RU2060568C1 - Current transformer of zero sequence - Google Patents
Current transformer of zero sequence Download PDFInfo
- Publication number
- RU2060568C1 RU2060568C1 RU94028439A RU94028439A RU2060568C1 RU 2060568 C1 RU2060568 C1 RU 2060568C1 RU 94028439 A RU94028439 A RU 94028439A RU 94028439 A RU94028439 A RU 94028439A RU 2060568 C1 RU2060568 C1 RU 2060568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- screen
- conductors
- phase
- primary
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для контроля токов утечек при разрушении изоляции электроустановок, а также в составе устройств защитного отключения, используемых в промышленности и сельском хозяйстве. The invention relates to electrical engineering and can be used to control leakage currents during destruction of insulation of electrical installations, as well as as part of residual current circuit breakers used in industry and agriculture.
В настоящее время в электротехнике применяются трансформаторы тока нулевой последовательности, для большинства которых характерно наличие сигнала небаланса, который не может быть полностью скомпенсирован даже при токе нулевой последовательности, равном нулю. Currently, zero-sequence current transformers are used in electrical engineering, most of which are characterized by the presence of an unbalance signal, which cannot be fully compensated even with a zero-sequence current equal to zero.
Так, известен трансформатор тока нулевой последовательности, в котором каждый фазный проводник первичной обмотки, имеющий форму винтовой линии, одинаково прилежит к виткам вторичной обмотки [1] Такой трансформатор содержит тороидальный магнитомягкий сердечник с равномерной вторичной обмоткой и расположенную в окне сердечника трансформатора первичную обмотку, состоящую из фазных проводников, равномерно прилегающих к виткам вторичной обмотки и прикрепленных к ней с помощью держателя. Thus, a zero-sequence current transformer is known in which each phase conductor of the primary winding having the shape of a helix is equally adjacent to the turns of the secondary winding [1]. Such a transformer contains a toroidal soft magnetic core with a uniform secondary winding and a primary winding located in the window of the transformer core, consisting of from phase conductors uniformly adjacent to the turns of the secondary winding and attached to it with a holder.
Такая конструкция трансформатора в некоторых случаях позволяет уменьшить сигнал небаланса, но не дает возможности избавиться от него, так как в зависимости от асимметрии нагрузки в каждой фазе первичной обмотки могут протекать разные по величине токи. Поэтому магнитная связь проводников первичной обмотки с проводниками вторичной обмотки не равна нулю, и во вторичной обмотке наводится сигнал небаланса, который в некоторых случаях при появлении токов утечки может уменьшаться. Кроме этого, с изменением мощности потребителя у него изменяется сигнал небаланса, то есть изменяется чувствительность к токам утечки. Such a design of the transformer in some cases can reduce the unbalance signal, but does not make it possible to get rid of it, since depending on the asymmetry of the load, currents of different magnitude can flow in each phase of the primary winding. Therefore, the magnetic coupling between the conductors of the primary winding and the conductors of the secondary winding is not equal to zero, and an unbalance signal is induced in the secondary winding, which in some cases may decrease when leakage currents appear. In addition, with a change in consumer power, the unbalance signal changes, that is, the sensitivity to leakage currents changes.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является трансформатор тока нулевой последовательности, содержащий тороидальный сердечник из магнитомягкого материала с равномерно намотанной вторичной обмоткой, первичную трехфазную обмотку, расположенную в окне сердечника, и экран из магнитомягкого материала, установленный между первичной и вторичной обмотками [2]
Как и в описанных выше трансформаторах тока в известном конструктивном варианте выполнения сигнал небаланса не может быть полностью скомпенсирован. Применяемый экран замыкает на себя потоки рассеяния первичной обмотки, уменьшая потокосцепление со вторичной обмоткой, а значит и сигнал небаланса в ней. Однако трансформатор работает нестабильно при изменении мощности потребителя, что приводит к снижению чувствительности к токам утечки.The closest in technical essence to the present invention is a zero sequence current transformer containing a toroidal core of soft magnetic material with a uniformly wound secondary winding, a primary three-phase winding located in the core window, and a screen of soft magnetic material installed between the primary and secondary windings [2]
As in the above-described current transformers in the known structural embodiment, the unbalance signal cannot be fully compensated. The screen used closes the scattering flows of the primary winding, reducing the flux linkage with the secondary winding, and hence the unbalance signal in it. However, the transformer is unstable when the consumer power changes, which leads to a decrease in sensitivity to leakage currents.
Кроме того, используемая конструкция экрана не позволяет защищать трансформатор от внешних магнитных и электрических полей, что также уменьшает чувствительность к токам утечки. In addition, the screen design used does not protect the transformer from external magnetic and electric fields, which also reduces the sensitivity to leakage currents.
Целью изобретения является создание трансформатора тока нулевой последовательности с таким конструктивным выполнением первичной обмотки, при котором сумма токов потоков рассеяния, создаваемых проводниками первичной обмотки, была бы практически равна нулю при токе нулевой последовательности, равном нулю, что повышало бы чувствительность трансформатора к токам утечки. The aim of the invention is the creation of a zero sequence current transformer with such a design of the primary winding, in which the sum of the currents of the scattering flux generated by the primary winding conductors would be practically zero when the zero sequence current is zero, which would increase the sensitivity of the transformer to leakage currents.
Это решается тем, что в трансформаторе тока нулевой последовательности, содержащем тороидальный сердечник из магнитомягкого материала с равномерно намотанной вторичной обмоткой, первичную трехфазную обмотку, расположенную в окне сердечника, и экран из магнитомягкого материала, установленный между первичной и вторичной обмотками, каждая фаза первичной обмотки трансформатора выполнена в виде n секций, каждая из которых состоит из двух идентичных параллельно соединенных проводников, равномерно расположенных по окружности и чередующихся между собой в порядке следования фаз, так что угол между проводниками одной секции составляет 180о/n, а угол между смежными проводниками составляет 60o/n.This is solved by the fact that in a zero-sequence current transformer containing a toroidal core of soft magnetic material with a uniformly wound secondary winding, a primary three-phase winding located in the core window, and a screen of soft magnetic material installed between the primary and secondary windings, each phase of the primary winding of the transformer made in the form of n sections, each of which consists of two identical parallel-connected conductors uniformly spaced around the circle and alternating I with each other in phase sequence order, so that the angle between the conductors of one section is 180 / n, and the angle between adjacent conductors is 60 o / n.
Целесообразно, чтобы экран был выполнен из двух частей, в совокупности охватывающих сердечник со вторичной обмоткой, при этом части экрана с внутренней стороны сердечника установлены внахлест и с возможностью изменения расстояния между кромками частей экрана в осевом направлении. It is advisable that the screen was made of two parts, together covering the core with the secondary winding, while the parts of the screen on the inner side of the core are overlapped and with the possibility of changing the distance between the edges of the parts of the screen in the axial direction.
Технологично, чтобы части экрана были скреплены между собой посредством резьбового соединения и подпружинены к торцам сердечника. Technologically, the parts of the screen are fastened together by means of a threaded connection and spring-loaded to the ends of the core.
Конструктивно целесообразно, чтобы трансформатор содержал держатель проводников секций первичной обмотки из электроизоляционного материала, расположенный в окне сердечника. Structurally, it is advisable that the transformer contains a holder of conductors of sections of the primary winding of electrical insulation material located in the window of the core.
Предлагаемый трансформатор тока нулевой последовательности благодаря использованию в нем секционного выполнения фаз первичной обмотки позволяет взаимокомпенсировать потоки рассеяния, создаваемые проводниками первичной обмотки, независимо от асимметрии нагрузки и технологических погрешностей при изготовлении трансформатора, что повышает чувствительность к токам утечки. The proposed zero-sequence current transformer, due to the use of sectional execution of the primary winding phases in it, allows one to compensate for the scattering flux created by the primary winding conductors, regardless of the load asymmetry and technological errors in the manufacture of the transformer, which increases the sensitivity to leakage currents.
Использование предложенного конструктивного выполнения экрана из магнитомягкого материала позволяет, с одной стороны, изменять электромагнитную связь между первичной и вторичной обмотками при изменении мощности нагрузки для нормирования сигнала небаланса, а с другой стороны уменьшить наводку от внешних магнитных и электрических полей. Using the proposed structural design of the screen made of soft magnetic material allows, on the one hand, to change the electromagnetic coupling between the primary and secondary windings when the load power changes to normalize the unbalance signal, and on the other hand to reduce the interference from external magnetic and electric fields.
Кроме того, при одних и тех же габаритах трансформатора за счет секционного выполнения первичной обмотки можно осуществлять защиту более мощных электроприемных устройств, так как при этом увеличивается допустимый ток через секции первичной обмотки. In addition, with the same dimensions of the transformer due to the sectional execution of the primary winding, it is possible to protect more powerful electrical receivers, since this increases the permissible current through the sections of the primary winding.
Изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его выполнения и прилагаемыми чертежами, где на фиг. 1 изображен трансформатор тока нулевой последовательности с первичной обмоткой, в которой каждая фаза состоит из одной секции (с частичным вырывом); на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схематичное расположение первичной обмотки, в которой каждая фаза состоит из двух секций. The invention is illustrated by a description of specific embodiments thereof and the accompanying drawings, where in FIG. 1 shows a zero sequence current transformer with a primary winding, in which each phase consists of one section (with a partial breakout); in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a schematic illustration of a primary winding in which each phase consists of two sections.
Трансформатор тока нулевой последовательности содержит тороидальный сердечник 1 (фиг. 1) из магнитомягкого материала с равномерно намотанной вторичной обмоткой 2. В окне сердечника 1 расположена первичная трехфазная обмотка 3, каждая фаза А, В, С которой выполнена в виде n секций А'-А'', B'-В'', С'-С'' (в описываемом варианте n 1). The zero sequence current transformer contains a toroidal core 1 (Fig. 1) of soft magnetic material with a secondary winding 2 evenly wound. In the
Каждая секция первичной обмотки 3 состоит из двух идентичных параллельно соединенных проводников 4, равномерно расположенных по окружности и чередующихся между собой в порядке следования фаз А, В, С. При этом угол между проводниками 4 одной секции (фазы) А'-А'', В'-В'', С'-С'' в общем случае составляет 180o/n (в описываемом варианте 180о), а угол между смежными проводниками 4 составляет 60о/n (60o). При n 1 секции фазных проводников А, В, С расположены под углом 120о, а в каждой секции А' А'', В' В'', С' С'' проводники 4 оказываются диаметрально противоположны.Each section of the primary winding 3 consists of two identical parallel-connected
Для уменьшения влияния внешних магнитных и электрических полей и снижения потоков рассеяния в трансформаторе предусмотрен экран 5 из магнитомягкого материала, полностью охватывающий сердечник 1 со вторичной обмоткой 2. При этом для изменения электромагнитной связи между первичной и вторичной обмотками 3 и 2 при изменении мощности нагрузки для нормирования сигнала небаланса экран 5 выполнен разъемным, из двух частей. Части экрана 5 с внутренней стороны сердечника 1 установлены внахлест и с возможностью изменения расстояния между кромками частей экрана 5 в осевом направлении. В описываемом варианте для этой цели на примыкающих частях экрана 5 выполнена резьба 6, а сами части экрана 5 с помощью пружин 7 удерживаются на сердечнике 1. To reduce the influence of external magnetic and electric fields and to reduce the scattering fluxes, the transformer is provided with a
На фиг. 2 представлен трансформатор тока нулевой последовательности в продольном разрезе. Секция фазы первичной обмотки 3 имеет форму рамки, в других вариантах она может иметь форму винтовой линии, а также быть жесткой или гибкой. In FIG. 2 shows a zero-sequence current transformer in longitudinal section. The phase section of the primary winding 3 has the shape of a frame, in other embodiments, it can be in the form of a helix, as well as be rigid or flexible.
Для придания всей конструкции трансформатора тока жесткости и для равномерного расположения проводников 4 секций первичной обмотки 3 имеется держатель 8 из электроизоляционного материала, установленный в окне сердечника 1. To give the entire structure of the transformer stiffness current and for a uniform arrangement of
На фиг. 3 условно представлено расположение проводников 4 первичной обмотки 3 при числе секций, равном двум. При этом еще в большей степени достигается уменьшение сигнала небаланса. In FIG. 3 conventionally presents the location of the
Принцип действия предлагаемого трансформатора тока аналогичен принципу действия известных проходных трансформаторов тока. Однако в нем каждая система фазных проводников А', В', С' и А'', В'', С'' (фиг. 1) создает потоки рассеяния, которые в каждый момент векторно противоположны друг другу и взаимокомпенсируются независимо от асимметрии нагрузки и технологических погрешностей в изготовлении трансформаторов. The principle of operation of the proposed current transformer is similar to the principle of operation of known feed-through current transformers. However, in it each system of phase conductors A ', B', C 'and A' ', B' ', C' '(Fig. 1) creates scattering fluxes, which at each moment are vectorly opposite to each other and mutually compensated regardless of the load asymmetry and technological errors in the manufacture of transformers.
Экспериментальные исследования показали, что таким способом сигнал небаланса можно уменьшить более чем на порядок. Это позволяет, с одной стороны, повысить чувствительность устройств защиты от токов утечек, а с другой стороны, упростить эти устройства. Кроме этого, при одних и тех же габаритах трансформатора тока за счет расщепления фазных проводников можно осуществить защиту более мощных электроприемников, так как увеличивается допустимый ток через секции фазных проводников. Experimental studies have shown that in this way the unbalance signal can be reduced by more than an order of magnitude. This allows, on the one hand, to increase the sensitivity of the protection devices against leakage currents, and on the other hand, to simplify these devices. In addition, with the same dimensions of the current transformer due to the splitting of the phase conductors, it is possible to protect more powerful electrical receivers, since the permissible current through the sections of the phase conductors increases.
При пропускании через трансформатор тока нулевой последовательности четвертого нулевого рабочего проводника он становится трансформатором, реагирующим не на ток нулевой последовательности, а на ток утечки, так как + + 3 . В этом случае нулевые проводники для уменьшения сигнала небаланса располагают в пространстве между фазными проводниками одинаково прилегающими к внутренней поверхности вторичной обмотки.When the fourth zero current conductor passes through the zero-sequence current transformer, it becomes a transformer that responds not to the zero-sequence current, but to the leakage current, since + + 3 . In this case, the zero conductors to reduce the unbalance signal are located in the space between the phase conductors equally adjacent to the inner surface of the secondary winding.
В трехпроводных трехфазных сетях трансформатор тока нулевой последовательности идентичен трансформатору тока утечки, так как + + .In three-wire three-phase networks, the zero sequence current transformer is identical to the leakage current transformer, since + + .
Трансформатор тока утечки можно применять в двухфазных сетях с нулевым проводом и однофазных сетях, подключив соответствующим образом их обмотки. В первом случае две секции трансформатора включаются в разрыв фазных проводников, а третья секция в разрыв нулевого провода, во втором случае в разрыв одной секции включается фазный проводник, а в разрыв второй секции нулевой проводник, одна секция не подключается. Однако для лучшей компенсации сигнала небаланса во втором случае нужно оставлять только две секции, располагая их перпендикулярно друг другу. The leakage current transformer can be used in two-phase networks with zero wire and single-phase networks, connecting their windings accordingly. In the first case, two sections of the transformer are included in the gap of the phase conductors, and the third section in the gap of the neutral wire, in the second case, the phase conductor is included in the gap of one section, and the neutral conductor in the gap of the second section, one section is not connected. However, for better compensation of the unbalance signal in the second case, you need to leave only two sections, placing them perpendicular to each other.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94028439A RU2060568C1 (en) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | Current transformer of zero sequence |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94028439A RU2060568C1 (en) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | Current transformer of zero sequence |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94028439A RU94028439A (en) | 1996-04-27 |
RU2060568C1 true RU2060568C1 (en) | 1996-05-20 |
Family
ID=20159095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94028439A RU2060568C1 (en) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | Current transformer of zero sequence |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2060568C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618168C2 (en) * | 2015-03-26 | 2017-05-02 | Юрий Николаевич Анисимов | Differential current transformer |
-
1994
- 1994-07-27 RU RU94028439A patent/RU2060568C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1262581, кл. H 01F 40/06, 1986. 2. Шипунов Н.В. Защитное отключение. М.: Энергия. 1968, с.84-85. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618168C2 (en) * | 2015-03-26 | 2017-05-02 | Юрий Николаевич Анисимов | Differential current transformer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94028439A (en) | 1996-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6867674B1 (en) | Transformer | |
BG63442B1 (en) | Dc transformer/converter | |
US3449703A (en) | Current transformer having an accuracy unimpaired by stray flux from adjacent conductors | |
TWI636469B (en) | Static induction appliances | |
US20210383961A1 (en) | Transformer | |
US3014189A (en) | Electrical reactor with magnetic shielding | |
RU2060568C1 (en) | Current transformer of zero sequence | |
US3525964A (en) | Zero-phase-sequence transformer | |
US2947958A (en) | High voltage current transformer | |
US3531653A (en) | Multiphase generator and bus system | |
KR19980071129A (en) | Eddy Current Shielding Device and 3-Phase Transformer | |
US3215961A (en) | Stabilized wye-wye transformers | |
CN116348975A (en) | Compensation structure for reducing circulating current in window of transformer and transformer comprising the same | |
US5075663A (en) | Noise-shielded transformer | |
SU748528A1 (en) | Null-sequence current transformer | |
KR100453776B1 (en) | Transformers | |
US3059151A (en) | High voltage current transformer | |
JPS6184008A (en) | Three-phase transformer | |
JP3365521B2 (en) | Zero-phase current transformer | |
JPH0528747Y2 (en) | ||
RU2300820C2 (en) | Differential current transformer | |
JPH05114522A (en) | Zero phase current transformer | |
SU1330672A1 (en) | Zero phase-sequence current transformer | |
CN114360864A (en) | Novel winding shielding structure | |
JP3327460B2 (en) | Current transformer |