FR2827388A1

FR2827388A1 - Single current measurement in three phase line for verifying connected transformers ratio and corresponding secondary winding connection, uses current transformers, summation circuit and selector circuit

Info

Publication number: FR2827388A1
Application number: FR0109134A
Authority: FR
Inventors: Frederic George
Original assignee: Alstom SA
Current assignee: Schneider Electric Energy France SAS
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2003-01-17
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: FR2827388B1

Abstract

A circuit for injecting an electrical pulse in the winding of each magnetic circuit includes a capacitor (20), a charging supply (21) and a discharge switch (23). A selector includes three selector switches (25,26,27), each in its closed position, short circuiting an input of a summation circuit (14). Single current measuring circuit for a three phase electrical line (R,S,T), each cable of the line includes a current transformer (1,2,3) having a magnetic circuit (4,5,6) equipped with a secondary winding (7,8,9) feeding a measuring shunt (10,11,12) whose terminal voltage represents the phase current image. The shunt voltages are fed into a summation circuit (14) which produces at its output a voltage (Vs) representing a homopolar line current. The measuring circuit also includes means (20,21,23) for injecting an electrical pulse into the secondary winding (7,8,9) of each magnetic circuit (4,5,6). A selector (25,26,27) ensures that the summator output signal (Vs) comes from a selected current transformer (1,2,3)

Description

Circuit de mesure du courant homopolaire d'une ligne de courant électrique triphasée
La présente invention concerne un circuit de mesure du courant homopolaire d'une ligne de courant électrique triphasée, chaque câble de phase de la ligne comprenant un transformateur d'intensité comportant un circuit magnétique équipé d'une bobine secondaire débitant sur un shunt de mesure dont la tension aux bornes, représentative du courant de phase, est envoyée, avec celle des deux autres shunts de mesure, vers un circuit sommateur de façon à fournir en sortie un signal image du courant homopolaire de la ligne triphasée. Homopolar current measurement circuit of a three-phase electric current line
The present invention relates to a circuit for measuring the zero sequence current of a three-phase electric current line, each phase cable of the line comprising a current transformer comprising a magnetic circuit equipped with a secondary coil delivering on a measurement shunt whose the terminal voltage, representative of the phase current, is sent, along with that of the other two measurement shunts, to a summing circuit so as to output an image signal of the zero-sequence current of the three-phase line.

Un tel circuit, qui comporte en outre des moyens supplémentaires pour obtenir un second signal de sortie image du courant maximal de phase, est utilisé pour surveiller le courant circulant dans les lignes, des seuils étant définis pour le courant homopolaire et le courant maximal de phase audessus desquels un signal de défaut est généré. Such a circuit, which furthermore comprises additional means for obtaining a second image output signal of the maximum phase current, is used to monitor the current flowing in the lines, thresholds being defined for the zero sequence current and the maximum phase current above which a fault signal is generated.

L'invention présente vise à vérifier, par des moyens simples et peu coûteux, lors de la mise en service d'un tel circuit de mesure, que le transformateur d'intensité installé sur chaque phase est celui qui convient (bon rapport de transformation) et que la bobine secondaire correspondante de chaque phase est bien connectée. The present invention aims to verify, by simple and inexpensive means, during the commissioning of such a measurement circuit, that the current transformer installed on each phase is the one that is suitable (good transformation ratio) and that the corresponding secondary coil of each phase is properly connected.

L'invention a ainsi pour objet un circuit de mesure du courant homopolaire d'une ligne de courant électrique triphasée, chaque câble de phase de la ligne comprenant un transformateur d'intensité comportant un circuit magnétique équipé d'une bobine secondaire débitant sur un shunt de mesure dont la tension aux bornes, représentative du courant de phase, est envoyée, avec celle des deux autres shunts de mesure, vers un circuit sommateur de façon à fournir en sortie un signal image du courant homopolaire de la ligne triphasée, caractérisée en ce que ledit circuit de mesure comprend en outre des moyens pour injecter une impulsion électrique dans la bobine secondaire de chaque circuit magnétique et des moyens de sélection pour que le signal qui en résulte, à la sortie dudit circuit sommateur provienne de la bobine sélectionnée. The invention thus relates to a circuit for measuring the zero sequence current of a three-phase electric current line, each phase cable of the line comprising a current transformer comprising a magnetic circuit equipped with a secondary coil discharging on a shunt measurement whose terminal voltage, representative of the phase current, is sent, along with that of the other two measurement shunts, to a summing circuit so as to output an image signal of the zero sequence current of the three-phase line, characterized in that that said measurement circuit further comprises means for injecting an electrical pulse into the secondary coil of each magnetic circuit and selection means so that the signal which results therefrom, at the output of said summing circuit, comes from the selected coil.

Avantageusement, les moyens pour injecter la dite impulsion électrique Advantageously, the means for injecting said electrical pulse

comprennent un condensateur, une alimentation pour sa charge et un interrupteur de décharge. include a capacitor, a power supply for its charge and a discharge switch.

Selon une réalisation, les moyens de sélection comprennent trois interrupteurs court-circuitant, en position fermée, chacune des entrées dudit circuit sommateur. According to one embodiment, the selection means comprise three switches short-circuiting, in the closed position, each of the inputs of said summing circuit.

On va maintenant donner la description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention en se reportant au dessin annexé dans lequel :
La fig. 1 représente un circuit de mesure selon l'invention. We will now give the description of an example of implementation of the invention with reference to the appended drawing in which:
Fig. 1 shows a measurement circuit according to the invention.

Les fig. 2 à 5 montrent les courbes représentatives du signal de sortie, lors d'un contrôle du bon raccordement des transformateurs d'intensité de mesure, selon que tout est en ordre ou que quelque chose ne va pas, soit dans un circuit magnétique soit dans une bobine, ou que le transformateur d'intensité installé n'est pas celui qui convient. Figs. 2 to 5 show the curves representative of the output signal, when checking the correct connection of the measuring intensity transformers, depending on whether everything is in order or something is wrong, either in a magnetic circuit or in a coil, or that the current transformer installed is not the right one.

La fig. 1 montre ainsi un circuit de mesure dont le signal de sortie Vs est un signal image du courant homopolaire d'une ligne électrique triphasée dont les trois câbles de phase sont référencés R, S, T. Fig. 1 thus shows a measurement circuit whose output signal Vs is an image signal of the zero sequence current of a three-phase electrical line whose three phase cables are referenced R, S, T.

Chaque câble de phase est équipé d'un transformateur d'intensité 1,2, 3 comprenant un circuit magnétique torique respectivement 4,5, 6 équipé d'une bobine secondaire 7,8, 9. Each phase cable is equipped with a current transformer 1,2, 3 comprising a toroidal magnetic circuit respectively 4,5, 6 equipped with a secondary coil 7,8, 9.

Les bobines 7,8, 9 débitent respectivement sur un shunt de mesure 10,11, 12 en série avec une résistance commune 13. The coils 7, 8, 9 flow respectively on a measuring shunt 10, 11, 12 in series with a common resistor 13.

La tension aux bornes de chaque shunt de mesure 10,11, 12, représentative du courant dans chaque phase R, S, T, est envoyée vers un circuit sommateur 14 de façon à obtenir en sortie un signal Vs représentatif du courant homopolaire circulant dans la ligne triphasée R, S, T. The voltage across each measurement shunt 10, 11, 12, representative of the current in each phase R, S, T, is sent to a summing circuit 14 so as to obtain an output signal Vs representative of the zero sequence current flowing in the three-phase line R, S, T.

Le circuit sommateur comprend un amplificateur opérationnel 15 monté en sommateur comportant des impédances d'entrée 16,17, 18 relié à l'entrée négative de l'amplificateur et une impédance 19 disposée entre l'entrée positive de l'amplificateur et la masse M à laquelle est reliée la borne commune W des shunts 10,11 et 12. The summing circuit comprises an operational amplifier 15 mounted as a summing device comprising input impedances 16, 17, 18 connected to the negative input of the amplifier and an impedance 19 disposed between the positive input of the amplifier and the ground M to which the common terminal W of shunts 10, 11 and 12 is connected.

Selon l'invention et afin de contrôler, lors de la mise en service du circuit de mesure, que les transformateurs d'intensité installés 1,2, 3 sont les bons (bon rapport de transformation), que les circuits magnétiques 4,5, 6 sont bien fermés (il s'agit de tores magnétiques connus, coupés en deux permettant de les placer autour des câbles sans avoir à les déconnecter, la According to the invention and in order to check, when the measurement circuit is put into service, that the current transformers installed 1,2, 3 are the right ones (good transformation ratio), that the magnetic circuits 4,5, 6 are well closed (these are known magnetic toroids, cut in half allowing them to be placed around the cables without having to disconnect them, the

fermeture de chaque tore étant réalisée d'une façon connue au moyen d'une grenouillère), et que les bobines secondaires 7,8, 9 sont bien connectées au circuit de mesure, le circuit de mesure comprend en outre des moyens pour injecter une impulsion électrique dans la bobine de chaque circuit magnétique et des moyens pour sélectionner le circuit magnétique et la bobine à contrôler. Le signal de sortie Vs est alors analysé pour en tirer les conclusions. closure of each torus being carried out in a known manner by means of a latch), and the secondary coils 7, 8, 9 are well connected to the measurement circuit, the measurement circuit further comprises means for injecting a pulse electric in the coil of each magnetic circuit and means for selecting the magnetic circuit and the coil to be checked. The output signal Vs is then analyzed to draw conclusions.

Dans l'exemple représenté, on utilise pour générer cette impulsion la décharge d'un condensateur. In the example shown, the discharge of a capacitor is used to generate this pulse.

Un condensateur 20 chargé par une alimentation 21 à travers une résistance 22 est ainsi monté avec un interrupteur de décharge 23 entre le point commun 24 des bobines 7,8, 9 et la borne commune W des trois shunts de mesure 10,11 et 12. A capacitor 20 charged by a power supply 21 through a resistor 22 is thus mounted with a discharge switch 23 between the common point 24 of the coils 7, 8 and 9 and the common terminal W of the three measurement shunts 10, 11 and 12.

De façon à sélectionner le transformateur d'intensité 1,2 ou 3 pour lequel on souhaite analyser le signal de sortie Vs suite à une décharge du condensateur 20 par la fermeture de l'interrupteur 23, le circuit est équipé en outre de moyens de sélection qui, dans l'exemple représenté, sont trois interrupteurs 25,26 et 27 permettant de court-circuiter pour chaque shunt de mesure 10,11 ou 12, la tension d'entrée vers le circuit sommateur 14. In order to select the current transformer 1,2 or 3 for which it is desired to analyze the output signal Vs following a discharge of the capacitor 20 by the closing of the switch 23, the circuit is furthermore equipped with selection means which, in the example shown, are three switches 25, 26 and 27 making it possible to short-circuit for each measurement shunt 10, 11 or 12, the input voltage to the summing circuit 14.

La vérification est faite de la façon suivante, la ligne étant hors charge : lors de la mise en service du circuit de mesure et pour vérifier les bonnes connexions des bobines 7,8 et 9, la bonne fermeture des circuits magnétiques 4,5, 6 et que l'on a placé sur les phases les transformateurs d'intensité ayant le bon rapport de transformation, on contrôle séparément chaque transformateur d'intensité : 1,2 ou 3. Pour vérifier le T. I. 1, on ferme d'abord les interrupteurs 26 et 27 puis l'interrupteur de décharge 23. The verification is carried out as follows, the line being unloaded: during the commissioning of the measurement circuit and to verify the correct connections of the coils 7,8 and 9, the correct closing of the magnetic circuits 4,5, 6 and that the intensity transformers with the right transformation ratio have been placed on the phases, each intensity transformer is checked separately: 1,2 or 3. To check the TI 1, we first close the switches 26 and 27 then the discharge switch 23.

Pour vérifier le T. I. 2, on ferme les interrupteurs 25 et 27 puis l'interrupteur de décharge 23. To check the T.I. 2, the switches 25 and 27 are closed then the discharge switch 23.

Enfin, pour vérifier le T. I. 3, on ferme les interrupteurs 25 et 26 puis l'interrupteur de décharge 23. Finally, to check the T. I. 3, we close the switches 25 and 26 then the discharge switch 23.

Dans le cas où tout est correct, pour un T. I. déterminé, le signal de sortie Vs est conforme à celui représenté Fig. 2 : le signal est d'amplitude modéré et relativement long. In the event that everything is correct, for a determined T. I., the output signal Vs conforms to that shown in FIG. 2: the signal is of moderate amplitude and relatively long.

Si la bobine du T. I. n'est pas raccordée au circuit de mesure, l'impédance est infinie et il n'y a pas de signal de sortie Vs. If the coil of the I.T. is not connected to the measuring circuit, the impedance is infinite and there is no output signal Vs.

Si la bobine est en court-circuit, le signal de sortie est bref et de grande amplitude comme représenté Fig. 3. If the coil is short-circuited, the output signal is brief and of large amplitude as shown in Fig. 3.

Si le circuit magnétique n'est pas fermé, l'inductance est plus faible et le signal de sortie est plus court et d'amplitude plus forte que dans le cas normal, on a alors un signal tel que représenté Fig. 4. If the magnetic circuit is not closed, the inductance is lower and the output signal is shorter and of stronger amplitude than in the normal case, there is then a signal as shown in FIG. 4.

Enfin, si le rapport de transformation du T. I. n'est pas correct et par exemple de 500/1 au lieu de 2200/1, l'impédance est plus faible, le signal de sortie est plus court et d'amplitude plus forte que dans le cas normal : la fig. 5 montre un tel signal. Finally, if the transformation ratio of the TI is not correct and for example 500/1 instead of 2200/1, the impedance is lower, the output signal is shorter and of stronger amplitude than in the normal case: fig. 5 shows such a signal.

Claims

CLAIMS 1. Circuit for measuring the zero sequence current of a three-phase electric current line (R, S, T), each cable of the line comprising an intensity transformer (1,2, 3) comprising a magnetic circuit (4, 5, 6) equipped with a secondary coil (7,8, 9) delivering on a measurement shunt (10,11, 12) whose voltage across the terminals, representative of the phase current image, is sent, with that of the other two measurement shunts, to a summing circuit (14) so as to output an image signal (Vs) of the zero sequence current of the line, characterized in that said measurement circuit further comprises means (20, 21, 23) for injecting an electrical pulse into the secondary coil (7,8, 9) of each magnetic circuit (4,5, 6) and means (25,26, 27) of selection so that the resulting signal (Vs), at the output of said summing circuit (14) comes from the intensity transformer (1,2,

3) selected.

2. Measuring circuit according to claim 1, characterized in that the means for injecting an electric pulse into the coil of each magnetic circuit comprise a capacitor (20), a power supply (21) for its charge and a discharge switch (23 ).

3. Measuring circuit according to one of claims 1 or 2 characterized in that said selection means comprise three switches (25,26, 27) each shorting, in the closed position, an input of said summing circuit (14).