Гальваномагнитный измерительный преобразователь активной мощности

 

Се!сз Советских

Социалистических

Реслублик

21 06

Государственный комитет

17.78

8) ло делам изобретений открытий (72) Авторы изобретения

Н. И. Овчаренко и Ю. А, Леньков

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ГАЛЪВАНОМАГHHTHblA ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Предлагаемый гальваномагнитный измерительный преобразователь активной мощности предназначен для использования в автоматических устройствах управления и контроля электроэнергетических систем, в частности в устройствах противоаварийной автом атики.

Известны гальваномагнитные измерительные преобразователи активной мощности, предназначенные для осциллографирования или измерения мощности в трехфазных трехпроводных цепях для получения чисто косинусной характеристики, в цепи напряжения содержащие разделительный трансформатор напряжения, а в цепи тока перемножитель Холла,(1).

Недостатками преобразователей является то, что они не обеспечивают компенсации гармонических составляющих ЭДС Холла (гармонические составляющие компенсируются только при трехфазной симметричной системе переменного тока).

Из известных гальваномагнитных измерительных преобразователей активной мощности наиболее близкое к изобретению техническое решение — гальваномагнитный измерительный преобразователь, содержащий фазоповоротную схему в виде частотного фильтра, необходиму!о для получения чисто косинусной характеристики, и переMно>китель Холла. В цепи тока преобразователя установлены перемножитель Холла и с"абилитроны для защиты полупроводниковых элементов Холла от термического

5 разрушения большим входным током преобразователя. Перемножители Холла, установленные в цепи напряжения и тока, являются разнотипными 12).

Для такого преобразователя характерны

10 следующие недостатки: наличие частотной погрешности преобразования, частотной зависимости ЭДС Холла, обусловленной фазочастотной характеристикой частотного фильтра, используемого в качестве фазопо15 ннс апсрноднческо составляющей тока короткого замыкания на линии электропереда !и, оо словливаюп!ет! кратковременны!! всглеск выходной ЭДС Холла, что нежела20 тельно прп быстродействующих устройствах протнвоаварийной автоматики, наличие в выходной ЭДС Холла составляющих с частотамн гыше 100 Гц, которые обусловлены нелнншгиой зависимостью магнитной и!!дукцнн перемножителя Холла цепи тока от входного тока преобразователя.

Цель изобретения — устранение частотной погрешности преобразования, снижение влияния апериодическот! составляю!цей то;30 ка короткого замыкания на выходную ЭДС

682837

Холла и снижение гармонических составляющих в выходной. ЭДС Холла.

Для достижения, . этой цели в гальваномагнитном изцщительном преобразователе активной мощнодт4фсодержащем два перемножителя Холла; в цепи тока и напряжения и стабилитроны, в цепи тока преобразователя установлен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен перемножитель Холла цепи тока, выполненный идентично с псремножителем Холла цепи напряжения.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема гальваномагнитного измерительного преобразователя активной мощности; на фиг. 2 даны векторные диаграммы, показывающие фазные соотношения между электрическими и магнитными величинами в измерительном преобразователе.

Гальваномагнитный измерительный преобразователь активной мощности содержит два идентичных перемножителя Холла 1 и

2 соответственно в цепи напряжения и в цепи тока, состоящие из источников 3 и 4 магнитного поля с вторичными обмотками и датчиков Холла 5 и 6, трансреактор 7, балластные резисторы 8 — 12 и стабилитроны 13, включенные во вторичную цепь тока преобразователя.

Перемножитель Холла 1 через балластный резистор 10, который необходим для получения соответствующего угла сопротивления обмотки, подключается к измерительному трансформатору напряжения.

Датчик Холла 5 расположен в воздушном зазоре магнитопровода источника 3 магнитного поля и токовыми электродами через балластный резистор 9 подключен к вторичной обмотке источника 4 магнитного поля.

Таким образом, перемножитель Холла 1

ocyùåñòâëÿåò перемножение магнитной индукции Вн и тока 1,.н. цепи напряжения.

Перемножитель Холла 2 через балластные резисторы 11 и 12, которые необходимы для создания согласованного режима работы трансреактора и соответствующего угла сопротивления обмотки, подключен к вторичной обмотке трансреактора. Трансреактор создает необходимые фазные соотношения для получения чисто косинусной характеристики и подключается к измерительному трансформатору тока. Датчик Холла 6 расположен в воздушном зазоре магнитопровода источника 4 магнитного поля и токовыми электродами через балластный резистор 8 подключен к вторичной обмотке источника 3 магнитного поля. В результате перемножитель Холла 2 осуществляет перемножение магнитной индукции В, и тока

I,„в цепи тока. Таким образом, ЭДС Холла идентичных перемножителей 1 и 2 цепи напряжения и цепи тока соответственно определяются выражениями

55 б0 б5

4 е,, B„t I,„=- U„sin(< t — а — h) p

IC ТС

< I sin(t — ъ + — — х+ — — + д) т

I 27 е, =В,t I„=I sinI u>t — + — — a — 6 )С и

Q U $1П (o>t — а — О+ — — ) \

2 / где а — угол сопротивления обмотки источника магнитного поля, который в предлагаемом преобразователе принят равным—

4 б — угол сдвига фаз между током и магнитной индукцией в обмотке источника магнитного поля;

P — угол сдвига фаз между ЭДС и током во вторичной обмотке источника магнитного поля; р — угол сдвига фаз между током и напряжением контролируемой цепи.

Постоянные составляющие ЭДС перемножителей Холла пропорциональны

E„= — Ulñîs(+ т);

E„= UI cos(р — y).

Гармонические составляющие ЭДС перемножителей Холла одинаковы и пропорциональны е„, (з) = e„() = Ulñîç(2<о/ — о — 25 — y), ЭДС Холла на выходе измерительного преобразователя активной мощности равны разности ЭДС двух перемножителей Холла и определяется только удвоенным значением постоянной составляющей ЭДС каждого из них, так как гармонические составляющие при этом взаимно уничтожаются

Е»,, =2UI созе cos.i. т. е. пропорциональна активной мощности однофазного переменного тока.

Благодаря использованию трансреактора и идентичных перемножителей Холла в цепи напряжения и тока в предлагаемом гальваномагнитном измерительном преобразователе активной мощности устраняется частотная погрешность преобразования, снижаются влияние апериодической составляющей тока на выходную ЭДС Холла и гармонические составляющие в выходной

ЭДС Холла. В результате расширяется возможность его практического применения.

Этот преобразователь можно использовать в устройствах противоаварийной автоматики объектов, токи которых могут содержать апериодические составляющие, а также для информационного обеспечения вычислительных машин управляющих объектами с резко несимметричной нагрузкой, например, плавильными электрическими печами.

682837

Формул а изобретения

Е.

Составитель В. Седов

Редактор T. Рыбалова

Корректор Л. Орлова

Заказ 2003/4 Изд, № 505 Тираж 1090 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4i5

Типография, пр. Сапунова, 2

Гальваномагнитный измерительный преобразователь активной мощности, содержащий два перемножителя Холла в цепи тока и цепи напряжения и стабилитроны, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью устранения частотной погрешности преобразования, снижения влияния апериодической составляющей тока на выходную ЭДС Холла и снижения гармонических составляющих в выходной ЭДС Холла, в цепи тока преобразователя установлен тра нсреактор, к вторичной обмотке которого подключен перемножитель Холла цепи тока, выполненный идентично с перемножителем Холла

5 цепи напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Овчаренко Н. И. и др. Применение гальваномагнитных элементов в релейной

10 защите и автоматике. М,, «Энергия», 1966, с. 111 — 113, рис. 40.

2. Там же, с. 58, рис. 16.