 5 и трансформатора 3 блока питания является провод линии 9. Вторичная обмотка 10 измерительного трансформатора 5

15 подключается к коммутирующему блоку 4, который периодически ее закорачивает. Питание коммутирующего устройства осуществляется от блока питания 2, который подключен к трансформатору 3, имеющему быстронасасывающийся сердечник и поэтому обеспечивающему почти постоянное выходное напряжение.

Вторичная обмотка 11 измерительного трансформатора 5, с которой снимаются импульсы пропорциональные мгновенному значению измеряемого тока, включена в электрическую цепь состоящую из конденсатора связи 7, выходного органа 8 и емкости 1 линии на землю. Последняя может быть заменена

3.| вторым конденсатором связи 6, 3

Измерительный трансформатор 5 представляет собой линейный в заданном диапазоне токов преобразователь, работающий при замыкании одной из вторичных обмоток в режиме обычного трансформатора тока.

Разрыв цепи вторичного тока трансформатора приводит согласно закону электромагнитной индукции к появлению на каждой его обмотке импульса напряжения, полярность и амплитуда которого соответствуют величине разрываемого тока. Таким образом, с помощью коммутирующего блока замыкающего и размыкающего одну из вторичных обмоток, измерительный трансформатор преобразует первичный ток в последовательность импульсов значительной амплитуды, огибающая которых в некотором масштабе повторяет форму первичного тока.

На фиг. 2 — приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Измеряемый первичный ток (a) преобразуется с помощью коммутирующего блока с временной диаграммой работы (6) в ток с формой (s) в обмотке 10 и импульсы напряжения (г) в обмотке 11 измерительного трансформатора.

Под действием импульсов в обмотке 11, приложенных к упомянутой электрической цепи, конденсаторы последней заряжаются, а после прекращения импульсов разряжаются с формой зарядного и разрядного токов (д), которые в выходном органе выпрямляются (e), сглаживаются (ж) и преобразуются соответствующей коммутацией полуволн тока в форму (з), повторяющую форму тока линии.

Коммутация полуволн тока (яс) осуществляется таким образом, чтобы полярность полуволн в выходном токе (з) соответствовала полярности импульсов зарядного тока (o), определяемую полярность импульсов напряжения (г). Использование такого отличительного признака позволяет надежно фиксировать соответствие полярности первичного и выходного токов.

Получение значительных мощностей на выходе измерительного трансформатора обусловлено наличием конденсаторов в цепи обмотки 11, обеспечивающим перемагничивание сердечника по частным циклам со значи540221 тельно большим размахом индукции и частотой перемагничивания, чем в режиме обычного траноформатора тока.

Конструктивно коммутируемая обмотка вы5 полняется низковольтной, максимальное напряжение на которой согласуется с типом применяемых полупроводниковых приборов (не более 50 в). Выходная обмотка 11 рассчитывается на напряжение порядка несколько

10 сотен вольт при максимальных токах для улучшения согласования с конденсатором связи (единицы тысяч пф), При оптимальной частоте импульсов управления коммутирующего блока (5 кгц) и их скважности (100) на

15 выходе теряется не более 20 /О мощности по сравнению с работой измерительного трансформатора в режиме обычного трансформатора тока. Благодаря малой величине емкости конденсатора связи и его большому внутрен20 нему сопротивлению, изменение сопротивления нагрузки в значительном диапазоне почти не влияет на величину выходного тока, что позволяет отнести предлагаемый преобразователь к источнику тока значительной мощно25 сти.

Изобретение может найти широкое применение для измерения токов на линиях высокого и сверхвысокого напряжения.

33 Формула изобретения

Устройство для измерения токов, содержащее измерительный и насыщающийся трансформаторы тока, первичной обмоткой которых является провод линии электропередачи, блок питания, вход которого подключен к упомянутому насыщающемуся трансформатору, а выход к коммутирующему блоку, высоковольтный конденсатор связи и выходной ор4О ган, отличающееся тем, что, с целью упрощения и получения значительной выходной мощности, одна из вторичных обмоток измерительного трансформатора тока подключена к коммутирующему блоку, а другая

45 включена последовательно с конденсатором связи, емкостью линий относительно земли и выходным органом, находящимся под потенциалом земли.

54022!

Фиг. 2

Составитель Л. Корнеева

Техред Л. Гладкова Корректор T. Добровольская

Редактор Е. Кравцова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3018/12 Изд. № 37б Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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