RU24041U1

RU24041U1 - TWO-STAGE AC MEASURING TRANSFORMER

Info

Publication number: RU24041U1
Application number: RU2001128972/20U
Authority: RU
Inventors: М.К. Казаков; Г.В. Джикаев; С.Ю. Сазонов
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2002-07-20

Abstract

Двухкаскадный измерительный трансформатор переменного тока, содержащий первый трансформатор с первичной и вторичной обмотками, второй трансформатор с тремя обмотками, первичная обмотка первого трансформатора включена в цепь измеряемого тока, первая обмотка второго трансформатора подсоединена между выводами вторичной обмотки первого трансформатора, выход первого усилителя через вторую обмотку второго трансформатора и первый резистор соединен с земляной шиной, причем точка соединения второй обмотки второго трансформатора и первого резистора является выходом трансформатора, отличающийся тем, что в устройство введен второй усилитель, являющийся дифференциальным, входы которого подключены к выводам третьей обмотки второго трансформатора, а выход подсоединен к входу первого усилителя.A two-stage measuring AC transformer containing a first transformer with primary and secondary windings, a second transformer with three windings, the primary winding of the first transformer is included in the measured current circuit, the first winding of the second transformer is connected between the terminals of the secondary winding of the first transformer, the output of the first amplifier through the second winding of the second the transformer and the first resistor is connected to the ground bus, and the connection point of the second winding of the second transformer and the first the resistor being the output of the transformer, characterized in that the device is entered a second amplifier is differential, inputs of which are connected to terminals of the third winding of the second transformer, and an output connected to the input of the first amplifier.

Description

ДВУХКАСКАДНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРTWO-STAGE MEASURING TRANSFORMER

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.ALTERNATING CURRENT.

Полезная модель относится к области электрических измерений, в частности, к измерению переменных токов в электроэнергетике.The utility model relates to the field of electrical measurements, in particular to the measurement of alternating currents in the electric power industry.

Известны так называемые компенсационные трансформаторы тока (КТТ) (см. М.Б.Лейтман. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 144 с.). Такие устройства имеют малые погрешности преобразования тока за счет отрицательной обратной связи, но они в электроэнергетике не применяются, поскольку при большом первичном токе (тысячи ампер) необходим большой коэффициент трансформации при использовании маломош;ного усилителя, входящего в состав КТТ. Это приводит к существенному снижению технологичности при изготовлении трансформатора, поскольку необходимо большое количество витков на выходной обмотке трансформатора.The so-called compensation current transformers (CTT) are known (see MB Leytman. Normalizing measuring transducers of electrical signals. - M.: Energoatomizdat, 1986. - 144 p.). Such devices have small errors in current conversion due to negative feedback, but they are not used in the electric power industry, since a large primary current (thousands of amperes) requires a large transformation coefficient when using a low-power amplifier, which is part of the CTT. This leads to a significant decrease in manufacturability in the manufacture of the transformer, since a large number of turns are needed on the output winding of the transformer.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является трансформатор тока (см. полезная модель РФ 15051, 7 НО IF 38/20), который принят за прототип. Он содержит два каскада трансформации, один из которых выполнен на основе обычного индукционного трансформатора тока, а другой - на основе КТТ. Индукционные трансформаторы широко используется в электроэнергетике, т.к. они надежны и просты в изготовлении.The closest in technical essence to the claimed is a current transformer (see utility model of the Russian Federation 15051, 7 HO IF 38/20), which is taken as a prototype. It contains two transformation stages, one of which is based on a conventional induction current transformer, and the other based on CTT. Induction transformers are widely used in the electric power industry, as They are reliable and easy to manufacture.

Недостатком прототипа является несимметричный вход усилителя, который снижает помехозащищенность КТТ при влиянии синфазных помех.The disadvantage of the prototype is the unbalanced input of the amplifier, which reduces the noise immunity of the CTT under the influence of common-mode interference.

Сущность решения состоит в повышении помехозашищенности за счет компенсации синфазных помех.The essence of the solution is to increase noise immunity by compensating for common mode interference.

Указанный технический результат достигается тем, что в двухкаскадномThe specified technical result is achieved by the fact that in two-stage

измерительном трансформаторе переменного тока, содержащем первьш трансформатор с первичной и вторичной обмотками, второй трансформатор с тремя обмотками, первичная обмотка первого трансформатора включена вmeasuring AC transformer containing the first transformer with primary and secondary windings, the second transformer with three windings, the primary winding of the first transformer is included in

МПКН01Р40/00MPKN01R40 / 00

Ч H

цепь измеряемого тока, первая обмотка второго трансформатора подсоединена между выводами вторичной обмотки первого трансформатора, выход первого усилителя через вторую обмотку второго трансформатора и первый резистор соединен с земляной шиной, причем точка соединения второй обмотки второго трансформатора и первого резистора является выходом трансформатора, особенность заключается в том, что в устройство введен второй усилитель, являющийся дифференциальным, входы которого подключены к выводам третьей обмотки второго трансформатора, а выход подсоединен к входу первого усилителя.the measured current circuit, the first winding of the second transformer is connected between the terminals of the secondary winding of the first transformer, the output of the first amplifier through the second winding of the second transformer and the first resistor is connected to the ground bus, and the connection point of the second winding of the second transformer and the first resistor is the output of the transformer, a feature is that a second amplifier is introduced into the device, which is differential, the inputs of which are connected to the terminals of the third winding of the second transformer And an output connected to the input of the first amplifier.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленной полезной модели, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию новизна.The analysis of the prior art made it possible to establish that the applicant has not found an analogue characterized by features that are identical to all the features of the claimed utility model, and the determination from the list of analogues of the prototype made it possible to identify a set of significant distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed device set forth in the useful formula models. Therefore, the claimed utility model meets the condition of novelty.

На чертеже представлена схема устройства. Оно содержит первый трансформатор с первичной 1, вторичной 2 обмотками, второй трансформатор с первой обмоткой 3, первым усилителем 4, второй 5 и третьей 6 обмотками, вторым усилителем 7, первым 8 и вторым 9 резисторами, операционным усилителем 10, третьим И, четвертым 12 и пятым 13 резисторами. Выходом устройства является вывод 14.The drawing shows a diagram of the device. It contains a first transformer with primary 1, secondary 2 windings, a second transformer with a first winding 3, a first amplifier 4, a second 5 and a third 6 windings, a second amplifier 7, a first 8 and a second 9 resistors, an operational amplifier 10, a third I, a fourth 12 and the fifth 13 resistors. The output of the device is pin 14.

Устройство работает следующим образом. Обмотка 1 включается в цепь измеряемого тока /i. Выходной ток i снимается с обмотки 2. Между точками а и ) включается первая обмотка 3 второго трансформатора, который с высокой точностью преобразует ток i в ток У,,. за счет глубокой отрицательной обратной связи по магнитному потоку вследствие значительного коэффициента усиления первого усилителя 4. Эта связь осуществляется черезThe device operates as follows. The winding 1 is included in the circuit of the measured current / i. The output current i is removed from the winding 2. Between points a and), the first winding 3 of the second transformer is turned on, which with high accuracy converts the current i into the current Y ,,. due to the deep negative feedback on the magnetic flux due to the significant gain of the first amplifier 4. This communication is carried out through

первый 4, второй 7 усилители и обмотку 5. Входным напряжением первого усилителя 4 является напряжение, снимаемое с выхода второго усилителя 7, который выполнен по схеме дифференциального усилителя. Свойством такого усилителя является компенсация входных синфазных помех. При выполнении условия напряжениеfirst 4, second 7 amplifiers and winding 5. The input voltage of the first amplifier 4 is the voltage taken from the output of the second amplifier 7, which is made according to the differential amplifier circuit. The property of such an amplifier is the compensation of input common mode noise. When the condition is met, the voltage

Uj(R,,/R9)(Ue.2-U,,,),(1)Uj (R ,, / R9) (Ue.2-U ,,,), (1)

где и7 - напряжение выхода второго усилителя 7; 4x2 - входное напряжение второго усилителя 7 по неинвертирующему входу; Uexi - входное напряжение второго усилителя 7 по инвертирующему входу; Rg, RU, R, RIJ - соответственно сопротивления второго 9, третьего 11, четвертого 12, пятого 13 резисторов. Далее напряжениеt/; дополнительно усиливается усилителем 4. Напряжение, снимаемое с первого резистора 8, является выходным напряжением устройства.where and 7 is the output voltage of the second amplifier 7; 4x2 - input voltage of the second amplifier 7 at a non-inverting input; Uexi is the input voltage of the second amplifier 7 at the inverting input; Rg, RU, R, RIJ - respectively, the resistance of the second 9, third 11, fourth 12, fifth 13 resistors. Further voltage t /; additionally amplified by an amplifier 4. The voltage removed from the first resistor 8 is the output voltage of the device.

Таким образом, введение усилителя 7 позволяет получить дифференциальную зависимость (1) его выходного напряжения от входных напряжений, следствием чего является компенсация входных синфазных помех этого усилителя.Thus, the introduction of amplifier 7 makes it possible to obtain a differential dependence (1) of its output voltage on input voltages, which results in the compensation of input common-mode noise of this amplifier.

Заявляемая полезная модель может найти применение в народном хозяйстве, где необходимо увеличение точности измерения токов. Необходимо подчеркнуть, что при этом не требуется какой-либо внутренней переделки первого трансформатора, т.е. предлагаемое рещение позволит получить эффект снижения погрешностей на оборудовании, которое щироко используется в электроэнергетике, что имеет важное значение.The inventive utility model can find application in the national economy, where it is necessary to increase the accuracy of measuring currents. It must be emphasized that this does not require any internal alteration of the first transformer, i.e. the proposed solution will allow to obtain the effect of reducing errors on equipment that is widely used in the electric power industry, which is important.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, заключающегося в повышении помехозащищенности устройства. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию промышленная применимость. Thus, the above information indicates that the tool that embodies the claimed utility model in its implementation is able to achieve the achievement of the technical result perceived by the applicant, which consists in increasing the noise immunity of the device. Therefore, the claimed utility model meets the condition of industrial applicability.

Claims

A two-stage measuring AC transformer containing a first transformer with primary and secondary windings, a second transformer with three windings, the primary winding of the first transformer is included in the measured current circuit, the first winding of the second transformer is connected between the terminals of the secondary winding of the first transformer, the output of the first amplifier through the second winding of the second the transformer and the first resistor is connected to the ground bus, and the connection point of the second winding of the second transformer and the first the resistor being the output of the transformer, characterized in that the device is entered a second amplifier is differential, inputs of which are connected to terminals of the third winding of the second transformer, and an output connected to the input of the first amplifier.