Устройство для измерения токов линий электропередач

 

(72) Авторы изобретения

Э, A. Меерович, В. И, Барышев и Г. Х. Караба

Государственный научно-исследовательский э не институт им. Г. M. Кржижановского (11) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКОВ

ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для использования при контроле режимов ли.ний электропередач высокого и сверхвысокого напряжения.

Известно устройство для измерения токов линий электропередач, выполпенное на основе ферритовых концентратов магнитного поля, синтезированных в виде . соосно расположенных стержней, в зазорах между которыми размещены преобра зователи Холла, соединенные последовательно по выходным цепям А).

Недостатки известного устройства определяются переменной чувствительностью, обусловленной колебаниями магнитной проницаемости концентраторов магнитного поля при изменениях температуры

20 окружающей среды, насыщением ферритов и искажением формы выходных сигналов, а также малой выходной мощностью.

Наиболее близким по техническому решению к предложенному является устройство для измерения токов линий электропередач, содержащее крестообразный .. ферритовый концентратор магнитного по- ля с зазором по диагонали, в котором размещен преобразователь Холла, катушку компенсации, расположенную на поперечных. стержнях концентратора симметрично отновительно его продольной оси, блок автоматического слежения, связанный по входу с преобразователем Холла, а по выходу с катушкой компенсации.

Указанное устройство, реализукяцее компенсационный принцип измерения, обладает стабильной чувствительностью в широком диапазоне изменений окружающей температуры и значительной выходной мощностью, поскольку информация о контролируемом токе линии электропередачи выдается в виде тока. катушки компенсации (2).

3 91) 6(- )

Однако порог чувствительности известного устройства не является высоким и зависит от угла наклона зазора концентратора к его продольной оси. Кроме того, индуктивность катушки компенсации вызывает запаздывание протекающего по ней тока от сигнала преобразователя

Холла, увеличивающееся пропорционально частоте. Йанное обстоятельство отрицательно сказывается на общем частотном 10 диапазоне полезного сигнала;

Бель изобретения — повышение чувствительности и расширение области рабочих частот измерительного устройства.

Поставленная цель достигается тем, 1з что в устройстве для измерения тЬков линий электропередач, содержащем Крес тообразный ферритовый концентратор магнитного поля с зазором по диагонали, в котором размещен преобразователь Хол1 ла, катушку компенсации, размещенную на поперечных стержнях концентратора симметрично относительно его продольной, оси, блок автоматического слежения, связанный по входу с преобразователем Хол- ла, а по выходу - с катушкой компенсации, продольные стержни концентратора выполнены в виде усеченных конусов с вершинами, обращенными к центру, а в блок автоматического слежения введен З0 узел сравнения с установленными íà его соответствующих входах предусилителем и резистивным шунтом, причем предусилитель соединен с выходом преобразователя Холла, а резистивный шунт включен в цепь катушки компенсации.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства для измерения токов линий электропередач.

Устройство содержит крестообразный ферритовый концентратор (усилитель) маг40 нитного поля с продольными конусообразными l и поперечными цилиндрическими

2 стержнями, преобразователь Холла 3, размещенный в диагональном зазоре концентратора, катушку компенсации 4, рас45 положенную на поперечных стержнях 2 симметрично относительно продольной оси концентратора, блок автоматического слежения 8 с предусилителем 6, реэистивным шунтом 7, узлом сравнения 8 и око-

0 нечным усилителем 9. Вход предусилителя

6 соединен с выходом преобразователя

Холла 3, резистивный. шунт 7 включен в цепь катушки компенсации 4, которая связана с выходом оконечного усилителя

9.

Устройство работает следующим образом.

Q2 4

Сигная с выхода преобразователя Холла 3 после предварительного усиления предуснлителем 6 поступает узел сравнения В, где сравнивается с напряжением на реэистивном шунте 7, харак теризуюшем величину и фазу тока катушки компенсации

4. Если скорость изменения компенсирующего тока отличается от скорости изменения выходного сигнала преобразователя Холла 3, магнитное поле в зазоре концентратора оказывается нескомпенси:рованным полем катушки 4. В этом случае узел сравнения 8 изменяет величину сигнала на входе оконечного усилителя 9 таким образом, что на выходе последнего появляется ток, обеспечивающий необходимую компенсацию поля в зазоре до уровня, не превосходящего порога чувствительности устройства. Результирующий ток в катушке компенсации

4 является мерой контролируемого тока линии электропередачи.

При выполнении продольных стержней

1 в виде усеченных конусов вершинами к центру коэффициент усиления поля по продольной оси увеличивается. Экспериментально установлено, что при относительный размерах диаметра вершины, основания и высоты продольного стержня концентратора равных соответственно

1,4 и 1.2 (эа единицу взят диаметр вершины усеченного конуса) при прочих равных условиях коэффициент усиления поля .по продольной оси возврастает в два раза по сравнению с цилиндрическим концентратором, имеющим диаметр равный :L.

Подобная конструкция предельных стержней l позволяет скомпенсировать уменьшение чувствительности rro продольной оси, вызванное необходимостью выполнять зазор под углом в 45" . Следовательно, снижается порог чувствительности всего устройства в целом.

Индуктивность катушки компенсации 4 вызывает запаздывание компенсирующего тока по отношению к напряжению на выходе усилителя 9. Это запаздывание тем больше, чем больше частота измеряемого сигнала и величина индуктивности. Юля измерения последней уменьшать число витков катушки компенсации 4 нежелательно, rloczonbzy для получения тех же амцервитков1 в поперечных стержнях 2 потребуется большой выходной ток, что в итоге ужесточит требования к усилите-, лю 9. Узел сравнения 8 сравнивает амплитуды и фазы сигналов, поступающих от предусилителя 6 и резистивного шунга 7, и,.соответственно, управляет вели5 96 чиной коэффициента усиления усилителя 9 н всего блока автоматического слежения

5, В резульrare запаздывание, обусловленное нндуктнвностью катушки компенсации 4, устраняется, а быстродействие блока 5 увеличивается. В конечном счете имеет место существенное расширение области рабочих частот полезного сигнала.

Формула изобретения

Устройство для измерения токов линий електропередач, содержащее крестообразный ферритовый концентратор магнитного поля с зазором по диагонали, в котором размещен преобразователь Холла, катушку компенсации, расположенную на поперчных стержнях конпентратора симметрично относительно его продольной оси, блок автоматического слежения, связанный по входя с преобразователем

6602 d

Холла, а по выходу - с катушкой компенсации, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения области рабочих частот, % продольные стержни конпентратора выполнены в виде усеченных конусов с вер« шинами, обращенными к центру, а в блок автомаилеского слежения введен узел сравнеНия с установленными на его соответствукхпих входах предусилителем и резистивным шунтом, причем предусилитель соединен с выходом преобразователя Холла, а резнстивный шунт включен в цепь катушки компенсации.

1S Источники ин юрмации, принятые во внимание при экспертизе

3.. Меерович Э, А., Назаров l1. А., Харабаев Т. Х. и Кокуркин Б. П. Измерение токов линий высшего напряжения

20 по их магнитным полям. — Электричество,. 3.980, ¹ 7, с. 82 40, 2. Авторское свидетельство СССР № 798602 GOlk 3.5/00, 1979.

ВНИИПИ Заказ 7836/62 Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4