PL211331B1

PL211331B1 - Method of testing the accuracy of measuring transformer with ferromagnetic core

Info

Publication number: PL211331B1
Application number: PL385578A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Pacholski; Artur Szczęsny
Original assignee: Politechnika Łodzka
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2012-05-31
Also published as: PL385578A1

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211331 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 385578 ^{(51) Int.Cl.} (12) PATENT DESCRIPTION (19) PL (11) 211331 (13) B1 (21) Application number: 385578 ^{(51) Int.Cl.}

G01R 35/02 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 03.07.2008G01R 35/02 (2006.01) (22) Filed on: 07/03/2008

Sposób sprawdzania dokładności elektronicznych przekładników prądowych z rdzeniem ferromagnetycznymMethod of checking the accuracy of electronic current transformers with a ferromagnetic core

(73) Uprawniony z patentu: (73) The right holder of the patent: POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL UNIVERSITY OF TECHNOLOGY OF LODZ, Łódź, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: (43) Application was announced: 04.01.2010 BUP 01/10 04/01/2010 BUP 01/10 (72) Twórca(y) wynalazku: (72) Inventor (s): KRZYSZTOF PACHOLSKI, Łódź, PL ARTUR SZCZĘSNY, Łódź, PL KRZYSZTOF PACHOLSKI, Łódź, PL ARTUR SZCZĘSNY, Łódź, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (45) The grant of the patent was announced: 31.05.2012 WUP 05/12 May 31, 2012 WUP 05/12 (74) Pełnomocnik: (74) Representative: rzecz. pat. Zbigniew Wojciech Bałczewski item. stalemate. Zbigniew Wojciech Bałczewski

PL 211 331 B1PL 211 331 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób sprawdzania dokładności elektronicznych przekładników prądowych z rdzeniem ferromagnetycznym, umożliwiający wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych tych przekładników.The subject of the invention is a method of checking the accuracy of electronic current transformers with a ferromagnetic core, enabling the determination of the frequency characteristics of these transformers.

Elektroniczne przekładniki prądowe z rdzeniem ferromagnetycznym, ze względu na małe wartości błędu amplitudowego i fazowego, mogą przetwarzać sygnały odkształcone, których częstotliwość należy do dolnego podzakresu pasma przetwarzania, w którym pracuje bez nasycenia blok elektroniczny przekładnika. Tymczasem, w materiałach katalogowych tych przekładników nie podaje się wartości tej częstotliwości. Natomiast, dla scharakteryzowania właściwości tych przekładników przy przetwarzaniu sygnałów odkształconych podaje się co najmniej 10-krotnie większą częstotliwość sinusoidalnego prądu pierwotnego, przy której błąd prądowy przekładnika jest równy 10%, co odpowiada zmniejszeniu współczynnika przetwarzania o 1 dB. Do wyznaczenia szerokości użytecznego pasma przetwarzania elektronicznych przekładników prądowych z rdzeniem ferromagnetycznym niezbędna jest znajomość przebiegu charakterystyki częstotliwościowej błędu prądowego oraz charakterystyki częstotliwościowej przetwarzania tych przekładników.Electronic current transformers with ferromagnetic core, due to low amplitude and phase error values, can process distorted signals, the frequency of which is in the lower sub-range of the conversion band, in which the transformer electronic unit works without saturation. Meanwhile, the catalog materials of these transformers do not provide the value of this frequency. However, to characterize the properties of these transformers in the processing of distorted signals, at least 10 times higher frequency of the sinusoidal primary current is given, at which the current error of the transformer is equal to 10%, which corresponds to a reduction of the conversion factor by 1 dB. In order to determine the effective processing bandwidth of electronic current transformers with ferromagnetic core, it is necessary to know the frequency characteristics of the current error and the frequency characteristics of the conversion of these transformers.

Z normy PN-EN 60044-8 jest znany sposób sprawdzania dokł adnoś ci w stanie ustalonym elektronicznych przekładników prądowych z rdzeniem ferromagnetycznym. Zgodnie z tą normą obwód pierwotny badanego przekładnika elektronicznego i obwód pierwotny transformatorowego przekładnika odniesienia zasila się prądem o ustalonej wartości i w tej samej chwili, w zatrzaskowym wzmacniaczu różnicowym, porównuje się wartość napięcia proporcjonalnego do prądu wtórnego przekładnika odniesienia z wartością napięcia proporcjonalnego do prądu wtórnego przekładnika badanego, po dopasowaniu sygnału prądu wtórnego przekaźnika badanego do poziomu sygnału prądu wtórnego przekładnika odniesienia. Różnica porównywanych napięć stanowi podstawę do wyliczenia błędu przekładnika badanego.The PN-EN 60044-8 standard describes a method of checking the steady-state accuracy of electronic current transformers with a ferromagnetic core. According to this standard, the primary circuit of the tested electronic transformer and the primary circuit of the reference transformer are supplied with a fixed current and at the same time, in a latching differential amplifier, the value of the voltage proportional to the secondary current of the reference transformer is compared with the value of the voltage proportional to the secondary current of the tested transformer. , after matching the secondary current signal of the test relay to the secondary current signal level of the reference transformer. The difference of the compared voltages is the basis for calculating the error of the tested transformer.

Sposób zalecany tą normą, ze względu na stosowanie w nim konwencjonalnego przekładnika wzorcowego, nie może być wykorzystany do wyznaczania częstotliwościowej charakterystyki błędu prądowego oraz częstotliwościowej charakterystyki przetwarzania przekładników wspomaganych elektronicznie, gdyż częstotliwość graniczna pasma przetwarzania przekładników elektronicznych jest > 100 kHz, zaś częstotliwość graniczna pasma przetwarzania przekładników konwencjonalnych jest < 500 Hz.The method recommended by this standard, due to the use of a conventional standard transformer in it, cannot be used to determine the frequency characteristics of the current error and the frequency characteristics of the conversion of electronically assisted transformers, because the cut-off frequency of the electronic transformer conversion band is> 100 kHz, and the cut-off frequency of the conversion band conventional transformers is <500 Hz.

Sposób sprawdzania dokładności elektronicznych przekładników prądowych z rdzeniem ferromagnetycznym, według wynalazku polega na tym, że obwód pierwotny badanego przekładnika zasila się sygnałem prądowym o zadanej wartości, kształcie i częstotliwości, korzystnie z kalibratora sygnałów elektrycznych z wbudowanym źródłem sygnału, połączonego z generatorem przebiegów arbitralnych, po czym mierzy się wartość napięcia proporcjonalnego do wartości chwilowej prądu pierwotnego i porównuje ją z wartością napięcia proporcjonalnego do wartości chwilowej prądu wtórnego badanego przekładnika. Nadto mierzy się wartość prądu wtórnego przekładnika i porównuje ją z nastawioną wartością skuteczną prądu pierwotnego. Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów wyznacza się kąt przesunięcia fazowego między sygnałem prądowym wejściowym i wyjściowym badanego przekładnika oraz charakterystykę częstotliwościową błędu prądowego i charakterystykę częstotliwościową przetwarzania badanego przekładnika.The method of checking the accuracy of electronic current transformers with a ferromagnetic core, according to the invention, is based on the fact that the primary circuit of the tested transformer is supplied with a current signal of a given value, shape and frequency, preferably from an electrical signal calibrator with a built-in signal source, connected to an arbitrary waveform generator, whereby the value of the voltage proportional to the instantaneous value of the primary current is measured and compared with the value of the voltage proportional to the instantaneous value of the secondary current of the tested transformer. Moreover, the value of the secondary current of the transformer is measured and compared with the set RMS value of the primary current. On the basis of the obtained measurement results, the phase shift angle between the input and output current signal of the tested transformer is determined, as well as the frequency characteristics of the current error and the frequency characteristics of the conversion of the tested transformer.

W sposobie według wynalazku wyeliminowano użycie transformatorowego przekładnika prądowego jako źródła sygnału wzorcowego.The method according to the invention eliminates the use of a transformer current transformer as a reference signal source.

Sposób według wynalazku umożliwia wyznaczenie częstotliwościowej charakterystyki błędu prądowego oraz częstotliwościowej charakterystyki przetwarzania elektronicznych przekładników prądowych, a nadto kąta przesunięcia fazowego między sygnałem prądowym wejściowym i wyjściowym tych przekładników.The method according to the invention makes it possible to determine the frequency characteristics of the current error and the frequency conversion characteristics of the electronic current transformers, and moreover the phase shift angle between the input and output current signal of these transformers.

Sposób według wynalazku umożliwia badanie dokładności elektronicznych przekładników prądowych również przy odkształconym sygnale testującym.The method according to the invention makes it possible to test the accuracy of electronic current transformers also with a distorted test signal.

Sposób według wynalazku ilustruje poniższy przykład z powołaniem się na rysunek schematyczny przedstawiający układ pomiarowy zawierający badany elektroniczny przekładnik prądowy.The method according to the invention is illustrated by the following example with reference to a schematic drawing showing a measuring system containing the tested electronic current transformer.

Obwód pierwotny badanego elektronicznego przekładnika prądowego 1 zasilano sinusoidalnym sygnałem prądowym z kalibratora sygnałów elektrycznych 2 z wbudowanym źródłem sygnału, połączonego z generatorem 3 przebiegów arbitralnych, przy pomocy których nastawiono wartość, kształt i częstotliwość sygnału prądowego zasilającego. Za pomocą oscyloskopu cyfrowego 4, połączonegoThe primary circuit of the tested electronic current transformer 1 was supplied with a sinusoidal current signal from an electric signal calibrator 2 with a built-in signal source, connected to a generator of 3 arbitrary waveforms, by means of which the value, shape and frequency of the supplying current signal were set. With 4 digital oscilloscope, linked

PL 211 331 B1 z wzorcowym obciążeniem Rf strony pierwotnej przekładnika 1 i znamionowym obciążeniem R_m strony wtórnej przekładnika 1, mierzono wartość napięcia proporcjonalnego do wartości chwilowej prądu pierwotnego J1 i wartość napięcia proporcjonalnego do wartości chwilowej prądu wtórnego I2 badanego przekładnika 1. Za pomocą multimetru laboratoryjnego 5, połączonego szeregowo z obciążeniem znamionowym R_m strony wtórnej przekładnika 1, mierzono wartość prądu wtórnego J2 przekładnika 1. Ponieważ oscyloskop 4, multimetr 5 i kalibrator 2 posiadały interfejsy komunikacyjne do połączenia z komputerem wyposażonym w program do sterowania nastawą kalibratora 2, gromadzenia wyników pomiarów i wyznaczania kąta przesunięcia fazowego między sygnałem prądowym wejściowym i wyjściowym przekładników oraz charakterystyk częstotliwościowych przekładników, za pomocą programu komputera wyznaczono wartość kąta przesunięcia fazowego φ między sygnałem prądowym wejściowym I1 i sygnałem wyjściowym I2 przekładnika 1 oraz charakterystyki: częstotliwościową błędu prądowego badanego przekładnika 1 oraz częstotliwościową przetwarzania przekładnika 1.PL 211 331 B1 with the reference load Rf of the primary side of the transformer 1 and the rated load R _{m of} the secondary side of the transformer 1, the voltage value proportional to the instantaneous value of the primary current J1 and the voltage value proportional to the instantaneous value of the secondary current I2 of the tested transformer were measured 1. 5, connected in series with the rated load R _{m of} the secondary side of transformer 1, the value of the secondary current J2 of transformer 1 was measured. As the oscilloscope 4, multimeter 5 and calibrator 2 had communication interfaces for connection with a computer equipped with a program for controlling the setting of calibrator 2, collecting measurement results and determining the phase shift angle between the input and output current signal of the transformers and the frequency characteristics of the transformers, using a computer program, the value of the phase shift angle φ between the input current signal I1 and the output signal I2 was determined kładnik 1 and the characteristics: the frequency of the current error of the tested transformer 1 and the frequency of processing of the transformer 1.

Claims

Patent claim

A method of checking the accuracy of electronic current transformers with a ferromagnetic core, characterized in that the primary circuit of the tested transformer is supplied with a current signal of a given value, shape and frequency, preferably from an electrical signal calibrator with an integrated signal source, connected to an arbitrary waveform generator, and then measures the value voltage proportional to the instantaneous value of the primary current and compares it with the value of the voltage proportional to the instantaneous value of the secondary current of the tested transformer, and also measures the value of the secondary current of the transformer and compares it with the preset RMS value of the primary current and, on the basis of the measurement results obtained, the phase shift angle is determined between the input and output current signal of the tested transformer as well as the frequency characteristics of the current error and the frequency characteristics of the conversion of the tested transformer.