RU203310U1 - Регулятор фазы переходного процесса в цепях переменного напряжения для измерения пусковых и стартовых токов электротехнических устройств - Google Patents

Регулятор фазы переходного процесса в цепях переменного напряжения для измерения пусковых и стартовых токов электротехнических устройств Download PDF

Info

Publication number
RU203310U1
RU203310U1 RU2020134565U RU2020134565U RU203310U1 RU 203310 U1 RU203310 U1 RU 203310U1 RU 2020134565 U RU2020134565 U RU 2020134565U RU 2020134565 U RU2020134565 U RU 2020134565U RU 203310 U1 RU203310 U1 RU 203310U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
starting
voltage
switching
phase regulator
unit
Prior art date
Application number
RU2020134565U
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Григорьевич Никифоров
Александр Леонидович Архипов
Original Assignee
Сергей Григорьевич Никифоров
Александр Леонидович Архипов
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 Сергей Григорьевич Никифоров, Александр Леонидович Архипов filed Critical Сергей Григорьевич Никифоров
Priority to RU2020134565U priority Critical patent/RU203310U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU203310U1 publication Critical patent/RU203310U1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области метрологии электрических характеристик устройств электротехники при их включении/выключении в цепях переменного тока. Регулятор фазы переходного процесса в сетях переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные блок формирования импульсов переменной длительности, снабженный компаратором напряжения с изменяемым уровнем опорного напряжения, блок деления частоты напряжения питающей сети и блок исполнительного устройства коммутации. Технический результат - повышение точности измерений и достоверности оценки параметров переходных процессов пусковых и стартовых токов относительно момента включения.

Description

Полезная модель относится к области метрологии электрических характеристик устройств электротехники при их включении/выключении в цепях переменного тока.
Любой электроприбор, приводимый в рабочее состояние подключением к источнику электроэнергии, неизбежно вызывает возникновение переходных процессов в момент коммутации в цепи, которую он сформировал своим подключением. Это связано и с реакцией источника электроэнергии на такое подключение (он всегда содержит комплексные составляющие своей внутренней цепи), и с переходными процессами в элементах схемы электроприбора. Природа указанных процессов лежит в области резонансных явлений в обозначенных цепях при появлении переднего (или, соответственно, заднего - при выключении) фронта импульса поданного напряжения питания, временные параметры которого (форма, крутизна, длительность) существенно отличаются от длительной непрерывной последовательности периодов синусоидального напряжения (напряжения любой формы) стационарного режима питания с частотой 1(400 Гц и амплитудой 12÷600 В. Одним из самых значительных проявлений резонансных переходных процессов в цепях нелинейных устройств, которыми являются, в частности, светильники на основе светодиодов или газоразрядных ламп, является значительное увеличение потребляемого тока в течение первых периодов синусоиды питающего напряжения. Однако цепи питания устройств электротехники, особенно если они собраны в группы, как правило, имеют достаточно ограниченный выделенный диапазон потребляемой мощности, обеспечиваемой данной сетью. Таким образом, в моменты коммутации, такие сети испытывают значительные перегрузки по току, но благодаря малому времени действия такой перегрузки, необратимых последствий в корректно рассчитанных сетях не происходит. Последнее обстоятельство также обязано рациональному применению устройств защитной автоматики, которые имеют свои характеристики срабатывания и реакции на перегрузки, от которых и призваны защищать цепи.
Таким образом, знание реальных параметров переходных процессов (т.н. пусковых или стартовых токов) потребителей крайне важно для необходимой корректности проектирования сети питания, в которую, в т.ч. входят и подводящие кабели, и устройства коммутации, и защитная автоматика. Стоит, однако, отметить, что ни в каких нормативно-правовых актах по отношению к светотехнической продукции данные параметры не нормируются, как не существует и утвержденных или общепринятых методик измерений их характеристик.
С учетом вышесказанного, задача, решаемая при создании заявленной полезной модели, состоит в обеспечении возможности измерения параметров пусковых и стартовых токов, а также иных параметров переходных процессов, возникающих в цепях при коммутации электрической нагрузки любого характера с учетом фазы напряжения переменного тока в момент включения/выключения. Технический результат, достигаемый при решении такой задачи, состоит в повышении точности измерений и достоверности оценки параметров переходных процессов пусковых и стартовых токов относительно момента включения.
Для достижения поставленного результата предлагается регулятор фазы переходного процесса в сетях переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные блок формирования импульсов переменной длительности, снабженный компаратором напряжения с изменяемым уровнем опорного напряжения, блок деления частоты напряжения питающей сети и блок исполнительного устройства коммутации.
В качестве коммутирующего нагрузку элемента выступает полупроводниковый элемент, комбинированный коммутирующий элемент или система элементов. Кроме того, формирование импульсной последовательности для привязки фронтов сформированных импульсов к точке фронта синусоиды (любой формы сигнала) исходного напряжения может происходить от различных источников, например, от вспомогательного генератора или другой фазы питающего напряжения, а регулировка фазы осуществляться в пределах более чем один период синусоиды (последовательности с любой формой) питающего напряжения.
Описание иллюстрируется фиг.1, на которой показан график положения момента включения нагрузки в пике первого периода синусоиды, сформированный в результате применения заявленного устройства регулировки фазы, и соответствующий график пускового тока, фиг.2 с принципиальной блок-схемой заявленного регулятора фазы переходного процесса, а также фиг.3, показывающей работе компаратора и положение привязки фронтов сформированных импульсов к точке фронта синусоиды исходного напряжения.
Возможность достижения поставленного результата обусловлена тем, что сложность достоверной оценки параметров переходных процессов (пусковых и стартовых токов) на разных этапах времени коммутации состоит в точности установки фазы первого периода синусоиды питающего напряжения в момент включения нагрузки. Крайне важной в этом случае является возможность измерения коммутационных токов при различном положении фронта синусоиды питающего напряжения относительно момента включения потребителя, что позволяет наиболее точно измерять как максимальное значение тока и определять его форму относительно напряжения, так и рассчитывать его усредненное значение за любое количество периодов синусоиды - см. фиг.1. Отмеченная особенность заявленного устройства позволяет использовать полученные результаты для любых систем автоматики, поскольку они оказываются максимально приближенными к реальным условиям при коммутации потребителей.
Принципиальная блок-схема заявленного регулятора приведена на фиг.2. Регулятор содержит формирователь 1 импульсов переменной длительности из синусоидального (или любой другой формы с плавным фронтом) напряжения питающей сети посредством компаратора 2 напряжения на основе любых элементов (операционного усилителя, транзисторного каскада и пр.) с изменяемым уровнем опорного сигнала (напряжения). Схемотехника и примененные элементы формирователя импульсов составлены таким образом, что заявленный регулятор фазы может работать в цепях с частотой синусоидального напряжения питания вплоть до 1 МГц. Измерение пусковых или стартовых токов нагрузки I0 выполняется либо осциллографическим методом с применением низкоомного шунта с исключительно активным сопротивлением, либо специальными приборами для измерения указанных параметров любым методом (емкостным, индуктивным, с применением шунта и др.). Делитель частоты 3 сформированной импульсной последовательности осуществляет задержку включения нагрузки на любое время (в зависимости от коэффициента деления) для более точной установки длительности и фронта импульса относительно фронта синусоиды. Передний фронт задержанного на время t=f/n (где f - частота питающей сети, n - коэффициент деления) импульса открывает транзисторный ключ и посредством включения коммутирующего электромеханического реле 4, обмотка которого составляет цепь нагрузки ключа, подключает испытуемую нагрузку к сети. Указанное подключение будет всегда осуществлено в заданной оператором точке фронта синусоиды питающего напряжения с учетом постоянного времени включения контактов реле (значение которого известно и неизменно).
Работа заявленного регулятора фазы основана на формировании фронта импульса включения исполнительного устройства коммутации нагрузки посредством установки пользователем его положения относительно соответствующих участков синусоиды напряжения сети (фиг.3). В подавляющем большинстве случаев коммутации, максимальный пусковой или стартовый ток образуется при попадании пика синусоиды питающего напряжения в момент включения нагрузки, однако это не является однозначным утверждением для всех 100% циклов коммутации. В любом случае, важна высокая повторяемость реализации одной и той же точки участка синусоиды во всех случаях включения нагрузки, если ее положение не изменялось пользователем. Именно это обстоятельство является ключевым в решении задачи всей методики «включение испытуемого образца - измерение пускового (стартового) тока» предлагаемым устройством регулировки фазы переходного процесса. Указанное решение крайне важно еще и потому, что все исследуемые переходные процессы имеют свое наиболее явное проявление только при большом времени между попытками измерения (20-40 мин), и, если момент включения нагрузки по отношению к участкам синусоиды напряжения питания не будет предсказуемым, такие измерения провести крайне затруднительно в принципе. Данное утверждение в полной мере касается и измерений параметров переходных процессов при выключении нелинейных нагрузок, поскольку в этом случае также присутствует явно выраженный переходной процесс.

Claims (2)

1. Регулятор фазы переходного процесса в сетях переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные блок формирования импульсов переменной длительности, снабженный компаратором напряжения с изменяемым уровнем опорного напряжения, блок деления частоты напряжения питающей сети и блок исполнительного устройства коммутации.
2. Регулятор фазы по п. 1, в котором в качестве коммутирующего нагрузку элемента выступает полупроводниковый элемент, комбинированный коммутирующий элемент или система элементов.
RU2020134565U 2020-10-21 2020-10-21 Регулятор фазы переходного процесса в цепях переменного напряжения для измерения пусковых и стартовых токов электротехнических устройств RU203310U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134565U RU203310U1 (ru) 2020-10-21 2020-10-21 Регулятор фазы переходного процесса в цепях переменного напряжения для измерения пусковых и стартовых токов электротехнических устройств

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020134565U RU203310U1 (ru) 2020-10-21 2020-10-21 Регулятор фазы переходного процесса в цепях переменного напряжения для измерения пусковых и стартовых токов электротехнических устройств

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU203310U1 true RU203310U1 (ru) 2021-03-31

Family

ID=75356142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020134565U RU203310U1 (ru) 2020-10-21 2020-10-21 Регулятор фазы переходного процесса в цепях переменного напряжения для измерения пусковых и стартовых токов электротехнических устройств

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU203310U1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU573847A1 (ru) * 1975-09-05 1977-09-25 Районное Ордена Ленина Энергетическое Управление "Донбассэнерго" Устройство дл синхронизации системы управлени преобразователем
SU1270833A1 (ru) * 1983-07-08 1986-11-15 Научно-Исследовательский Электротехнический Институт Производственного Объединения "Хэмз" Устройство точной автоматической синхронизации вентильного двигател с сетью
SU1469529A1 (ru) * 1985-03-11 1989-03-30 Производственно-Энергетическое Объединение "Донбассэнерго" Фазовключающее устройство
RU2183378C1 (ru) * 2001-01-26 2002-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛМЕХтрансА" Формирователь синхронизирующих импульсов
EP1524768A1 (de) * 1997-07-24 2005-04-20 ABB Schweiz AG Ansteuerschaltung zum Ein- und Ausschalten eines Abschaltthyristors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU573847A1 (ru) * 1975-09-05 1977-09-25 Районное Ордена Ленина Энергетическое Управление "Донбассэнерго" Устройство дл синхронизации системы управлени преобразователем
SU1270833A1 (ru) * 1983-07-08 1986-11-15 Научно-Исследовательский Электротехнический Институт Производственного Объединения "Хэмз" Устройство точной автоматической синхронизации вентильного двигател с сетью
SU1469529A1 (ru) * 1985-03-11 1989-03-30 Производственно-Энергетическое Объединение "Донбассэнерго" Фазовключающее устройство
EP1524768A1 (de) * 1997-07-24 2005-04-20 ABB Schweiz AG Ansteuerschaltung zum Ein- und Ausschalten eines Abschaltthyristors
RU2183378C1 (ru) * 2001-01-26 2002-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЭЛМЕХтрансА" Формирователь синхронизирующих импульсов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6018700A (en) Self-powered current monitor
Jordan et al. Frequency dependent grid-impedance determination with pulse-width-modulation-signals
JP2019515639A (ja) ソリッドステート配線不良回路遮断器
EP4070355A1 (en) Solid-state ground-fault circuit interrupter
JP2018183034A (ja) 電力供給システムの保護装置及びそれを備えたシステム
Saleh et al. Extracting the phase of fault currents: A new approach for identifying arc flash faults
Keyer et al. Conducted interference on smart meters
RU203310U1 (ru) Регулятор фазы переходного процесса в цепях переменного напряжения для измерения пусковых и стартовых токов электротехнических устройств
RU2577551C1 (ru) Устройство для проверки электросчётчиков
Muda et al. Real time simulation of new adaptive overcurrent technique for microgrid protection
Ludwinek et al. Experimental analysis of assessing of the tripping effectiveness of miniature circuit breakers in an electrical installation fed from a synchronous generator set
Czapp et al. Verification of safety in low-voltage power systems without nuisance tripping of residual current devices
RU2642521C2 (ru) Устройство для диагностики межвитковых замыканий в обмотках силового трансформатора
Saathoff et al. Inrush current testing
Radhakrishnan et al. Protection functionalities in smart meters to enhance distribution system protection
RU2543517C1 (ru) Способ защиты сетей с изолированной, компенсированной и резистивно-заземленной нейтралью от однофазных коротких замыканий на землю
CN209927990U (zh) 剩余电流发生装置和剩余电流动作保护器测试仪
KR100904665B1 (ko) 저항성 누전전류로 작동되는 누전차단기
RU2589940C2 (ru) Устройство для проверки индукционных электросчётчиков
RU2579529C1 (ru) Устройство управления тиристорами мостовой схемы прибора для проверки электросчётчиков
GB2292225A (en) Loop testers
CN221199805U (zh) 一种500a剩余电流测试装置
RU2554308C1 (ru) Устройство для измерения сопротивления изоляции сетей переменного тока
KR101256322B1 (ko) 전류 계측방법 및 이를 이용한 계전기
Abramov et al. INRUSH CURRENT MEASUREMENT METHODOLOGY OF LED LIGHTING FIXTURES.