RU166063U1 - DEVICE FOR CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENTS IN A HIGH VOLTAGE NETWORK - Google Patents

DEVICE FOR CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENTS IN A HIGH VOLTAGE NETWORK Download PDF

Info

Publication number
RU166063U1
RU166063U1 RU2016118189/28U RU2016118189U RU166063U1 RU 166063 U1 RU166063 U1 RU 166063U1 RU 2016118189/28 U RU2016118189/28 U RU 2016118189/28U RU 2016118189 U RU2016118189 U RU 2016118189U RU 166063 U1 RU166063 U1 RU 166063U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
current
analog
signal
optical output
Prior art date
Application number
RU2016118189/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Игоревич Марценюк
Андрей Станиславович Медведев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью"АЙ-ТОР"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью"АЙ-ТОР" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью"АЙ-ТОР"
Priority to RU2016118189/28U priority Critical patent/RU166063U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU166063U1 publication Critical patent/RU166063U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

Устройство измерения тока и напряжения в высоковольтной сети, содержащее первичные масштабные преобразователи тока и напряжения, аналого-цифровые преобразователи с оптическим выходом для сигналов измеренного тока и напряжения, световоды для передачи сигнала об измеренном токе и напряжении, приемное устройство, отличающееся тем, что аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом для сигнала тока находится на стороне высокого потенциала и питается от быстронасыщающегося трансформатора тока, а аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом для сигнала напряжения находится на стороне низкого потенциала, и питается от внешнего источника питания.A device for measuring current and voltage in a high-voltage network, containing primary scale converters of current and voltage, analog-to-digital converters with an optical output for signals of the measured current and voltage, optical fibers for transmitting a signal of the measured current and voltage, a receiving device, characterized in that a digital converter with an optical output for the current signal is on the high potential side and is powered by a fast saturating current transformer, and an analog-to-digital converter with an optical output for the voltage signal is on the low potential side, and is powered by an external power source.

Description

Полезная модель относится к электрическому высоковольтному оборудованию для масштабного преобразования тока и напряжения до величин, пригодных для измерения стандартными электроизмерительными приборами.The utility model relates to electrical high-voltage equipment for large-scale conversion of current and voltage to values suitable for measurement with standard electrical measuring instruments.

Электрическое высоковольтное оборудование для масштабного преобразования тока и напряжения, известные в настоящее время это классические электромагнитные трансформаторы тока и напряжения, а также делители напряжения, описание которых можно найти, например, в следующих источниках:High-voltage electrical equipment for large-scale conversion of current and voltage, currently known are the classic electromagnetic current and voltage transformers, as well as voltage dividers, a description of which can be found, for example, in the following sources:

1. Барзилович В.М. Высоковольтные трансформаторы тока. Л.: «Госэнергоиздат», 1962 г.1. Barzilovich V.M. High voltage current transformers. L .: Gosenergoizdat, 1962

2. Бачурин Н.И. Трансформаторы тока. Л.: «Энергия», 1964 г.2. Bachurin N.I. Current transformers. L .: "Energy", 1964

3. Вавин В.Н. Трансформаторы тока. М.: «Энергия», 1966 г.3. Vavin V.N. Current transformers. M .: "Energy", 1966

4. Вавин В.Н. Трансформаторы напряжения и их вторичные цепи. 2-е изд. -М.: «Энергия», 1977 г.4. Vavin V.N. Voltage transformers and their secondary circuits. 2nd ed. -M .: "Energy", 1977

5. Трансформаторы тока / В.В. Афанасьев, Н.М. Адоньев, В.М. Кибель и др. - 2-е изд., - Л.: «Энергоатомиздат». Ленингр. Отд., 1989 г.5. Current transformers / V.V. Afanasyev, N.M. Adonyev, V.M. Kibel et al. - 2nd ed., - L .: Energoatomizdat. Leningra. Sep., 1989

К более современным разработкам электрического высоковольтного оборудования для масштабного преобразования величин тока и. напряжения относятся преобразователи, с измерением тока и напряжения на основе эффектов Фарадея и Поккельса, например, преобразователь типа NXVCT производства фирмы "NxtPhase T&D Corporation", описание которого приведено в следующем источнике:To more modern developments of electric high-voltage equipment for large-scale conversion of current and. voltages include converters with current and voltage measurements based on the Faraday and Pockels effects, for example, an NXVCT converter manufactured by NxtPhase T&D Corporation, which is described in the following source:

6. Ссылка в сети интернет:6. Internet link:

http://pro-ln.ru/ru/production_services/nxvct.html.http://pro-ln.ru/ru/production_services/nxvct.html.

Также к более современному оборудованию относятся преобразователи с измерение тока и напряжения на основе эффекта Холла, например датчики типов NCS или ES производства концерна ABB, описание которого приведено в следующем источнике:Also, more modern equipment includes transducers with current and voltage measurements based on the Hall effect, for example, ABS type sensors NCS or ES, which are described in the following source:

7. Ссылка в сети интернет:7. Internet link:

http://fmccgroup.ru/products/protecting_measuring/sensors.http://fmccgroup.ru/products/protecting_measuring/sensors.

Так же общеизвестны преобразователи тока и напряжения, включающие классические трансформаторы тока и делители напряжения, с дальнейшей передачей и преобразованием информации об измеряемом токе и напряжении по оптическим каналам связи, при этом оптический канал одновременно служит изоляцией от высокого напряжения и гальванической развязкой. Такие преобразователи известны из следующих источников:Current and voltage converters are also well known, including classical current transformers and voltage dividers, with further transmission and conversion of information about the measured current and voltage via optical communication channels, while the optical channel simultaneously serves as isolation from high voltage and galvanic isolation. Such converters are known from the following sources:

8. Патент РФ на полезную модель №100284 «Устройство измерения и обработки электрических величин в цепях с полной гальванической развязкой»;8. RF patent for utility model No. 100284 “Device for measuring and processing electrical quantities in circuits with full galvanic isolation”;

9. Патент РФ на изобретение №2365922 «Оптико-электронный датчик тока»;9. RF patent for the invention No. 2365922 "Optoelectronic current sensor";

10. Патент РФ на изобретение №2516034 «Устройство измерения тока и напряжения в высоковольтной сети».10. RF patent for the invention No. 2516034 "Device for measuring current and voltage in a high-voltage network."

Наиболее близким по технической сущности к патентуемому устройству следует считать преобразователь, описанный в последнем источнике.The closest in technical essence to the patented device should be considered the converter described in the last source.

Описанное устройство содержит:The described device contains:

- Первичный масштабный преобразователь тока (электромагнитный преобразователь тока или токовый шунт);- Primary scale current transducer (electromagnetic current transducer or current shunt);

- Первичный масштабный преобразователь напряжения (высокоомный делитель напряжения) с выводами на сторону высокого потенциала;- Primary scale voltage converter (high-resistance voltage divider) with leads to the high potential side;

- Аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом преобразованного сигнала;- An analog-to-digital converter with an optical output of the converted signal;

- Блок питания;- Power Supply;

- Быстронасыщающийся трансформатор тока;- Fast saturating current transformer;

- Дополнительную обмотку быстронасыщающегося трансформатора тока;- An additional winding of a rapidly saturable current transformer;

- Триггерное устройство с электромеханическим или электронным ключом;- Trigger device with an electromechanical or electronic key;

- Изоляционную конструкцию (изолятор);- Insulation design (insulator);

- Световод (оптическое стеклянное волокно);- Optical fiber (optical glass fiber);

- Приемное устройство.- The receiving device.

При протекании тока высокого напряжения, происходит измерение тока с помощью первичного масштабного преобразователя тока, и измерение напряжения с помощью высокоомного делителя напряжения. Измеренные величины передаются в аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом, где происходит кодирование сигнала и передача его по световоду на сторону низкого потенциала с последующей расшифровкой в приемном устройстве.When a high voltage current flows, current is measured using a primary scaled current converter, and voltage is measured using a high-resistance voltage divider. The measured values are transmitted to an analog-to-digital converter with an optical output, where the signal is encoded and transmitted through the fiber to the low potential side, followed by decryption in the receiving device.

Блок питания получает энергию от высоковольтной сети через быстронасыщающийся трансформатор. При пропадании тока в высоковольтной сети, и наличия высокого напряжения, триггерное устройство подключает дополнительную обмотку в быстронасыщающемся трансформаторе тока, и через нее начинает протекать ток от высоковольтной сети на первичный масштабный преобразователь напряжения. При этом питание аналого-цифрового преобразователя не прекращается, так как через быстронасыщающийся трансформатор тока протекает ток, обеспечивая электрическое питание. При появлении тока в высоковольтной сети триггерное устройство отключает дополнительную обмотку, и быстронасыщающийся трансформатор тока начинает работать в штатном режиме.The power supply receives energy from the high-voltage network through a fast-saturable transformer. In the event of a loss of current in the high-voltage network, and the presence of a high voltage, the trigger device connects an additional winding in a rapidly saturable current transformer, and current flows from the high-voltage network to the primary large-scale voltage converter through it. At the same time, the power of the analog-to-digital converter does not stop, since current flows through the rapidly saturating current transformer, providing electrical power. When current appears in the high-voltage network, the trigger device turns off the additional winding, and the rapidly saturable current transformer starts to work as usual.

Недостатком известного устройства измерения тока и напряжения в высоковольтной сети является низкая точность измерения при небольших значениях токов. При протекании тока в сети, значение которого лежит в области срабатывания триггерного устройства, питание аналого-цифрового преобразователя будет постоянно переключатся с питания от протекающего тока на питание от дополнительной обмотки, внося в измерения значения различных переходных процессов. Дополнительная обмотка, к тому же будет вносит погрешность в измерение напряжения, так как дополнительно нагружает паразитным током первичный масштабный преобразователь напряжения.A disadvantage of the known device for measuring current and voltage in a high voltage network is the low measurement accuracy at low currents. When current flows in the network, the value of which lies in the response area of the trigger device, the power of the analog-to-digital converter will constantly switch from power from the flowing current to power from the additional winding, introducing various transient values into the measurements. The additional winding, in addition, will introduce an error into the voltage measurement, since it additionally loads the primary scale voltage converter with parasitic current.

Кроме этого, размещение большого количества электронных блоков (два преобразователя, бок питания, триггерное устройство), пусть даже в экранированном корпусе на стороне высокого потенциала, делает устройство ненадежным.In addition, the placement of a large number of electronic units (two converters, a power supply side, a trigger device), even in a shielded case on the high potential side, makes the device unreliable.

Полезной моделью решается задача повышения точности преобразования, упрощения устройства в целом, перенос части электронных компонентов на сторону низкого потенциала, что в конечном итоге повышает надежность устройства в целом.A useful model solves the problem of increasing the conversion accuracy, simplifying the device as a whole, transferring part of the electronic components to the low potential side, which ultimately increases the reliability of the device as a whole.

Полезной моделью решается задача создания устройства измерения тока и напряжения с высокой точностью измерения и высокой надежностью.A useful model solves the problem of creating a device for measuring current and voltage with high accuracy and high reliability.

Это достигается тем, что измерение высокого напряжения, будет выполняться тем же первичным масштабным преобразователь напряжения (высокоомным делителем напряжения), но с выводами на сторону низкого потенциала. При этом из конструкции будет исключено триггерное устройство, дополнительная обмотка в быстронасыщающемся трансформаторе тока, и энергопотребление аналого-цифрового преобразователя при этом будет снижено вдвое - теперь кодированию подлежит только один сигнал измеряемого тока. На стороне низкого потенциала, для повышения точности измерения, установлен аналого-цифровой преобразователь, питание которого осуществится с помощью внешнего блока питания. Далее оптические сигналы с обоих цифро-аналоговых преобразователей подаются на приемное устройство, где и происходит дальнейшая обработка и выдача сигналов тока и напряжения в аналоговом виде.This is achieved by the fact that the measurement of high voltage will be performed by the same primary large-scale voltage converter (high-resistance voltage divider), but with leads to the low potential side. At the same time, the trigger device, the additional winding in the rapidly saturable current transformer will be excluded from the design, and the energy consumption of the analog-to-digital converter will be reduced by half - now only one signal of the measured current is subject to encoding. On the low potential side, to increase the measurement accuracy, an analog-to-digital converter is installed, the power of which is carried out using an external power supply. Next, the optical signals from both digital-to-analog converters are fed to the receiving device, where further processing and generation of current and voltage signals in analog form takes place.

Перенос измерения напряжения и аналого-цифровой преобразователя для измерения напряжения на сторону низкого напряжения позволит отказаться от триггерного устройства и дополнительной обмотки в быстронасыщающимся трансформаторе, повысит точность измерения вне зависимости от протекающего тока, и повысит надежность всего устройства в целом.The transfer of voltage measurement and an analog-to-digital converter for measuring voltage to the low voltage side will allow you to abandon the trigger device and additional winding in a fast-saturable transformer, increase the measurement accuracy regardless of the flowing current, and increase the reliability of the whole device.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре 1 изображен эскиз патентуемого устройства измерения тока и напряжения в высоковольтной сети.The utility model is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a sketch of a patented device for measuring current and voltage in a high voltage network.

Патентуемое устройство измерения тока и напряжения в высоковольтной сети содержит:A patented device for measuring current and voltage in a high-voltage network contains:

1 - главная изоляция (например, высоковольтный изолятор);1 - main insulation (for example, a high voltage insulator);

2 - Быстронасыщающийся трансформатор тока;2 - Fast saturating current transformer;

3 - Первичный масштабный преобразователь напряжения (высокоомный делитель напряжения);3 - Primary scale voltage converter (high-resistance voltage divider);

4 - Аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом сигнала тока;4 - An analog-to-digital converter with an optical output of a current signal;

5 - Первичный масштабный преобразователь тока (например, электромагнитный преобразователь тока или токовый шунт);5 - Primary scaled current transducer (for example, electromagnetic current transducer or current shunt);

6 - Блок питания;6 - power supply;

7 - Линия подачи напряжения;7 - Line voltage;

8 - Аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом сигнала напряжения;8 - An analog-to-digital converter with an optical output of a voltage signal;

9 - Световод (оптическое стеклянное волокно) для передачи сигнала тока;9 - Optical fiber (optical glass fiber) for transmitting a current signal;

10 - Световод (оптическое стеклянное волокно) для передачи сигнала напряжения;10 - Optical fiber (optical glass fiber) for transmitting a voltage signal;

11 - Приемное устройство;11 - receiving device;

12 - Внешний блок питания.12 - External power supply.

Патентуемое устройство измерения тока и напряжения в высоковольтной сети работает следующим образом. При протекании измеряемого тока через масштабный преобразователь тока 5 происходит масштабное преобразование тока. Передать напрямую полученный сигнал нельзя, так эти элементы находятся на стороне высокого напряжения. Измеренный сигнал передается на аналого-цифровой преобразователь тока с оптическим выходом 4, и по световоду для передачи сигнала тока 9, передается непосредственно на приемное устройство 11, где декодируется и выдается в масштабном аналоговом виде для измерения стандартными электроизмерительными устройствами. Питание аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом тока 4 производится от блока питания 6, который в свою очередь получает питание от быстронасыщающегося трансформатор тока 2. Измерение напряжения производится первичным масштабным преобразователь напряжения 3 с выводами на сторону низкого потенциала. Сигнал об измеренном напряжении подается на аналого-цифровой преобразователь напряжения 8, установленного на стороне низкого потенциала. Сигнал преобразуется в оптическую форму, и по световоду для передачи сигнала напряжения 10 передается в приемное устройство 11, где декодируется и выдается в масштабном аналоговом виде для измерения стандартными электроизмерительными устройствами. Питание аналого-цифрового преобразователя напряжения 8 осуществляется от внешнего блока питания 12 по линии подачи напряжения 7.Patented device for measuring current and voltage in a high voltage network operates as follows. When the measured current flows through a large-scale current transducer 5, a large-scale current conversion occurs. It is impossible to transmit the received signal directly, since these elements are on the high voltage side. The measured signal is transmitted to an analog-to-digital current converter with optical output 4, and is transmitted directly to the receiving device 11 through a fiber for transmitting the current signal 9, where it is decoded and issued in a large-scale analog form for measurement by standard electrical measuring devices. The analog-to-digital converter with an optical current output 4 is powered from a power supply 6, which in turn receives power from a rapidly saturable current transformer 2. Voltage is measured by a primary large-scale voltage converter 3 with leads to the low potential side. The signal of the measured voltage is fed to an analog-to-digital voltage converter 8 mounted on the low potential side. The signal is converted into optical form, and through a fiber for transmitting the voltage signal 10 is transmitted to the receiving device 11, where it is decoded and issued in large-scale analog form for measurement by standard electrical measuring devices. The power of the analog-to-digital voltage converter 8 is provided from an external power supply unit 12 via a voltage supply line 7.

Таким образом, создано устройство измерения тока и напряжения с большей точностью измерения и с большей надежностью.Thus, a device for measuring current and voltage with greater measurement accuracy and with greater reliability.

Claims (1)

Устройство измерения тока и напряжения в высоковольтной сети, содержащее первичные масштабные преобразователи тока и напряжения, аналого-цифровые преобразователи с оптическим выходом для сигналов измеренного тока и напряжения, световоды для передачи сигнала об измеренном токе и напряжении, приемное устройство, отличающееся тем, что аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом для сигнала тока находится на стороне высокого потенциала и питается от быстронасыщающегося трансформатора тока, а аналого-цифровой преобразователь с оптическим выходом для сигнала напряжения находится на стороне низкого потенциала, и питается от внешнего источника питания.
Figure 00000001
A device for measuring current and voltage in a high-voltage network, containing primary scale converters of current and voltage, analog-to-digital converters with an optical output for signals of the measured current and voltage, optical fibers for transmitting a signal of the measured current and voltage, a receiving device, characterized in that the analog a digital converter with an optical output for the current signal is on the high potential side and is powered by a fast saturating current transformer, and an analog-to-digital converter with an optical output for the voltage signal is on the low potential side, and is powered by an external power source.
Figure 00000001
RU2016118189/28U 2016-05-10 2016-05-10 DEVICE FOR CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENTS IN A HIGH VOLTAGE NETWORK RU166063U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118189/28U RU166063U1 (en) 2016-05-10 2016-05-10 DEVICE FOR CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENTS IN A HIGH VOLTAGE NETWORK

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016118189/28U RU166063U1 (en) 2016-05-10 2016-05-10 DEVICE FOR CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENTS IN A HIGH VOLTAGE NETWORK

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU166063U1 true RU166063U1 (en) 2016-11-10

Family

ID=57280469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016118189/28U RU166063U1 (en) 2016-05-10 2016-05-10 DEVICE FOR CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENTS IN A HIGH VOLTAGE NETWORK

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU166063U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648020C1 (en) * 2017-04-11 2018-03-21 Общество с ограниченной ответственностью "АЙ-ТОР" Device for measuring ac voltage and voltage with galvanic distribution
RU2690860C1 (en) * 2018-06-23 2019-06-06 Дмитрий Валерьевич Хачатуров High-voltage measuring device and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648020C1 (en) * 2017-04-11 2018-03-21 Общество с ограниченной ответственностью "АЙ-ТОР" Device for measuring ac voltage and voltage with galvanic distribution
RU2690860C1 (en) * 2018-06-23 2019-06-06 Дмитрий Валерьевич Хачатуров High-voltage measuring device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4158810A (en) Telemetering post for measuring variables in a high-voltage overhead line
RU166063U1 (en) DEVICE FOR CURRENT AND VOLTAGE MEASUREMENTS IN A HIGH VOLTAGE NETWORK
EP2116854B1 (en) Active current sensor and current measuring device
RU2321916C2 (en) Switch with built-in current and/or voltage sensor
RU174357U1 (en) DIGITAL CURRENT AND VOLTAGE TRANSFORMER
RU2516034C1 (en) Current and voltage measurement device in high-voltage network
RU196893U1 (en) DIGITAL CURRENT AND VOLTAGE TRANSFORMER
Djokic et al. An optically isolated hybrid two-stage current transformer for measurements at high voltage
RU174411U1 (en) DIGITAL CURRENT AND VOLTAGE TRANSFORMER
US9267972B2 (en) Integrated galvanically isolated meter devices and methods for making integrated galvanically isolated meter devices
RU2648020C1 (en) Device for measuring ac voltage and voltage with galvanic distribution
Saitoh et al. Electronic instrument transformers for integrated substation systems
EP2807664A1 (en) Combined transformer for power system
RU2525581C1 (en) Electronic current and voltage sensor on high potential
RU94348U1 (en) ELECTRIC ENERGY METER WITH OUTDOOR CURRENT SENSORS
RU2365922C1 (en) Optical-electronic current sensor
RU100284U1 (en) DEVICE FOR MEASUREMENT AND PROCESSING OF ELECTRIC VALUES IN CHAINS WITH FULL Galvanic isolation
RU198991U1 (en) NON-INVASIVE DEVICE FOR REMOTE CONVERSION OF CURRENT AND VOLTAGE IN A HIGH-VOLTAGE NETWORK
RU152974U1 (en) HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE
RU2408891C2 (en) Device for measuring alternating current in high-voltage circuit, alternating current measuring method
RU150386U1 (en) HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE
WO2019160437A1 (en) Combined current and voltage transformer
CN115453188A (en) Direct-current electronic current transformer based on current divider and TMR sensor
RU170116U1 (en) HIGH VOLTAGE DIGITAL CURRENT MEASUREMENT DEVICE
RU2678330C1 (en) Currents in the high-voltage oil-filled transformers, auto-transformers or electrical reactors windings measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180511

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20190402