CS269871B1 - Zařízení pro měření proudů v sítích vysokého napětí - Google Patents

Abstract

) Zařízení pr· měření proudů v sítích vysokého napětí je určen· pr· měření převozních a přechodných proudů. Vazba mezi vysekenapětevými částmi a měřícími obvody je provedena optickými vlákny. Proud ve vodiči vyvolávámagnetické pole, které je měřeno Hallový* generátorem, výstupní napětí z Hallova generátoru je přee A/D převodník převedeno de serievéke tvaru a optickým vláknem převedeno de dekodéru a indikačních, obvodů. Napájení elektroniky vyeekenapětové ěáeti je zajištěno induktivní vazbou od prevezpíhe proudu. VSechny obvody na vysekenapětevé straně jsou uvnitř kovového neferomagnetického pouzdra, které je chrání před negativními účinky elektrického pele i před účinky atmosférických výbojů a převozního přepětí.

Description

Vynález ee týká zařízení pro meření proudů v sítích vysokého napétí a umožňuje měřit provozní a přechodné proudy v sítích zvn a vvn.

Dosavadní stav techniky využívá pro měření proudů v síti transformátory proudu. Dosud známé používané zařízení, transformátory proudu, vyžadují konstrukci s dokonalou napětovou izolací mezi eítí a výstupními svorksmi určenými prs měření. Transformátory proudu jsou materiáloví nároční, vyžadují pravidelní revizní práce a v případě poruchy vyvolávají maximální zkratové proudy a ohrožují bezpečnost obsluhy.

Uvedené nevýhody dosavadního řefiení jsou odstraněny řsSením, jehož podstata spočívá v tom, že k fázovému vysokonapStovému vodiči jaou zapojeny dví série, sležené z Halleva generátoru, operačního zesilovače, A/D převodníku, obvodu asynchronního sériového přenesu dat, optického vysílače, optického vlákna, optického přijímače, dekodéru a indikačních a pamětových obvodů.

Výhodou navrhovaného vynálezu je, že uvedené zařízení umožňuje míření provozních a přechodných proudů ve vysekonapítové síti bez použití transformátoru proudu.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn pa výkresech, kde obr. 1 značí blokové schéma zařízení prs míření proudů v sítích vysokého napití, na obr. 2 jo celkové schéma zapájení elektronických prvků pro míření proudů v síti vysokého napití.

Ha fázový vysekonapětový vodič 1 OOP jo přiloženo kovové, vodiví opejené,uzavřené neferemagnetické pouzdro 23. které obeahuje Hallův generátor 1, spojený s operačním zesilovačem 2, který je dále přes A/D převodník 3 a obvod 12 asynchronního sériového přenosu dat zapojen na optický vysílač 14, který je optickým vláknem 16 propojen s přijímačem optického přenosu 18. jeho výstup js připsjen na dekodér 20; výstup dekodéru 20 jo spojen s indikačními a pamitovými obvody 22. Druhý Hallův generátor £ je přes druhý operační zesilovač £, druhý A/D převodník £, druhý obvod 17 asynchronního sériového přenosu dat, druhý optický vysílač 15, druhé optické vlákno 17, druhý optický přijinač 19 a druhý dekodér 21 zapojen rovněž na indikační a pamitové obvody 22. Napájecí cívka 7 jo propojena o napájecím uomírňovačem 8,, který je dále propojen ae avorkou 100 nulového napití, ovorkou 101 kladného napití a svorkou 102 záporného napětí. Měřící cívka 26 jo propojena o časovacín obvodem 27, který je dálo propojen a druhým A/D převodníkem 6. Napítová sonda 9 je propojena s měničem 10 napětí - proud třetin optickým vyoílačen 11. který je třetin optickým vláknem 24 propojen o třetin optiokýn přijináčem 25. jehož výetup je opojen o indikačními a pamětovými obvody 22. Permanentní magnet 28 jo přiložen k Hallovu generátoru 1, druhý permanentní magnet 29 je přiložen kfruhému Hallovu generátoru 20. Funkce obvodů znázorněných na obr. 1 je následující. Provozní nebo přechodný proud protékající vysokenapětovýn vodičen 1 000 vytváří nagnetické polo, které prochází kovovým vodivě opojeným uzavřeným neferomagnetickým stícícím pouzdrem 23. Vlivem tohoto magnetického polo ee indukuje v napájecí cívce 7 napětí, které je v napájecím usměrňovači 8 usměrněno, filtrováno a stabilizováno. Stabilizované napětí je vyvedeno na ovorky 101 a 102 a slouží k napájení elektronických obvodů. Magnetické pele je vytvořeno fázovým vysokonapětovým vodičem 1 OOP, Prochází rovněž Heliovými generátory 1*4, na jejichž výetupu vzniká napětí úměrné velikosti magnetického pele. Protože měřeni proud nůže obsahovat stejnosměrnou složku, je z důvodů rozllSení kladné * záporné amplitudy proudu provedeno připojením výstupních svorek Heliových generátorů 1*4 vzájemně opečným způsoben n* operační zesilovač 2*5. Výstupní napětí z Heliová generátoru 1, úměrné proudu ve fázovém vysokonapětovém vodiči 1 OOP je zeeíleno v operačním zesilovači 2 a v A/D převodníku J převedeno do digitálního tvaru. Digitální kéd je v obvodu 12 asynchronního sériového přenosu dat převeden do tvaru vhodného pro vyelání optickýn vysílačem 14 po optickém vláknu 16 do optického přijímače 18. Pptlcké vlákno 16. druhé optické vlákno 17 a třetí optické vlákno 24 tvoří izolační člen mezi vysokonapětovýni obvody a indikačními a panětovými obvody 22. Výetupní oignál z optického přijímače 18 je dekódován v dekodéru 20 a vyhodnocen v indikačních a pamětových obvodech 22. ze kterých je možno odečítat hodnotu měřeného proudu v síti vysokého napětí . .

Výstupní napětí z druhého Halleva generátoru 4 úáěrné záporné amplitudě proudu ve fázovém vysokonapětevém vodiči 1 PPP je obdobně zpracováno v druhém operačním zesilovači 2»

CS 269 871 Bl druhém A/D převodníku 6, druhém obvodu 13 «synchronního přenosu dat a druhém optickém vysílači 15. Druhé optické vlákno 17 přivádí data do druhého optického přijímače 19 a přes druhý dekodér 21 do indikačních a pamětových obvodů 22. Permanentní magnet 28 a druhý permanentní magnet 29 je použit pro kompenzaci charakteristik Hallových generátorů 1 a 4. Měřicí cívka 26 zajištuje registraci maximální amplitudy proudu po zapnutí proudu do fázového vyeokonapětového vodiče 1 000 v době, kdy na napájecím usměrňovači 8 není napětí, časovači obvod 27 zajištuje přenos údaje z měřicí cívky 26 do druhého A/D převodníku. Napětová sonda 9 ▼ součinnosti s měničem 10 napětí - prsud třetím optickým vysílačem 11, třetím optickým vláknem 24 a třetím optickým přijímačem 25 předává do indikačních a pamětových obvodů informaci o přítomnosti vysokého napětí na fázovém vysokonapětovém vodiči 1 000. Kovové, vodivě spojené, uzavřené «feromagnetické stínicí pouzdro 23 stíní Hallevy generátory 1,4. operační zesilovače 2, 5.,napájecí cívku 7, měřicí cívku 26 i další obvody před parazitními účinky elektrického polo a před dalSími’negativními účinky vysokonapětsvýoh sítí. Funkce ebvedu na ř obr. 2 je následující:

Při sepnutí proudového obvodu začne fázovým vysokonapětovým vodičem 1 000 protékat proud, _ který vyvolá magnetické pole. Magnetické pole indukuje v měřicí cívce 26 napětí, které podle polarity nabije přes vstupní diodu 81 vstupní kondenzátor 82 a přes druheu vstupní disndu 83 druhý vstupní kondenzátsr 84. Současně se p napájecí cívce 7 indukuje napětí, které je přes první, druhou, třetí a čtvrtou diodu 104. 105. 106 a 107 usměrněno a nabíjí kondenzátor 108. Napájecí napětí dále prochází přes omezovači odpor 109 na filtrační kondenzátor 110 a na Zennrovu diodu 111. která stabilizuje napájecí napětí. Dělicí odpor 112 a druhý dělicí odpor 113 vytváří nulový bod napájecího napětí, který je vyveden na svorky 100 nulového napětí. Ze svorky 101 kladného napětí a svorky 102 záporného napětí jsou napájeny elektronické obvody celého zařízení. Kapacita filtračního kondenzátoru 110 zajištuje napájení zařízení při krátkodobém přerušení proudu ve vysokonapětsvém vodiči 1 OOP. Napájecí napětí je přivedeno přes odpor 128 Hallova generátoru 1 na kladnou napájecí avorku 203 Hallova generátoru 1. Na kladném vstupu 202 a záporném výstupu 204 Hallova generátoru 1 je napětí úměrné proudu ve fázovém vysokonapštovém vodiči 1 000. které je přes záporný vstup 401 a kladný vstup 407 přivedeno do operačního zesilovače 140. Pomoci vstupního dělicího odporu 129 a druhého vstupního dělicího odporu 130 jsou nastaveny pracovní poměry vstupních částí operačního zesilovače 140. Permanentním magnetem 28 a peteneiometm 133 a dělicími odjory 129 a 130cve vstupu speračníhs zesilovače 140 se nastaví takový režim operačního zesilovače 140. že tento pracuje při kladných půlvlnách proudu ve fázovém kvdiči 1 OOP. Transistor 137 v součinnosti b odporem 135 báze, odporem 136 emiteru a odporem 134 kolektoru zajištuje s kompenzačním kondenzátorem 138 frekvenční kompenzaci. Výstupní napětí v kolektoru tranzistoru 137 je v monolitickém A/D převodníku 141 převedeno do digitálního tvaru. Výstup monolitického A/D převodníku 141 je spojen se vstupem obvodu 142 asynchronního sériového přenesu dat. V * tomto obvodu 142 jsou data upravena de tvaru vhodného pro vysílání optickým vysílačem 143. Optické vlákno 144 zajištuje přenos informací a současně galvanicky odděluje vyeokonapětové části od indukčních obvodů. Po optickém vláknu 144 vysílaná data jdou do optického přid ' ' ' /· jinače 145. Získaný digitální signál je upraven v dekodéru 146 a vyhodnocen v indikačních a pamětových obvodech 22. Druhý Hallův generátor 4 má druhý kladný výstup 302 zapojen na . druhý záporný vstup 507. Třetí vstupní dělicí odpor 149. čtvrtý vstupní dělicí odpor 150, pátý vstupní odpor 151.’ šestý vstupní odpsr 152, druhý potencionetr 153 a druhý permanentní magnet 29 jsou nastaveny tak, že druhý operační zesilovač 160 pracuje při záporné půlvlně proudu ve fázovém vysokonapětovém vodiči 1 OOP.

Všechny další funkce tohoto kanálu joou zcela shodné s kanálem příslušným k operačnímu zesilovači 140. Napětí napětové sondy 9 je přee usměrňovači napětovou diodu 171 a ochranný odpor 172 přivedeno na ochrannou Zenerovu diodu 173 a dále přes omezující odpor 174 na optický vysílač 175 napětí. Údaj je přiváděn optickým vláknem 176 napětí na optický přijímač 177 napětí,z něhož jde informace o napěťovém stavu fázového vodiče, 0 - bez napětí, 1-vysoké napětí,do indikačních a paměťových obvodů 22. Zpožďovací obvod 88 zajišťuje vyslání informace o maximální amplitudě proudu, která je uchována na vstupním kondenzátem 82 a druhém vstupním ksndenzátsm 84. Přenos téte infsrmaee je zajištěn postupným sepnutím kontaktů časovacího relé 861 a kontaktů druhého časovacího relé 862. Zpožďovací obvod 88 zajištuje sepnutí nulovacího relé 85 a odepnutí časovacího relé 86 a druhého časovacího relé 87 po dosažení jmenovitého napětí na svorce kladného napětí 101 a tvorce záporného naCS 26G 871 Bl pití 102. '

Kenotrukční převedení:

Zařízení pre měření preudu v šitích vysokého napiti umoSňuje siření provozních a přechodných proudů na napětových hladinách vvn a zvn. Zařízeni tvoří elektronické obvody vložené do kovového vodivé spojeného uzavřeného neferomagnetického stíněného pouzdra 23. spojeného s fázový· vyookonapitovým vodičem 1 000. systémem propojovacích optických vláken 16. 17, 24 a «systémem optických přijímačů, dekodérů a indikační·! a pamětovými obvody umístěnými ’ na zemní» potenciálu stanice. Vysokonapětová část je konetruována pro přímou instalaci V? tlumivky vysekonapštového vedeni, což přináší výhodu vySSi intenzity magnetického pole. Indikační a pamitového obvody 22 udávají hodnotu preudu na digitálním displeji a umožňuji další zpracováni měřených hodnot v digitálním a analogovém tvaru.

Vybavení rozvoden zva a vvn tímto zařízeni· sníží potřebu transformátorů proudu ve stanici. čímž je současné dosaženo zvýšení spolehlivosti.provozu stanice. Další výhodou je jednoduchá montáž popsaného zařízeni do sítš a skutečnost, že zařízeni vykazuje vysokou spolehlivost, nebet i při výpadku jednoho kanálu zůstává mšření zachováno e výjimkou záznamu stejnosměrné složky při přechodných jevech. Optická vazba mezi vysokenapěíoveu části a indikačními obvody zcela omezuje přenos parazitních napětí do měřicích a ochranných prvků, což umožňuje bezpečné a spolehlivé zpracováni měřených dat počítači.

Claims (3)

1. PÍBDMÉIVYHÍLEZD ,

   1. Zařízení pro měření proudů v sítích vysokého napětí, vyznačující se tim, že k fázovému vysokonapštovému vodiči (1 000) je zapájen* série eložená z Hallova generátoru (1), operačního zesilovače (2), A/D převodníku (3), .obvodu (12) asynchronního sériového přenosu dat, optického vysilače (14), optického vlákna (16), optického přijímače (18), dekodéru (20) a indikačních a panítových obvodů (22), přičemž k druhému Hallovu generátoru (4) je zapojena série složená z druhého operačního zesilovače (5), druhého A/D převodníku (6), druhého obvodu (13) asynchronního přenosu dat, druhého optického, vysilače (15), druhého optického vlákna (17), druhého optického přijímače (19), druhého dekodéru (21).
2. 2. Zařízeni pro měření proudů v nitích vysokého napětí podle bodu 1, vyznačující ee tím, Se na vstup druhého obvodu (13) asynchronního přenosu dat je zapojena série eložená z cívky (26) maxima a časovacího obvodu (27).
3. 3. Zařízeni pro měřeni proudů v sítích vysokého napětí podle bodu 1, vyznačující oe tin, že k napštové sondě (9) je zapojen měnič (10) napětí - proud, třetí optický vysílač (11), třetí optické vlákno (24) a třetí optický přijímač (25).