RU2294063C1 - Method, sensor, and system for measuring heavy current in bus assembly of furnace-transformer short network - Google Patents

Method, sensor, and system for measuring heavy current in bus assembly of furnace-transformer short network Download PDF

Info

Publication number
RU2294063C1
RU2294063C1 RU2005116401/09A RU2005116401A RU2294063C1 RU 2294063 C1 RU2294063 C1 RU 2294063C1 RU 2005116401/09 A RU2005116401/09 A RU 2005116401/09A RU 2005116401 A RU2005116401 A RU 2005116401A RU 2294063 C1 RU2294063 C1 RU 2294063C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
current
mce
odd
space
Prior art date
Application number
RU2005116401/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005116401A (en
Inventor
Аркадий Павлович Германский (RU)
Аркадий Павлович Германский
Original Assignee
ЗАО "АйСиТи Автоматизация"
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 ЗАО "АйСиТи Автоматизация" filed Critical ЗАО "АйСиТи Автоматизация"
Priority to RU2005116401/09A priority Critical patent/RU2294063C1/en
Publication of RU2005116401A publication Critical patent/RU2005116401A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2294063C1 publication Critical patent/RU2294063C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

FIELD: electric measurement technology; electric-arc furnaces including ore heating and steel smelting furnaces and heating ovens.
SUBSTANCE: proposed method for measuring heavy AC current in bus assembly of furnace-transformer short network includes disposition of at least one magneto-sensing component incorporated in current sensor design interacting with magnetic field set up by current carried by buses and connection of current sensor leads to measuring device; heavy current being measured is passed through opposing buses or bus sections in opposite directions. Sensor has at least one magneto-sensing component placed in space between specularly disposed surfaces of buses and provided with one or more turns of electricity conducting material placed in space so that turn planes are approximately perpendicular to specularly disposed bus planes and approximately parallel to current flow direction in bus. Sensor can be wound on nonmagnetic or ferromagnetic linear core. Desired quantity of magneto-sensing components in system is found from equation
Figure 00000003
where K is total number of magneto-sensing components incorporated in sensor; qi is quantity of magneto-sensing components installed in ith space; n is quantity of bus pairs in bus assembly; ; magneto-sensing components are interconnected in series or in parallel; measuring device has unit for matching signal picked off sensor with characteristic of measuring device input circuits.
EFFECT: facilitated heavy-current measurement procedure, improved design of sensor and measuring system.
24 cl, 12 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электроизмерительной технике преимущественно для измерения переменного тока большой величины в шинном пакете короткой сети печных трансформаторов электродуговых, в том числе рудотермических, электросталеплавильных, а также термических (нагревательных) печей.The invention relates to electrical engineering mainly for measuring large-sized alternating current in a busbar package of a short network of furnace transformers for electric arc, including ore-thermal, electric steel, and also thermal (heating) furnaces.

Известен способ измерения тока большой величины в короткой сети дуговой электропечи, при котором на шине устанавливают трансформатор тока, служащий датчиком тока, выводы которого присоединяют к измерительному устройству /1, 2/. Недостаток такого способа измерения тока и датчика состоит в ограничении величины измеряемого тока, протекающего в шине.There is a method of measuring large current in a short network of an electric arc furnace, in which a current transformer is installed on the bus, which serves as a current sensor, the terminals of which are connected to the measuring device / 1, 2 /. The disadvantage of this method of measuring current and the sensor is the limitation of the measured current flowing in the bus.

Известны датчики для измерения тока большой величины таким способом - измерительные трансформаторы тока, которые производятся серийно на ток в шине от 10 до 25000 А /3, 4/. Недостатки указанного известного способа и трансформаторов тока - ограничения измеряемого тока в шинном пакете до 25000 А, при необходимости измерять ток в шинных пакетах печных трансформаторов дуговых печей, например, рудотермических - до 70000 А. Кроме того, трансформаторы тока имеют большую массу (до 170 кг), габариты и цену - до 100000 руб. Помимо того, известный трансформатор тока большой мощности невозможно вставить в шинный пакет короткой сети печного трансформатора мощностью 16 МВт и выше.Known sensors for measuring large current in this way are measuring current transformers, which are produced in series for current in the bus from 10 to 25000 A / 3, 4 /. The disadvantages of this known method and current transformers are the limitation of the measured current in the bus package to 25,000 A, if necessary, to measure the current in the bus packages of the furnace transformers of arc furnaces, for example, ore-thermal ones, to 70,000 A. In addition, current transformers have a large mass (up to 170 kg ), dimensions and price - up to 100,000 rubles. In addition, the well-known high-power current transformer cannot be inserted into the bus package of a short network of a furnace transformer with a capacity of 16 MW and above.

Известен способ измерения переменного тока большой величины, основанный на применении разветвителей, состоящих из нескольких проводников, проходящих через трансформатор встречно-параллельно, образующих первичную обмотку трансформатора и создающих результирующий магнитный поток, пропорциональный разности магнитных потоков, создаваемых токами, протекающими в проводах разветвителей. Выводы вторичной обмотки трансформатора присоединены к устройству для измерения тока /5/.A known method of measuring AC current of large magnitude, based on the use of splitters, consisting of several conductors passing through the transformer counter-parallel, forming the primary winding of the transformer and creating a resulting magnetic flux proportional to the difference in magnetic flux generated by currents flowing in the wires of the splitters. The terminals of the secondary winding of the transformer are connected to a device for measuring current / 5 /.

Первый недостаток известного способа /5/ в том, что необходимо изготавливать шину с разъемным соединением в ней, увеличивающим электросопротивление. При жестком разветвителе установить датчик весьма затруднительно, а при гибком способ измерения неработоспособен.The first disadvantage of the known method / 5 / is that it is necessary to manufacture a tire with a detachable connection in it that increases electrical resistance. With a rigid splitter, it is very difficult to install a sensor, and with a flexible splitter, the measurement method is inoperative.

Второй недостаток - необходимость иметь замкнутый ферромагнитный сердечник сложной формы и больших размеров при измерении токов порядка нескольких десятков тысяч ампер.The second drawback is the need to have a closed ferromagnetic core of complex shape and large size when measuring currents of the order of several tens of thousands of amperes.

Третий недостаток - возникновение вокруг разветвителя мощного электромагнитного поля, вызывающего токи Фуко в близкорасположенных объектах из ферромагнитных материалов, приводящих к их разогреву, а следовательно, к потерям электроэнергии.The third drawback is the appearance of a powerful electromagnetic field around the splitter, which causes Foucault currents in nearby objects made of ferromagnetic materials, leading to their heating, and, consequently, to loss of electricity.

Известен также способ измерения тока большой величины в двух электрически изолированных плоских параллельных проводниках (шинах), электрически соединенных в параллель и имеющих свободное пространство между ними с помощью магниточувствительного элемента (МЧЭ), выполненного в виде трансформатора тока, с вторичной обмоткой, навитой на магнитомягкий сердечник, охватывающий один из проводников, так что одна сторона магнитомягкого сердечника размещена в пространстве между проводниками, и магнитный поток в сердечнике частично скомпенсирован за счет тока во втором проводнике /6/.There is also a method of measuring large currents in two electrically isolated flat parallel conductors (buses), electrically connected in parallel and having free space between them using a magnetically sensitive element (MEC), made in the form of a current transformer, with a secondary winding wound on an soft magnetic core covering one of the conductors, so that one side of the soft magnetic core is placed in the space between the conductors, and the magnetic flux in the core is partially compensated but due to the current in the second conductor / 6 /.

Недостаток состоит в том, что при протекании весьма большого тока в плоских параллельных проводниках (шинах) требуется измерительный трансформатор тока весьма большой массы. Эффект компенсации магнитного потока в части сердечника, расположенного между проводниками, будет проявляться, а в части сердечника, расположенного за проводниками, магнитный поток от однонаправленных токов, протекающих в двух соседних проводниках, складывается, и эффект компенсации отсутствует, поэтому при больших токах будет перегреваться сердечник. Для реализации этого способа до сих пор отсутствуют мощные измерительные трансформаторы.The disadvantage is that when a very large current flows in flat parallel conductors (buses), a measuring current transformer of a very large mass is required. The effect of magnetic flux compensation in the part of the core located between the conductors will be manifested, and in the part of the core located behind the conductors, the magnetic flux from unidirectional currents flowing in two adjacent conductors is added, and the compensation effect is absent, therefore, at high currents, the core will overheat . To implement this method, there are still no powerful measuring transformers.

Известен датчик тока, служащий преимущественно для измерения большого тока, в котором используется делитель тока на пропорциональные части, состоящий из нескольких включенных параллельно проводников, на один из которых надет сердечник со вторичной обмоткой, присоединенной на вход цепи измерительного устройства, при этом на два проводника надет второй сердечник из магнитомягкого материала, так что магнитные потоки, наводимые во втором сердечнике долями измеряемого тока, протекающими по двум упомянутым проводникам, направлены встречно и компенсируются /7/. При предложенной конструкции датчика резко уменьшается эффективное сечение токопровода, что приведет или к увеличению размера шины с датчиками либо при уменьшенных размерах шины к увеличенному нагреву датчика и необходимости введения в него устройства охлаждения, что увеличивает габариты датчика и существенно удорожает его. Кроме того, токопровод (шину) необходимо выполнять разъемным, что также ведет к удорожанию конструкции.A current sensor is known, which is used primarily for measuring high currents, in which a current divider is used for proportional parts, consisting of several conductors connected in parallel, one of which is equipped with a core with a secondary winding connected to the input of the measuring device, while two conductors are worn a second core of soft magnetic material, so that the magnetic flux induced in the second core by the fractions of the measured current flowing through the two mentioned conductors are directed counter and compensated / 7 /. With the proposed design of the sensor, the effective cross-section of the current conductor sharply decreases, which will lead either to an increase in the size of the bus with sensors or, if the busbars are reduced, to increased heating of the sensor and the need to introduce a cooling device into it, which increases the dimensions of the sensor and significantly increases its cost. In addition, the conductor (bus) must be detachable, which also leads to a rise in the cost of construction.

Известно также изобретение, относящееся к датчику и системе для измерения тока в электропроводниках /8/. Датчик /8, п.ф.1-15/ (прототип датчика по изобретению) выполнен в виде по меньшей мере одной кольцевой спирали Роговского, охватывающей проводник с измеряемым током. Каждая кольцевая спираль может состоять из нескольких частей, соединяемых между собой. Части кольцевой спирали могут быть навиты на ферромагнитный или немагнитный сердечник.Also known is an invention related to a sensor and a system for measuring current in electrical conductors / 8 /. The sensor / 8, items 1-15 / (prototype of the sensor according to the invention) is made in the form of at least one Rogowski ring spiral, covering a conductor with a measured current. Each ring spiral can consist of several parts connected to each other. Parts of the ring helix can be wound around a ferromagnetic or non-magnetic core.

Недостаток такого датчика состоит в том, что он требует охвата одной шины шинного пакета, что на шине пакета короткой сети при малом расстоянии между шинами (до 20 мм) выполнить затруднительно, поэтому такой датчик неработоспособен в шинном пакете при измерении упомянутой величины тока (до 70 кА).The disadvantage of such a sensor is that it requires coverage of one bus of the bus packet, which is difficult to perform on the bus of a short network packet with a small distance between the buses (up to 20 mm), therefore, such a sensor is inoperative in the bus packet when measuring the aforementioned current value (up to 70 kA).

Система измерения тока /8 п.ф.16-23/ (прототип системы) состоит из датчика, имеющего форму, охватывающую проводник с током; линии, соединяющей датчик с устройством измерения, являющейся передатчиком сигнала; устройства измерения напряжения и устройства вычисления тока, присоединенного к устройству для измерения напряжения.The current measurement system / 8 pp. 16-23 / (prototype system) consists of a sensor having a shape covering a conductor with current; a line connecting the sensor to the measuring device, which is a transmitter of the signal; voltage measuring devices and current calculating devices connected to the voltage measuring device.

Недостаток системы измерения в том, что полезный сигнал с датчика снимается в виде сигнала напряжения, при этом э.д.с., наводимая в линии (помеха) с большим током, соединяющей датчик с устройством измерения напряжения, сопоставимы с напряжением полезного сигнала. Такая система неработоспособна при измерении большого тока.The disadvantage of the measurement system is that the useful signal from the sensor is removed as a voltage signal, while the emf induced in the line (interference) with a large current connecting the sensor to the voltage measuring device is comparable with the voltage of the useful signal. Such a system is inoperative when measuring high current.

Первая задача изобретения состоит в создании способа измерения тока большой величины в четном числе электрически изолированных шин (ЭИШ) шинного пакета короткой сети печного трансформатора или, по меньшей мере, в двух ЭИШ, имеющих свободное пространство между ними при высокой точности измерения тока.The first objective of the invention is to provide a method for measuring large current in an even number of electrically isolated buses (EIS) of a bus package of a short furnace furnace transformer or in at least two EIS having free space between them with high accuracy of current measurement.

Второй технической задачей является создание такого датчика для измерения тока большой величины, который можно было бы разместить в свободном пространстве между ЭИШ так, чтобы возникающий в нем электрический сигнал можно было направлять в измерительное устройство, входящее в комплектацию измерительных устройств систем управления и защиты.The second technical task is to create such a sensor for measuring a large current that could be placed in the free space between the ESH so that the electrical signal arising in it can be sent to a measuring device that is included in the package of measuring devices for control and protection systems.

Третья техническая задача - создание системы измерения тока, которая позволяла бы сформировать сигнал с датчика тока в виде сигнала напряжения или тока и измерять его стандартным измерительным устройством.The third technical task is to create a current measurement system that would allow the signal from the current sensor to be generated in the form of a voltage or current signal and measure it with a standard measuring device.

Наиболее близким к решению первой задачи является способ измерения тока в паре шин с использованием трансформатора тока /6/.Closest to solving the first problem is a method of measuring current in a pair of buses using a current transformer / 6 /.

Первая задача решается предложенным способом измерения большого тока в шинном пакете, состоящем из любого четного числа ЭИШ, размещенных на некотором расстоянии один от другого так, что между зеркально расположенными плоскостями ЭИШ имеется пространство, в котором размещен по меньшей мере один магниточувствительный элемент (МЧЭ), входящий в конструкцию датчика тока, взаимодействующий с электромагнитным полем, создаваемым током, протекающим в двух соседних ЭИШ в противоположных направлениях, датчик соединен устройством передачи и преобразования сигнала, снимаемого с МЧЭ, с измерительным устройством.The first problem is solved by the proposed method for measuring a large current in a bus packet, consisting of any even number of ESHs located at some distance from each other so that between the mirror-located planes of the ESH there is a space in which at least one magnetically sensitive element (MCE) is placed, included in the design of the current sensor, interacting with the electromagnetic field generated by the current flowing in two adjacent EIS in opposite directions, the sensor is connected by a transmission device and the signal from the MChE with a measuring device.

Для увеличения снимаемого с датчика сигнала шины размещают на расстоянии между их зеркально расположенными поверхностями, меньшем или равном ширине шины. Длину шины в шинном пакете принимают равной или большей, чем ширина шины. Для удобства закрепления между шинами толщину МЧЭ принимают равной по номиналу расстояния между зеркально расположенными поверхностями шин.To increase the signal removed from the sensor, the tires are placed at a distance between their mirrored surfaces, less than or equal to the width of the tire. The length of the tire in the tire bag is taken equal to or greater than the width of the tire. For convenience of fixing between the tires, the thickness of the MCE is taken equal to the nominal distance between the mirrored surfaces of the tires.

МЧЭ устанавливают только в нечетных пространствах, так как в них максимальна как напряженность электромагнитного поля, так и э.д.с., возникающая (наведенная) в МЧЭ. В зависимости от необходимой мощности поступающего сигнала в одном нечетном пространстве можно устанавливать более одного МЧЭ, соединяя их преимущественно параллельно. Для увеличения напряжения, подведенного к измерительному устройству, МЧЭ устанавливают в различных нечетных пространствах, соединяя их преимущественно последовательно, а общее количество МЧЭ, включенное в датчик тока, определяют по следующей зависимости от числа пар шин в шинном пакете:The MCE is installed only in odd spaces, since both the electromagnetic field strength and the emf that occurs (induced) in the MEC are maximum in them. Depending on the required power of the incoming signal in one odd space, you can install more than one MCE, connecting them mainly in parallel. To increase the voltage supplied to the measuring device, the MCE is installed in various odd spaces, connecting them mainly in series, and the total number of MEC included in the current sensor is determined by the following dependence on the number of bus pairs in the bus package:

Figure 00000004
Figure 00000004

где К - общее количество МЧЭ, установленных в нечетных пространствах шинного пакета;where K is the total number of MCE installed in the odd spaces of the bus package;

qi - количество МЧЭ, установленных в i-м нечетном пространстве;q i - the number of MCEs installed in the i-th odd space;

n - число пар шин в шинном пакете.n is the number of tire pairs in the tire packet.

МЧЭ можно соединять последовательно и/или параллельно в различных комбинациях, в зависимости от необходимых для измерительной системы параметров сигнала, получаемого от датчика. Но имеется ряд предпочтительных нечетных пространств, в которых устанавливают МЧЭ, а также предпочтительные способы соединений МЧЭ, образующих датчик.MCE can be connected in series and / or in parallel in various combinations, depending on the parameters of the signal received from the sensor necessary for the measuring system. But there are a number of preferred odd spaces in which the MCE is installed, as well as the preferred methods for connecting the MEC forming the sensor.

Если шинный пакет состоит из нечетного числа пар ЭИШ, то МЧЭ устанавливают в среднем нечетном пространстве пакета, получая сигнал с большим напряжением сигнала, чем при установке одного МЧЭ в других нечетных пространствах. Если же шинный пакет состоит из четного числа пар ЭИШ, то максимальное напряжение сигнала получают от датчика с одним МЧЭ, установленным в одном из крайних пространств, а для удвоения напряжения сигнала МЧЭ устанавливают в обоих крайних пространствах и соединяют их последовательно.If the bus packet consists of an odd number of ESH pairs, then the MCE is installed in the average odd space of the packet, receiving a signal with a higher signal voltage than when installing one MCH in other odd spaces. If the bus packet consists of an even number of pairs of ESMs, then the maximum signal voltage is obtained from a sensor with one MCE installed in one of the extreme spaces, and to double the voltage of the MCE signal, it is installed in both extreme spaces and connected in series.

Отличительными признаками способа являются размещение МЧЭ именно в пространстве между двумя участками шин шинного пакета, по которым ток протекает в противоположных направлениях, а при числе пар шин в шинном пакете более одной МЧЭ устанавливают только в нечетных пространствах; ЭИШ устанавливают так, что расстояние между их зеркально расположенными поверхностями не превышает ширины ЭИШ и не менее толщины МЧЭ, а длину шины в шинном пакете принимают равной или большей ширины шины. Отличительным признаком способа является также количество МЧЭ, устанавливаемых в шинном пакете, которое определяют по следующей зависимости от числа пар ЭИШ в шинном пакете:Distinctive features of the method are the placement of MCE in the space between two sections of tire of the bus package, along which the current flows in opposite directions, and with the number of pairs of tires in the bus package more than one MEC set only in odd spaces; EISs are set so that the distance between their mirrored surfaces does not exceed the width of the EISs and not less than the thickness of the MCE, and the length of the tire in the tire package is taken to be equal to or greater than the width of the tire. A distinctive feature of the method is also the number of MCE installed in the bus package, which is determined by the following dependence on the number of pairs of EIS in the bus package:

Figure 00000005
Figure 00000005

а также последовательное или параллельное соединение МЧЭ в различных комбинациях в зависимости от величины тока в шинах и от требуемой мощности сигнала, поступающего от датчика к измерительному устройству. В предпочтительных вариантах способа несколько МЧЭ, установленных в одном нечетном пространстве, соединяют параллельно, а в разных нечетных пространствах - последовательно. Существенным отличительным признаком является выбор места установки МЧЭ: при нечетном числе пар ЭИШ в шинном пакете один МЧЭ предпочтительно поставить в пространство в середине шинного пакета, а при четном - в одно из крайних пространств шинного пакета или в оба.as well as serial or parallel connection of MCE in various combinations depending on the current in the tires and on the required signal power from the sensor to the measuring device. In preferred embodiments of the method, several MBEs installed in one odd space are connected in parallel, and in different odd spaces in series. An essential distinguishing feature is the choice of the MCE installation location: for an odd number of NES pairs in the bus package, it is preferable to put one MEC in the space in the middle of the bus package, and if it is even, in one of the extreme spaces of the bus package or both.

Наиболее близким к предлагаемому решению второй и третьей задач является датчик и система для измерения тока /8/.Closest to the proposed solution to the second and third problems is a sensor and a system for measuring current / 8 /.

Вторая техническая задача решена в конструкции датчика для измерения большого тока в шинном пакете, состоящем из любого четного числа электрически изолированных ЭИШ, между которыми образованы последовательно расположенные нечетные и четные пространства, имеющей, по меньшей мере, один МЧЭ, помещенный в нечетное пространство между соседними участками шин с противоположно направленными токами, состоящий из одного или более витков из электропроводящего материала, помещенных в пространстве так, что плоскости витков примерно перпендикулярны зеркально расположенным плоскостям шин и примерно параллельны направлению тока в шинах. Витки МЧЭ могут быть изготовлены из электропроводящего материала, имеющего прочность, достаточную для образования жесткой конструкции, без использования сердечника. Витки МЧЭ могут быть навиты на линейный сердечник, выполненный в виде пластины прямоугольного сечения, изготовленной из ферромагнитного или немагнитного материала. Сердечник, изготовленный из ферромагнитного материала, позволяет увеличить ток, наводимый электромагнитным полем в изолированных витках из электропроводящего материала.The second technical problem is solved in the design of the sensor for measuring a large current in a bus package consisting of any even number of electrically isolated EIS, between which are arranged successively odd and even spaces, which has at least one MCE placed in an odd space between adjacent sections busbars with oppositely directed currents, consisting of one or more turns of electrically conductive material, placed in space so that the plane of the turns is approximately perpendicular us specularly disposed and tire planes approximately parallel to the current direction in the tire. MCE coils can be made of an electrically conductive material having a strength sufficient to form a rigid structure without using a core. Coils of MCE can be wound on a linear core made in the form of a plate of rectangular cross section made of a ferromagnetic or non-magnetic material. A core made of a ferromagnetic material can increase the current induced by an electromagnetic field in isolated coils of an electrically conductive material.

Предложенный датчик используется при построении системы для измерения большого тока в шинном пакете КС ПТ, собранном из четного числа изолированных шин, между которыми имеются чередующиеся нечетные и четные пространства с зеркально расположенными плоскостями шин. Система состоит из датчика тока с магниточувствительными элементами (МЧЭ), измерительного устройства, устройства передачи и преобразования сигнала, соединяющего датчик с измерительным устройством, при этом МЧЭ датчика размещены в нечетных пространствах между участками шин с противоположно направленными токами, и имеют по меньшей мере один виток из электропроводящего материала, плоскость которого примерно перпендикулярна зеркально расположенным плоскостям шин и параллельна направлению тока в шинах, а количество МЧЭ определяется, исходя из зависимости:The proposed sensor is used in the construction of a system for measuring high current in a busbar package КС ПТ, assembled from an even number of isolated buses, between which there are alternating odd and even spaces with mirror-mounted bus planes. The system consists of a current sensor with magnetically sensitive elements (MEC), a measuring device, a signal transmission and conversion device connecting the sensor to the measuring device, while the MEC of the sensor are located in odd spaces between bus sections with oppositely directed currents and have at least one turn from an electrically conductive material, the plane of which is approximately perpendicular to the mirrored planes of the tires and parallel to the direction of the current in the tires, and the number of MCE is determined, One of the dependencies:

Figure 00000005
Figure 00000005

где К - общее количество МЧЭ, включенных в датчик;where K is the total number of MCE included in the sensor;

i - номер нечетного пространства;i is the number of odd space;

qi - количество МЧЭ, установленных в i-м нечетном пространстве;q i - the number of MCEs installed in the i-th odd space;

n - число пар ЭИШ в шинном пакете.n is the number of PES pairs in the bus packet.

Для увеличения э.д.с., наводимой в МЧЭ, и точности измерения тока, расстояние между зеркально расположенными поверхностями участков шин не превышает ширину шины, а отношение ширины сердечника с витками к ширине шины меньше или равно 1.In order to increase the emf induced in the MCE and the accuracy of current measurement, the distance between the mirrored surfaces of the tire sections does not exceed the width of the tire, and the ratio of the width of the core with turns to the width of the tire is less than or equal to 1.

Отличительные признаки датчика перечислены ниже. МЧЭ имеет по меньшей мере один виток из электропроводящего материала, помещенный в пространство между двумя ЭИШ с противоположно направленными в них током так, что плоскости витков примерно перпендикулярны зеркально расположенным плоскостям ЭИШ и примерно параллельны направлению тока. Дополнительные отличия состоят в том, что по меньшей мере один виток МЧЭ навит на линейный сердечник в виде пластины предпочтительно прямоугольного сечения, изготовленный из ферромагнитного или немагнитного материала; предпочтительное отношение ширины сердечника с витками к ширине ЭИШ меньше или равно 1, при этом МЧЭ соединены между собой последовательно или параллельно. Измерительное устройство имеет устройство согласования снимаемого с датчика сигнала, с характеристикой входных цепей измерительного устройства.Distinctive features of the sensor are listed below. The MCE has at least one coil of electrically conductive material placed in the space between two ESMs with a current oppositely directed into them so that the plane of the turns is approximately perpendicular to the mirrored ESI planes and approximately parallel to the direction of the current. Additional differences are that at least one turn of the MCE is wound on a linear core in the form of a plate of preferably rectangular cross section made of a ferromagnetic or non-magnetic material; the preferred ratio of the width of the core with the turns to the width of the EIS is less than or equal to 1, while the MCE are connected in series or in parallel. The measuring device has a device for matching the signal removed from the sensor with the characteristic of the input circuits of the measuring device.

Каждый МЧЭ может быть подключен непосредственно к измерительному устройству. Система может иметь датчик, включающий по меньшей мере два МЧЭ, размещенные в нечетном пространстве и соединенные между собой параллельно или последовательно. Система может иметь по меньшей мере один датчик, размещенный в среднем нечетном пространстве шинного пакета.Each MChE can be connected directly to the measuring device. The system may have a sensor that includes at least two MCE, located in an odd space and interconnected in parallel or in series. The system may have at least one sensor located in an odd middle space of the bus packet.

Для преобразования сигнала напряжения в сигнал тока устройство передачи и преобразования сигнала имеет индуктивность или емкость, включенные последовательно в цепь с датчиком.To convert a voltage signal into a current signal, the signal transmission and conversion device has an inductance or capacitance connected in series with the sensor.

Совокупность отличительных признаков системы измерения большого тока в шинном пакете следующая: МЧЭ датчика тока размещены в нечетных пространствах между шинами, каждый МЧЭ имеет по меньшей мере один виток из электропроводящего материала, плоскость каждого витка примерно перпендикулярна зеркально расположенным плоскостям шины и параллельна направлению тока в противолежащих участках шин, в шинах количество МЧЭ определяется, исходя из зависимости:The set of distinguishing features of a large current measurement system in a bus package is as follows: the MCE of the current sensor is located in odd spaces between the tires, each MEC has at least one coil of electrically conductive material, the plane of each coil is approximately perpendicular to the mirror planes of the bus and parallel to the direction of the current in opposite sections tires, in tires the amount of MCE is determined based on the dependence:

Figure 00000005
Figure 00000005

МЧЭ соединены между собой последовательно или параллельно, измерительное устройство имеет устройство согласования снимаемого с датчика сигнала с характеристикой входных цепей измерительного устройства. Для увеличения мощности сигнала, снимаемого с датчика, система может иметь по меньшей мере два МЧЭ, размещенных в одном нечетном пространстве, соединенных между собой параллельно или последовательно. Из нескольких МЧЭ, включенных в систему, каждый МЧЭ может быть подключен к измерительному устройству. При весьма большом токе в шинном пакете достаточно разместить по меньшей мере один МЧЭ в среднем нечетном пространстве или в одном крайнем пространстве.MCE are interconnected in series or in parallel, the measuring device has a device for matching the signal removed from the sensor with the characteristic of the input circuits of the measuring device. To increase the power of the signal taken from the sensor, the system can have at least two MChEs located in one odd space, connected to each other in parallel or in series. Of the several MCEs included in the system, each MEC can be connected to a measuring device. With a very large current in the bus package, it is sufficient to place at least one MCE in an odd average space or in one extreme space.

Отличительным признаком системы измерения является наличие в устройстве передачи и преобразования сигнала индуктивности или емкости, включенных последовательно в цепь с датчиком и обеспечивающих сдвиг фазы токового сигнала датчика на 90 эл. град., и вследствие этого синфазность сигнала датчика и измеряемого тока.A distinctive feature of the measurement system is the presence in the device for transmitting and converting the inductance signal or capacitance, connected in series with the sensor and providing a phase shift of the sensor current signal by 90 el. hail., and as a result, the phase signal of the sensor and the measured current.

На фиг.1а показана пара шин с МЧЭ, установленным в пространстве между зеркально расположенными плоскостями шин.On figa shows a pair of tires with MEC installed in the space between the mirrored planes of the tires.

На фиг.1в показана шина

Figure 00000006
-образной формы с МЧЭ, установленным между противолежащими участками шины.On figv shows the tire
Figure 00000006
-shaped with MCE installed between opposite sections of the tire.

На фиг.1с изображен вид А на шину и МЧЭ на фиг.1а.On figs shows a view of a bus and MCE in figa.

На фиг.1d изображена схема к расчету параметров датчика.On fig.1d shows a diagram for calculating the parameters of the sensor.

На фиг.2а показан датчик, состоящий из одного МЧЭ, навитого на сердечник.On figa shows a sensor consisting of one MCE, wound on the core.

На фиг.2в - поперечное сечение В-В шины и датчика.On figv - cross section bb of the tire and the sensor.

На фиг.2с - вид С на шину и датчик.On figs - view C on the bus and the sensor.

На фиг.3 показана схема системы измерения больших токов, включающей датчик, состоящий из нескольких МЧЭ с сердечниками, установленных попарно в расчетных пространствах ШП, соединенных последовательно и подключенных к измерительному устройству.Figure 3 shows a diagram of a system for measuring high currents, including a sensor consisting of several MCE with cores installed in pairs in the design spaces of the power supply connected in series and connected to the measuring device.

На фиг.4 показана схема системы измерения больших токов, включающей датчик, состоящий из нескольких МЧЭ, установленных попарно в расчетных пространствах ШП, соединенных параллельно.Figure 4 shows a diagram of a system for measuring high currents, including a sensor consisting of several MCHE installed in pairs in the design spaces of the silos connected in parallel.

На фиг.5 показана схема системы измерения больших токов, включающей датчик, размещенный в среднем нечетном пространстве ШП, и устройство передачи и преобразования сигнала, имеющее конденсатор, включенный последовательно с датчиком.Figure 5 shows a diagram of a system for measuring high currents, including a sensor located in the middle odd space of the NW, and a device for transmitting and converting a signal having a capacitor connected in series with the sensor.

На фиг.6 показана схема системы измерения больших токов, включающей датчик с двумя МЧЭ, установленными в крайних пространствах, соединенных последовательно, и устройство передачи и преобразования сигнала, включающее дроссель, включенный последовательно с датчиком.Figure 6 shows a diagram of a system for measuring high currents, including a sensor with two MCH installed in the extreme spaces connected in series, and a device for transmitting and converting a signal, including a choke, connected in series with the sensor.

На фиг.7 показана схема системы, имеющая МЧЭ, установленные в нечетных пространствах ШП, каждый из которых подключен к измерительному устройству.Figure 7 shows a diagram of a system having an MCE installed in the odd spaces of the silos, each of which is connected to a measuring device.

В соответствии с предложенным способом МЧЭ 1 устанавливают в пространство между двумя участками шин 3, с противоположными токами (фиг.1а, в, с). Выводы 4 МЧЭ направляют перпендикулярно плоскостям витков 5. Переменные магнитные поля, возникающие вокруг участков шин 3 с противоположно направленными токами, суммируются в пространстве 2 и в соответствии с законом электромагнитной индукции вызывают возникновение э.д.с. в витках МЧЭ.In accordance with the proposed method, MCE 1 is installed in the space between two sections of tires 3, with opposite currents (figa, b, c). Conclusions 4 MCE direct perpendicular to the planes of turns 5. Alternating magnetic fields that arise around sections of tires 3 with oppositely directed currents are summed in space 2 and, in accordance with the law of electromagnetic induction, cause the emergence of an emf. in turns of MCE.

Для МЧЭ, состоящего из N витков токопроводящего материала (провода), навитых перпендикулярно плоскости шины и параллельно измеряемому току, э.д.с., наводимая в МЧЭ, определяется по формуле:For MCE, consisting of N turns of conductive material (wire), wound perpendicular to the plane of the bus and parallel to the measured current, the emf induced in the MEC is determined by the formula:

Figure 00000007
Figure 00000007

где N - количество витков в МЧЭ;where N is the number of turns in the MCE;

i - номер витка МЧЭ;i is the number of turns MCE;

f - частота соответствующей гармоники измеряемого тока (для условий России, частота основной гармоники - 50 Гц);f is the frequency of the corresponding harmonic of the measured current (for Russian conditions, the frequency of the fundamental harmonic is 50 Hz);

π - число "пи";π is the number of pi;

Фi - составляющая магнитного потока, пересекающего i-й виток МЧЭ в направлении нормали к плоскости витка.Ф i - component of the magnetic flux crossing the i-th turn of the MCE in the direction normal to the plane of the turn.

Составляющая магнитного потока, пересекающего i-й виток МЧЭ в направлении нормали к плоскости витка, определяется по формуле (формула справедлива при условии

Figure 00000008
(фиг.1d):The component of the magnetic flux crossing the i-th turn of the MCE in the direction normal to the plane of the turn is determined by the formula (the formula is valid provided
Figure 00000008
(fig.1d):

Figure 00000009
Figure 00000009

где L - длина шины (участка шинного пакета в месте установки МЧЭ);where L is the length of the tire (section of the tire package in the place of installation of MCE);

l - длина МЧЭ;l is the length of the MCE;

b - толщина МЧЭ;b is the thickness of the MCE;

δ - толщина шины;δ is the tire thickness;

μ - относительная магнитная проницаемость материала сердечника МЧЭ;μ is the relative magnetic permeability of the core material;

μ0 - магнитная постоянная;μ 0 is the magnetic constant;

Hi(x) - нормальная (по отношению к плоскости витка МЧЭ) составляющая напряженности магнитного поля в точке, находящейся на плоскости i-го витка МЧЭ с координатой х по оси X;H i (x) is the normal (with respect to the plane of the MCE loop) component of the magnetic field at a point located on the plane of the ith coil of MCE with x coordinate along the X axis;

Напряженность магнитного поля в произвольной точке пространства, окружающего проводник с током, можно определить на основании закона полного тока:The magnetic field strength at an arbitrary point in the space surrounding the current conductor can be determined on the basis of the total current law:

Figure 00000010
Figure 00000010

Решив данное уравнение для конфигурации шин, приведенной на фиг.8, при условии пренебрежения толщиной шины получаем следующую формулу для определения Hi(x):Solving this equation for the tire configuration shown in Fig. 8, subject to neglecting the tire thickness, we obtain the following formula for determining Hi (x):

Figure 00000011
Figure 00000011

где I - ток шины;where I is the bus current;

В - ширина шины;B - tire width;

а - расстояние между вертикальными осями шин в шинном пакете;a - the distance between the vertical axes of the tires in the tire package;

yi - координата i-го витка МЧЭ по оси Y.y i - coordinate of the i-th turn of the MCE along the Y axis.

При условии расположения МЧЭ симметрично по оси Y относительно краев шин координата i-го витка МЧЭ по оси Y определяется по формуле:Given the location of the MCE symmetrically along the Y axis relative to the edges of the tires, the coordinate of the i-th turn of the MCE along the Y axis is determined by the formula:

Figure 00000012
Figure 00000012

где d - диаметр провода витка МЧЭ.where d is the diameter of the wire of the coil MCE.

При использовании измерительного устройства с входными цепями, рассчитанными на токовый сигнал, последовательно с датчиком тока включается реактивное сопротивление в виде индуктивности или емкости. При этом величина токового сигнала, подаваемого на измерительное устройство, определяется по формуле:When using a measuring device with input circuits designed for a current signal, reactance in the form of inductance or capacitance is connected in series with the current sensor. The magnitude of the current signal supplied to the measuring device is determined by the formula:

Figure 00000013
Figure 00000013

где Е - суммарная э.д.с. датчика. При датчике, состоящем из одного МЧЭ, суммарная э.д.с. датчика равна э.д.с., наводимой в МЧЭ;where E - total emf sensor. With a sensor consisting of one MCE, the total emf the sensor is equal to the emf induced in the MCE;

R - активное сопротивление датчика;R is the active resistance of the sensor;

Х - реактивное сопротивление устройства передачи и преобразования сигнала.X is the reactance of the signal transmission and conversion device.

Активное сопротивление датчика зависит от сопротивлений, входящих в датчик МЧЭ, и от схемы соединений МЧЭ. В случае датчика, состоящего из одного МЧЭ, активное сопротивление датчика равно активному сопротивлению МЧЭ:The active resistance of the sensor depends on the resistances included in the MCE sensor, and on the MCE connection diagram. In the case of a sensor consisting of a single MCE, the active resistance of the sensor is equal to the active resistance of the MEC:

Figure 00000014
Figure 00000014

где ρ - удельное сопротивление электропроводящего материала обмотки МЧЭ.where ρ is the resistivity of the electrically conductive material of the MCE winding.

Реактивное сопротивление устройства передачи и преобразования сигнала рассчитывается по формулам:The reactance of the signal transmission and conversion device is calculated by the formulas:

Для индуктивности Х=2πfL, где L - индуктивность.For inductance, X = 2πfL, where L is the inductance.

Для емкости Х=1/2πfC, где С - емкость.For the capacitance X = 1 / 2πfC, where C is the capacitance.

Выбор индуктивности (емкости) необходимо проводить исходя из соотношения Х/R≥10.The choice of inductance (capacitance) must be carried out based on the ratio X / R ≥10.

МЧЭ 1, установленный между шинами 3, имеет один или несколько витков 5 из электропроводящего материала (фиг.1a, b, c, 2a, b, c), плоскости которых примерно перпендикулярны зеркально расположенным поверхностям 6 шин и примерно параллельны направлению тока в шинах. Витки могут быть навиты на линейный сердечник 7 (фиг.2a, b, c), который изготовлен из немагнитного или из ферромагнитного материала. Если необходимо увеличить мощность сигнала при ограниченных размерах МЧЭ, то сердечник изготавливают из ферромагнитного материала.The MCE 1, installed between the tires 3, has one or more turns 5 of electrically conductive material (figa, b, c, 2a, b, c), the planes of which are approximately perpendicular to the mirrored surfaces 6 of the tires and approximately parallel to the direction of the current in the tires. The turns can be wound on a linear core 7 (figa, b, c), which is made of non-magnetic or ferromagnetic material. If it is necessary to increase the signal power with limited sizes of MCE, then the core is made of ferromagnetic material.

В одном из вариантов способа измерения большого тока (фиг.1b) пространство 2 образовано между зеркально расположенными поверхностями 6 участков одной из крайних шин, выполненный в форме

Figure 00000006
-образной петли, в параллельных участках которой ток противоположно направленный.In one embodiment of the method for measuring a large current (Fig. 1b), a space 2 is formed in the form between the mirrored surfaces 6 of the sections of one of the outer rails.
Figure 00000006
-shaped loop, in parallel sections of which the current is oppositely directed.

Для исключения влияния краевого эффекта на искажение электромагнитного поля отношение ширины «b» сердечника 7 с витками к ширине В шины 3 принимают меньшим или равным 1, а длину противолежащих участков шины принимают большей или равной ширине шины (L≥B, фиг.1с).To exclude the influence of the edge effect on the distortion of the electromagnetic field, the ratio of the width “b” of the core 7 with the turns to the width B of the tire 3 is taken to be less than or equal to 1, and the length of the opposite sections of the bus is taken to be greater than or equal to the width of the tire (L≥B, figs).

Датчик для измерения большого тока в шинном пакете имеет по меньшей мере один МЧЭ 1 (фиг.1a, b, c), состоящий из нескольких витков 5 из электропроводящего материала, например из меди, помещенных в пространство 2 так, что плоскости витков 5 примерно перпендикулярны плоскостям 6 шин 3 и параллельны направлению тока в шине. Для повышения жесткости МЧЭ витки 5 навиты на линейный сердечник 7, выполненный в виде пластины, прямоугольной в сечении (фиг.2a, b, c). Для увеличения э.д.с., возникающей в витках 5 МЧЭ 1 под влиянием магнитных полей, наведенных в пространстве 2 током, протекающим в противолежащих участках шин 3, витки 5 из изолированного провода навиты на сердечник 7 из ферромагнитного материала. Для исключения влияния краевого эффекта на величину э.д.с., возникающей в МЧЭ 1, отношение ширины сердечника 7 к ширине противолежащих участков шины принимают меньшим или равным единице.A sensor for measuring a large current in a busbar package has at least one MCE 1 (Fig. 1a, b, c), consisting of several turns 5 of electrically conductive material, for example, copper, placed in space 2 so that the plane of the turns 5 is approximately perpendicular planes 6 tires 3 and parallel to the direction of current in the bus. To increase the rigidity of the MCE, the coils 5 are wound on a linear core 7 made in the form of a plate rectangular in cross section (Fig. 2a, b, c). To increase the emf that occurs in turns 5 of MCE 1 under the influence of magnetic fields induced in space 2 by a current flowing in opposite sections of tires 3, turns 5 of an insulated wire are wound onto a core 7 of ferromagnetic material. To exclude the influence of the edge effect on the magnitude of the emf that occurs in the MCE 1, the ratio of the width of the core 7 to the width of the opposite sections of the tire is taken to be less than or equal to unity.

Система для измерения большого тока в ШП в одном из вариантов состоит из датчика, который включает четыре МЧЭ, установленных в крайних нечетных пространствах 2 по два в каждом, соединенных между собой последовательно (фиг.3), если необходимо получить большую величину э.д.с. на датчике, или параллельно (фиг.4), если необходимо получить большую величину тока в цепи измерительной системы. Датчик 8 подключен к измерительному устройству 9 через устройство 10 передачи и преобразования сигнала, поступающего от датчика 8.A system for measuring a large current in a switchgear in one of the options consists of a sensor that includes four MCE installed in extreme odd spaces 2, two in each, interconnected in series (Fig. 3), if it is necessary to obtain a large value of emf from. on the sensor, or in parallel (figure 4), if you want to get a large amount of current in the circuit of the measuring system. The sensor 8 is connected to the measuring device 9 through the device 10 for transmitting and converting the signal from the sensor 8.

Устройство 10 может иметь индуктивность 11 (фиг.4, 6) или емкость 12, включенные последовательно с датчиком 8 и обеспечивающие сдвиг фазы токового сигнала датчика на 90 эл. град., и вследствие этого синфазность сигнала датчика и измеряемого тока.The device 10 may have an inductance 11 (FIGS. 4, 6) or a capacitance 12 connected in series with the sensor 8 and providing a phase shift of the sensor current signal by 90 el. hail., and as a result, the phase signal of the sensor and the measured current.

В варианте исполнения системы (фиг.7) выводы каждого МЧЭ присоединены непосредственно к измерительному устройству 9. В этом случае в устройстве 9 реализован вычислительный алгоритм, обеспечивающий вычисление величины тока в ШП, исходя из э.д.с. каждого МЧЭ.In the embodiment of the system (Fig. 7), the conclusions of each MCE are connected directly to the measuring device 9. In this case, the device 9 implements a computational algorithm that calculates the magnitude of the current in the busbar based on the emf. each MCE.

Пример 1. Предложенный способ применили для измерения большого тока в ШП короткой сети печного трансформатора трехфазной рудотермической печи, имеющей следующую техническую характеристику:Example 1. The proposed method was used to measure a large current in the short circuit of the short circuit of the furnace transformer of a three-phase ore-thermal furnace, having the following technical characteristic:

Трансформатор трехфазный, установленная мощность 22 МВА, количество ступеней напряжения 5, напряжения стороны высокого напряжения (линейное) 10 кB, напряжения стороны низкого напряжения (линейное) 162-197 В, ток стороны высокого напряжения (основная рабочая ступень) 1100 А, ток стороны низкого напряжения (основная рабочая ступень) 67000 А. Короткая сеть выполнена по схеме «треугольник на электродах». Шинные пакеты короткой сети выполнены по бифилярной схеме, каждый состоит из двенадцати алюминиевых шин сечением 400×40 мм каждая. Расстояние между шинами - 15 мм.Three-phase transformer, installed power 22 MVA, number of voltage steps 5, high-voltage side voltage (linear) 10 kV, low-voltage side voltage (linear) 162-197 V, high-voltage side current (main operating stage) 1100 A, low-side current voltage (main working stage) 67000 A. The short network is made according to the “triangle on electrodes” scheme. The busbar packages of the short network are made according to a bifilar scheme, each consisting of twelve aluminum tires with a section of 400 × 40 mm each. The distance between the tires is 15 mm.

В крайние (первое и одиннадцатое) нечетные пространства ШП установили датчик, состоящий из двух одинаковых МЧЭ, характеризуемый следующими конструктивными параметрами:In the extreme (first and eleventh) odd spaces of the silos, a sensor was installed, consisting of two identical MCEs, characterized by the following design parameters:

Линейные размеры МЧЭ - 400×60×15 мм, сердечник выполнен из изолированных пластин электротехнической стали, обмотка состоит из 270 витков изолированного медного провода диаметром 1,2 мм. Последовательно с датчиком включили дроссель ДРЛ 800 Вт.The linear dimensions of the MCE are 400 × 60 × 15 mm, the core is made of insulated plates of electrical steel, the winding consists of 270 turns of an insulated copper wire with a diameter of 1.2 mm. In series with the sensor, an 800 W DRL choke was turned on.

Выбор геометрических параметров МЧЭ производили исходя из имеющихся для изготовления датчиков материалов и конструкции шинного пакета. Расчетное значение э.д.с. МЧЭ составило 86 В для тока в шинном пакете 68000 А. Измерения э.д.с. МЧЭ, установленного в крайний зазор вышеописанного шинного пакета, показали значения 75-95 В. Подбор индуктивности (дросселя) производили исходя из необходимости обеспечить ток, подаваемый на измерительное устройство, в пределах 3-7 А.The choice of the geometric parameters of the MCE was made based on the materials available for the manufacture of the sensors and the design of the bus package. Estimated value of emf The MCE was 86 V for the current in the bus packet of 68,000 A. Measurements of the emf MCE installed in the extreme gap of the above-described bus package showed values of 75-95 V. The inductance (inductor) was selected based on the need to provide the current supplied to the measuring device within 3-7 A.

В связи с отсутствием стендового оборудования для испытания датчика током до 70 кА и отсутствием возможности измерить ток в короткой сети печного трансформатора испытания датчика проводили на действующей печи по следующей методике:Due to the lack of bench equipment for testing the sensor with a current of up to 70 kA and the lack of the ability to measure current in a short network of the furnace transformer, the sensor was tested on an operating furnace using the following procedure:

1. Соединили датчики тока в треугольник (для формирования сигнала, соответствующего току электрода) и подключили к цифровому измерительному устройству, рассчитанному на входной сигнал 0...10 А переменного тока. Измерительное устройство подключили к компьютеру для непрерывной (с дискретой времени 1 с) записи значений сигналов в базу данных.1. We connected current sensors in a triangle (to form a signal corresponding to the current of the electrode) and connected to a digital measuring device designed for an input signal 0 ... 10 A of alternating current. The measuring device was connected to a computer for continuous (with a discrete time of 1 s) recording of signal values into a database.

2. Через другое цифровое измерительное устройство, подключенное к тому же компьютеру, организовали непрерывную (с дискретой времени 1 с) запись в базу данных сигналов тока и напряжения по высокой стороне трансформатора. При этом сигналы получали со стандартных измерительных трансформаторов тока и напряжения.2. Through another digital measuring device connected to the same computer, a continuous (with a discrete time of 1 s) recording of current and voltage signals to the database along the high side of the transformer was organized. In this case, signals were received from standard measuring current and voltage transformers.

3. По сформированной в течение 2-х месяцев базе данных подбирали записи, соответствующие режиму печного агрегата, максимально близкому к симметрии для различных ступеней напряжения трансформатора.3. Based on the database formed over 2 months, records were selected that corresponded to the furnace mode, as close as possible to the symmetry for the various voltage levels of the transformer.

4. Пользуясь соотношением IH=Iвkmp,4. Using the relation I H = I in k mp ,

где Iн, Iв - соответственно токи стороны низкого и высокого напряжений печного трансформатора;where I n , I in - respectively, the currents of the low and high voltage side of the furnace transformer;

kmp - коэффициент трансформации печного трансформатора;k mp is the transformation coefficient of the furnace transformer;

рассчитывали ток электрода для выбранных режимов.the electrode current was calculated for the selected modes.

5. По полученным расчетным путем токам электродов и имеющимся значениям сигналов с датчиков рассчитывали коэффициент передачи датчиков тока.5. Using the calculated currents of the electrodes and the available values of the signals from the sensors, the transmission coefficient of the current sensors was calculated.

6. Проверяли независимость коэффициента передачи датчиков тока от электрического режима.6. Checked the independence of the transmission coefficient of the current sensors from the electric mode.

Таблица 1.Table 1. Результаты расчета и измерения тока в ШПThe results of the calculation and measurement of current in the silos № изм.No. of rev. Ток стороны высокого напряжения печного трансформатора, АCurrent of the high voltage side of the furnace transformer, A Расчетный ток стороны низкого напряжения печного трансформатора, А (kmp=60,7)Rated current of the low voltage side of the furnace transformer, A (k mp = 60.7) Сигнал датчика тока на стороне низкого напряжения печного трансформатора, АThe signal of the current sensor on the low voltage side of the furnace transformer, A Коэффициент передачи датчика токаCurrent sensor gain Фаза 1Phase 1 Фаза 2Phase 2 Фаза 3Phase 3 Фаза 1Phase 1 Фаза 2Phase 2 Фаза 3Phase 3 Фаза 1Phase 1 Фаза 2Phase 2 Фаза 3Phase 3 Фаза 1Phase 1 Фаза 2Phase 2 Фаза 3Phase 3 1one 10711071 10721072 10841084 6501065010 6507065070 6579965799 5,625.62 5,455.45 5,695.69 1156511565 1194011940 1156111561 22 10511051 10471047 10511051 6379663796 6355363553 6379663796 5,575.57 5,45,4 5,615.61 1146211462 1177111771 1137311373 33 10491049 10441044 10441044 6367463674 6337163371 6337163371 5,575.57 5,385.38 5,65,6 1142311423 1177211772 1132611326 4four 10371037 10351035 10331033 6294662946 6282562825 6270362703 5,535.53 5,365.36 5,565.56 1137711377 1171711717 1127611276 55 10551055 10611061 10681068 6403964039 6440364403 6482864828 5,595.59 5,45,4 5,675.67 1146311463 1192011920 1144311443 66 10431043 10381038 10531053 6331063310 6300763007 6391763917 5,545.54 5,355.35 5,635.63 1142511425 1176811768 1135611356 77 10671067 10751075 10621062 6476764767 6525365253 6446364463 5,565.56 5,45,4 5,645.64 1145611456 1183511835 1139011390 88 10851085 10821082 10901090 6586065860 6567765677 6616366163 5,625.62 5,455.45 5,635.63 1153211532 1196911969 1144311443 99 10491049 10531053 10581058 6367463674 6391763917 6422164221 5,635.63 5,465.46 5,725.72 1168911689 1202012020 1156211562 Среднее отклонение коэффициента передачи датчиков токаThe average deviation of the transfer coefficient of the current sensors 0,62%0.62% 0,79%0.79% 0,68%0.68%

Источники информации:Information sources:

1. RU №95112317 A1 18.07.1995.1. RU No. 95112317 A1 07/18/1995.

2. US №4000361 28.12.1976.2. US No. 4000361 12/28/1976.

3. httpi/www.enestim.ru/info/album/trans T.htm3.http: //www.enestim.ru / info / album / trans T.htm

4. http:/www.cztt.ru/frame_p.html4.http: //www.cztt.ru/frame_p.html

5. RU №2223137 С2 06.05.2002.5. RU No. 2223137 C2 05/06/2002.

6. WO 01/67117 А2 05.03.20016. WO 01/67117 A2 03/05/2001

7. RU №213882401 12.01.1998.7. RU No. 213882401 01/12/1998.

8. US №6680608 В2 27.02.2002.8. US No. 6680608 B2 02/27/2002.

Claims (18)

1. Способ измерения большого тока в шинном пакете (ШП), состоящем из любого числа электрически изолированных шин (ЭИЩ), размещенных на расстоянии одна от другой так, что между зеркально расположенными поверхностями ЭИШ имеется межшинное пространство, заключающийся в размещении в межшинном пространстве, по меньшей мере, одного магниточувствительного элемента (МЧЭ), взаимодействующего с электромагнитным полем, создаваемым током, протекающим в шинах в противоположных направлениях, и в подключении выводов датчика тока к измерительному устройству, отличающийся тем, что ШП собирают из любого четного числа ЭИШ, между которыми образованы последовательно расположенные нечетные и четные пространства, МЧЭ устанавливают в нечетных пространствах, а их общее количество, включенное в датчик тока, определяют по следующей зависимости от числа пар шин в ШП:1. A method of measuring a large current in a busbar package (ШП), consisting of any number of electrically isolated buses (EIS), located at a distance from one another so that between the mirrored surfaces of the EIS there is an inter-tire space consisting in placement in the inter-tire space, according to at least one magnetosensitive element (MCE) interacting with an electromagnetic field generated by current flowing in the tires in opposite directions, and in connecting the terminals of the current sensor to the measuring device property, characterized in that the busbars are assembled from any even number of ESHs between which odd and even spaces are arranged sequentially, the MCEs are set in odd spaces, and their total number included in the current sensor is determined by the following dependence on the number of bus pairs in the busbar :
Figure 00000015
Figure 00000015
где К - общее количество МЧЭ, установленных в нечетных пространствах ШП; qi количество МЧЭ, установленных в i-м нечетном пространстве; n - число пар шин в ШП.where K is the total number of MCE installed in the odd spaces of the silos; q i the number of MCE installed in the i-th odd space; n is the number of tire pairs in the busbar.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соседние шины размещают на расстоянии между их зеркально расположенными поверхностями, меньшем или равном ширине шины.2. The method according to claim 1, characterized in that the adjacent tires are placed at a distance between their mirrored surfaces, less than or equal to the width of the tire. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что длину шины в ШП принимают большей или равной ширине шины.3. The method according to claim 1, characterized in that the tire length in the busbar is greater than or equal to the tire width. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при К≥2 МЧЭ соединяют между собой последовательно или параллельно в различных комбинациях.4. The method according to claim 1, characterized in that at K≥2 MCE are interconnected sequentially or in parallel in various combinations. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что МЧЭ, установленные в одном нечетном пространстве, соединяют параллельно.5. The method according to claim 1, characterized in that the MCE installed in one odd space is connected in parallel. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что МЧЭ, установленные в разных нечетных пространствах, соединяют последовательно.6. The method according to claim 1, characterized in that the MCE installed in different odd spaces are connected in series. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что ШП собирают из нечетного числа пар шин, а один или более МЧЭ устанавливают в среднем пространстве ШП.7. The method according to claim 1, characterized in that the silos are assembled from an odd number of bus pairs, and one or more MCEs are installed in the middle space of the silos. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что ШП собирают из четного числа пар шин и помещают по меньшей мере один МЧЭ в одном из крайних пространств ШП.8. The method according to claim 1, characterized in that the silos are assembled from an even number of bus pairs and at least one MCE is placed in one of the outer spaces of the silos. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что ШП собирают из четного числа пар шин, а МЧЭ помещают в двух крайних пространствах ШП.9. The method according to claim 1, characterized in that the silos are assembled from an even number of bus pairs, and the MCE is placed in the two extreme spaces of the silos. 10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что упомянутое крайнее пространство образуют между зеркально расположенными поверхностями участка одной шины, выполненной в форме
Figure 00000016
образной петли.
10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the said extreme space is formed between the mirrored surfaces of the section of one tire, made in the form
Figure 00000016
shaped loops.
11. Датчик для измерения большого тока в ШП, состоящем из любого четного числа ЭИШ, размещенных на некотором расстоянии одна от другой, между которыми образованы последовательно расположенные нечетные и четные пространства, состоящий, по меньшей мере, из одного МЧЭ, помещенного в нечетное межшинное пространство, имеющего один или более витков из электропроводящего материала, навитых на сердечник так, что плоскости витков перпендикулярны зеркально расположенным плоскостям шин и параллельны направлению тока в шине, отличающийся тем, что сердечник изготовлен из ферромагнитного материала, а отношение ширины сердечника с витками к ширине шины меньше 1.11. A sensor for measuring a large current in a power supply unit consisting of any even number of ESHs located at a certain distance from one another, between which odd and even spaces are arranged sequentially, consisting of at least one MCE placed in an odd busbar space having one or more turns of electrically conductive material, wound on the core so that the plane of the turns are perpendicular to the mirrored planes of the tires and parallel to the direction of the current in the tire, characterized in that the core is made of ferromagnetic material, and the ratio of the width of the core with turns to the width of the tire is less than 1. 12. Система измерения большого тока в ШП короткой сети печного трансформатора, собранном из четного числа электрически изолированных шин, между которыми имеются чередующиеся нечетные и четные межшинные пространства, состоящая из датчика тока, измерительного устройства, устройства передачи и преобразования сигнала, соединяющего датчик с измерительным устройством, отличающаяся тем, что датчик тока состоит, по меньшей мере, из одного МЧЭ, размещенного в нечетном межшинном пространстве, имеющего один или несколько витков из электропроводящего материала, плоскость которых перпендикулярна зеркально расположенным плоскостям шин и параллельна направлению тока в шинах, количество МЧЭ определяется исходя из зависимости 12. A system for measuring high current in a short-circuit busbar of a furnace transformer short circuit assembled from an even number of electrically isolated buses, between which there are alternating odd and even busbars, consisting of a current sensor, a measuring device, a signal transmission and conversion device connecting the sensor to the measuring device characterized in that the current sensor consists of at least one MChE located in an odd inter-tire space having one or more turns of an electrical wire its material which is perpendicular to a plane mirror arranged parallel to the planes of the tire and the direction of current in the tire, the amount determined based on the MCHE depending
Figure 00000015
Figure 00000015
где К - общее количество МЧЭ, включенных в датчик; qi - количество МЧЭ, установленных в i-м нечетном пространстве; n - число пар шин в ШП,where K is the total number of MCE included in the sensor; q i - the number of MCEs installed in the i-th odd space; n is the number of tire pairs in the bus, МЧЭ соединены между собой последовательно или параллельно, измерительное устройство имеет устройство согласования снимаемого с датчика сигнала с характеристикой входных цепей измерительного устройства.MCE are interconnected in series or in parallel, the measuring device has a device for matching the signal removed from the sensor with the characteristic of the input circuits of the measuring device.
13. Система по п.12, отлучающаяся тем, что она имеет, по меньшей мере, два МЧЭ, размещенных в одном нечетном пространстве, соединенных между собой последовательно.13. The system according to item 12, excommunicated by the fact that it has at least two MChEs located in one odd space, interconnected in series. 14. Система по п.12, отличающаяся тем, что она имеет, по меньшей мере, два МЧЭ, размещенных в одном нечетном пространстве, соединенных между собой параллельно.14. The system according to p. 12, characterized in that it has at least two MChEs located in one odd space, interconnected in parallel. 15. Система по п.12, отличающаяся тем, что она имеет, по меньшей мере, один МЧЭ, размещенный в среднем нечетном пространстве или в одном крайнем пространстве.15. The system according to p. 12, characterized in that it has at least one MCE located in the middle odd space or in one extreme space. 16. Система по п.12, отличающаяся тем, что она имеет, по меньшей мере, два МЧЭ, размещенных в нечетных пространствах, при этом каждый МЧЭ подключен к измерительному устройству.16. The system according to p. 12, characterized in that it has at least two MCH located in odd spaces, with each MCH connected to a measuring device. 17. Система по п.12, отличающаяся тем, что устройство передачи и преобразования сигнала имеет индуктивность, включенную последовательно в цепь с датчиком.17. The system according to p. 12, characterized in that the signal transmission and conversion device has an inductance connected in series with the sensor. 18. Система по п.18, отличающаяся тем, что устройство передачи и преобразования сигнала имеет емкость, включенную последовательно в цепь с датчиком.18. The system according to p. 18, characterized in that the signal transmission and conversion device has a capacitance connected in series with the sensor.
RU2005116401/09A 2005-05-31 2005-05-31 Method, sensor, and system for measuring heavy current in bus assembly of furnace-transformer short network RU2294063C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116401/09A RU2294063C1 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Method, sensor, and system for measuring heavy current in bus assembly of furnace-transformer short network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116401/09A RU2294063C1 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Method, sensor, and system for measuring heavy current in bus assembly of furnace-transformer short network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005116401A RU2005116401A (en) 2006-12-10
RU2294063C1 true RU2294063C1 (en) 2007-02-20

Family

ID=37665261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005116401/09A RU2294063C1 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Method, sensor, and system for measuring heavy current in bus assembly of furnace-transformer short network

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2294063C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2805995C1 (en) * 2023-02-28 2023-10-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Current conductor protection device with row, bifilar arrangement of pipe buses in its busbar package

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2805995C1 (en) * 2023-02-28 2023-10-24 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Current conductor protection device with row, bifilar arrangement of pipe buses in its busbar package

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005116401A (en) 2006-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10859605B2 (en) Current sensor and a method of manufacturing a current sensor
AU603382B2 (en) Measuring transformers
US6441605B1 (en) Current sensor for an electrical device
US8575918B2 (en) Wideband transducer for measuring a broad range of currents in high voltage conductors
JPS6321867B2 (en)
WO2008057799A2 (en) Split rogowski coil current measuring device and methods
KR20160014020A (en) Current sensor arrangement
AU2021202107A1 (en) Harmonics filters using semi non-magnetic bobbins
TW509799B (en) Arc detection sensor utilizing discrete inductors
US7193408B2 (en) Open-loop electric current sensor and a power supply circuit provided with such sensors
Zhu et al. Curved trapezoidal magnetic flux concentrator design for current measurement of multi-core power cable with magnetic sensing
US9638727B2 (en) Power inductor and method for implementing shunting measurement through inductor winding
JPH0487570A (en) High-frequency inverter
RU2294063C1 (en) Method, sensor, and system for measuring heavy current in bus assembly of furnace-transformer short network
Jin et al. A CCL topology based mid-range power transfer system for low voltage side equipments on power lines
JP4189164B2 (en) Current measuring instrument
CN218727575U (en) Current measuring device and power supply change-over switch
Bandyopadhyay et al. Comparison of optimized chargepads for wireless ev charging application
EP0844626B1 (en) Transformer
CN213275740U (en) Flexible current sensor with multiple characteristic quantity measurement
CA3118576C (en) Electricity meter
RU2574038C2 (en) Negative-sequence current filter
Phan-Tan et al. Design Procedure and Implementation of Inductor Using Litz Wires for Induction Heating
Arizaga et al. Analysis of Losses in a Three-Port High-Frequency Transformer Under Different Frequencies and Load Conditions
RU2522164C1 (en) Supply source transformer for suspended measuring sensors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170601