RU2647875C2 - Method of compensation of current transformer errors in transient modes - Google Patents

Method of compensation of current transformer errors in transient modes Download PDF

Info

Publication number
RU2647875C2
RU2647875C2 RU2016127085A RU2016127085A RU2647875C2 RU 2647875 C2 RU2647875 C2 RU 2647875C2 RU 2016127085 A RU2016127085 A RU 2016127085A RU 2016127085 A RU2016127085 A RU 2016127085A RU 2647875 C2 RU2647875 C2 RU 2647875C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
current transformer
signal
magnetic induction
core
Prior art date
Application number
RU2016127085A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Лукьянович Кужеков
Андрей Александрович Дегтярев
Артем Дмитриевич Трясцин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная фирма "Квазар"
Priority to RU2016127085A priority Critical patent/RU2647875C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647875C2 publication Critical patent/RU2647875C2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28—Current transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: fix the array of instantaneous values of the secondary current of the specified current transformer, calculate the flux linkage of the secondary winding and magnetic induction in its core. Then, by converting the magnetic induction, a signal proportional to the magnetizing current of the current transformer is obtained, and the resulting signal is summed up with a signal proportional to the secondary current of the current transformer, thereby obtaining a signal proportional to the primary current applied to the secondary circuit. When the instantaneous values of the secondary current are fixed, the saturation moment is additionally fixed, and before the appearance of the saturation signal of the core, the values of the primary current applied to the secondary circuit are equated to the values of the secondary current. After the appearance of a signal about the saturation of the core, the sign of the magnetic induction of the core saturation is determined by the sign of the instantaneous value of the secondary current. After this, the increment of flux linking and magnetic induction is calculated on the saturated portion of the magnetization characteristic of the core. Then the resulting increment of magnetic induction is summed up with the value of the magnetic induction of saturation and by converting the resulting sum a signal proportional to the magnetizing current is obtained. After this, the excess is also calculated and fixed by an integral, for example, effective value of the secondary current of a given level. If there is a signal that the integral value, for example, the effective value of the secondary current of a given level is exceeded, the signals proportional to the secondary and magnetizing currents are summed up, thereby obtaining a signal proportional to the primary current applied to the secondary circuit. If the integral, for example, effective value of the secondary current for a given time does not exceed a given level, then the value of the primary current applied to the secondary circuit is equated with the value of the secondary current.
EFFECT: increase the accuracy of error compensation by taking into account the initial residual magnetic induction in the core.
6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может использоваться на крупных электрических станциях и подстанциях высокого и сверхвысокого напряжения для обеспечения быстродействия и селективности устройств релейной защиты при насыщении в переходных режимах ферромагнитных сердечников трансформаторов тока (ТТ), не имеющих немагнитного зазора.The present invention relates to electrical engineering and can be used at large power plants and substations of high and ultra-high voltage to ensure the speed and selectivity of relay protection devices when saturated in transient ferromagnetic cores of current transformers (CTs) that do not have a non-magnetic gap.

В настоящее время трансформаторы тока, ферромагнитные сердечники которых не имеют немагнитного зазора, являются основными источниками информации для устройств релейной защиты и автоматики элементов электрических станций, подстанций и линий электропередачи. Опыт эксплуатации показал, что погрешности ТТ, возникающие в переходных режимах, приводят в ряде случаев к неселективным срабатываниям быстродействующих устройств релейной защиты (в частности, первых ступеней дистанционных защит линий электропередачи от однофазных коротких замыканий (КЗ)). По указанной причине обеспечение правильного функционирования быстродействующих устройств релейной защиты при насыщении сердечников ТТ является актуальной задачей. Одним из возможных путей решения данной задачи является компенсация погрешностей ТТ.Currently, current transformers, the ferromagnetic cores of which do not have a non-magnetic gap, are the main sources of information for relay protection devices and automation of elements of power plants, substations and power lines. Operational experience has shown that CT errors arising in transient conditions in some cases lead to non-selective tripping of high-speed relay protection devices (in particular, the first stages of distance protection of power lines from single-phase short circuits). For this reason, ensuring the correct functioning of high-speed relay protection devices when CT cores are saturated is an urgent task. One of the possible ways to solve this problem is to compensate for CT errors.

Идеология предлагаемого изобретения основана на использовании обратной модели ТТ, что пояснено ниже.The ideology of the invention is based on the use of the inverse model of the TT, which is explained below.

Для вторичной цепи ТТ может быть записано уравнение второго закона КирхгофаFor the secondary circuit of the CT, the equation of the second Kirchhoff law can be written

Figure 00000001
Figure 00000001

где Ψ2 - потокосцепление вторичной обмотки;where Ψ 2 - flux linkage of the secondary winding;

i2 - мгновенное значение вторичного тока;i 2 is the instantaneous value of the secondary current;

R2, L2 - активное сопротивление и индуктивность вторичной цепи, соответственно.R 2 , L 2 - active resistance and inductance of the secondary circuit, respectively.

В свою очередь,In its turn,

Ψ2=w2scmB,Ψ 2 = w 2 s cm B,

где w2,scm - соответственно, число витков вторичной обмотки и поперечное сечение активной стали сердечника;where w 2 , s cm - respectively, the number of turns of the secondary winding and the cross section of the active steel of the core;

В - магнитная индукция в сердечнике.B - magnetic induction in the core.

После интегрирования левой и правой части уравнения (1), получаемAfter integrating the left and right sides of equation (1), we obtain

Figure 00000002
Figure 00000002

где Ψ0 - начальное (остаточное) потокосцепление.where Ψ 0 is the initial (residual) flux linkage.

После деления обеих частей уравнения (2) на произведение w2scm имеемAfter dividing both sides of equation (2) by the product w 2 s cm, we have

Figure 00000003
Figure 00000003

где В0 - начальная (остаточная) магнитная индукция.where B 0 is the initial (residual) magnetic induction.

Зная зависимость намагничивающего тока ТТ i0 от магнитной индукции В, можно путем нелинейного преобразования правой части уравнения (3) получить мгновенное значение намагничивающего тока, т.е.Knowing the dependence of the magnetizing current TT i 0 on the magnetic induction B, it is possible by nonlinear transformation of the right side of equation (3) to obtain the instantaneous value of the magnetizing current, i.e.

Figure 00000004
Figure 00000004

Просуммировав полученный намагничивающий ток со вторичным током, получаем приведенный ко вторичной цепи первичный ток ТТ, т.е.Summing the resulting magnetizing current with the secondary current, we obtain the primary current of the CT, reduced to the secondary circuit, i.e.

Figure 00000005
Figure 00000005

Таким образом, в обратной модели ТТ с помощью операции интегрирования известного вторичного тока, преобразования полученного интеграла в сигнал, пропорциональный намагничивающему току ТТ, и суммирования сигналов, пропорциональных вторичному и намагничивающему токам ТТ, получают приведенный ко вторичной цепи сигнал, пропорциональный первичному току ТТ.Thus, in the reverse CT model, by integrating the known secondary current, converting the obtained integral into a signal proportional to the magnetizing current of the CT, and summing the signals proportional to the secondary and magnetizing currents of the CT, a signal proportional to the primary current of the CT is reduced to the secondary circuit.

Задачу компенсации погрешностей можно решить с использованием аналоговой или дискретной обратной модели ТТ.The error compensation problem can be solved using an analog or discrete inverse CT model.

Известен способ компенсации погрешностей ТТ, предложенный в [Компенсация погрешностей трансформаторов тока в схемах релейной защиты и автоматики / Кужеков С.Л., Зинченко В.Ф., Чмыхалов Г.Н. - Известия вузов. Электромеханика, 1976, №7, стр. 721, рис. 4]. Указанный способ заключается в том, что производят дуальную замену вторичного тока ТТ напряжением, интегрируют указанное напряжение, заменяют нелинейное преобразование напряжения кусочно-линейным и суммируют полученные напряжения.A known method for compensating CT errors, proposed in [Compensation of errors of current transformers in relay protection and automation circuits / Kuzhekov SL, Zinchenko VF, Chmykhalov GN - News of universities. Electromechanics, 1976, No. 7, p. 721, Fig. four]. The indicated method consists in the fact that the secondary current of the CT is dually replaced by a voltage, the indicated voltage is integrated, the non-linear voltage conversion is replaced by a piecewise-linear one, and the obtained voltages are summarized.

Недостатком указанного способа является невозможность учета наличия начальной (остаточной) магнитной индукции в ТТ.The disadvantage of this method is the inability to take into account the presence of the initial (residual) magnetic induction in the CT.

Известен способ компенсации погрешностей ТТ, предложенный в [Компенсация погрешностей трансформаторов тока в схемах релейной защиты и автоматики / Кужеков С.Л., Зинченко В.Ф., Чмыхалов Г.Н. - Известия вузов. Электромеханика, 1976, №7, стр. 721, рис. 2]. Этот способ заключается в том, что производят дуальную замену вторичного тока ТТ напряжением, а сигнал, пропорциональный намагничивающему току ТТ, формируют без использования операции интегрирования путем моделирования намагничивающей ветви схемы замещения ТТ. Достоинством указанного способа является возможность учета остаточной (начальной) начальной магнитной индукции в ТТ.A known method for compensating CT errors, proposed in [Compensation of errors of current transformers in relay protection and automation circuits / Kuzhekov SL, Zinchenko VF, Chmykhalov GN - News of universities. Electromechanics, 1976, No. 7, p. 721, Fig. 2]. This method consists in the fact that the secondary current of the CT is dually replaced by a voltage, and a signal proportional to the magnetizing current of the CT is generated without using the integration operation by modeling the magnetizing branch of the CT equivalent circuit. The advantage of this method is the ability to take into account the residual (initial) initial magnetic induction in the CT.

Недостатком способа является невозможность обеспечения одинакового характера затухания остаточной индукции в реальном ТТ и его модели. Вторым недостатком способа является невысокая точность компенсации погрешностей ТТ.The disadvantage of this method is the inability to ensure the same pattern of attenuation of the residual induction in a real CT and its model. The second disadvantage of this method is the low accuracy of the compensation of CT errors.

Известен также способ компенсации погрешностей ТТ по измеренным значениям вторичного тока, описанный в статье [Повышение достоверности работы измерительных цепей релейной защиты. / Ванин В.К., Амбросовская Т.Д., Попов М.Г., Попов С.О., - Электрические станции 2015, №11, стр. 33, выражения (8)-(10)]. Способ заключается в том, что фиксируют начальные значения вторичного тока ТТ, по указанным значениям рассчитывают начальные значения производной вторичного тока и предполагаемого начального значения производной первичного тока, производят интегрирование полученных производных, вычисляют новые значения индуктивности и взаимной индуктивности и определяют новые значения первичного тока. Процесс уточнений продолжают до тех пор, пока не будет обеспечена заданная точность вычисления первичного тока.There is also a method of compensating CT errors for the measured values of the secondary current described in the article [Improving the reliability of the measuring relay protection circuits. / Vanin V.K., Ambrosovskaya T.D., Popov M.G., Popov S.O., - Power plants 2015, No. 11, p. 33, expressions (8) - (10)]. The method consists in fixing the initial values of the secondary current of the CT, using the indicated values, calculating the initial values of the derivative of the secondary current and the estimated initial value of the derivative of the primary current, integrating the derivatives obtained, calculating the new values of inductance and mutual inductance and determining new values of the primary current. The refinement process continues until a predetermined accuracy in calculating the primary current is ensured.

Указанное техническое решение имеет существенный недостаток: оно не имеет возможности учета начальной (остаточной) магнитной индукции в сердечнике ТТ. Как показали расчеты, неучет последней в переходном режиме короткого замыкания (КЗ) при номинальной нагрузке на ТТ и кратности первичного тока, равной 15, может привести к ошибке в компенсации погрешностей до 1000% (Приложение).The specified technical solution has a significant drawback: it does not have the ability to take into account the initial (residual) magnetic induction in the core of the CT. As calculations showed, the neglect of the latter in the transient short circuit mode (short circuit) at the rated load on the CT and the primary current multiplicity equal to 15 can lead to an error in the compensation of errors up to 1000% (Appendix).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ компенсации погрешностей ТТ по измеренным значениям вторичного тока, описанный в книге [Стогний Б.С. Теория высоковольтных измерительных преобразователей переменного тока и напряжения. - Киев: Наукова думка, 1984, стр. 158, рис. 33]. Способ заключается в том, что фиксируют мгновенные значения вторичного тока указанного трансформатора тока, вычисляют потокосцепление вторичной обмотки и магнитной индукции в его сердечнике, путем преобразования магнитной индукции получают сигнал, пропорциональный намагничивающему току трансформатора тока, и суммируют полученный сигнал с сигналом, пропорциональным вторичному току трансформатора тока, получая тем самым сигнал, пропорциональный первичному току, приведенному ко вторичной цепи трансформатора тока.The closest in technical essence to the proposed invention (prototype) is a method for compensating CT errors by measured values of the secondary current, described in the book [Stogniy B.S. Theory of high-voltage measuring transducers of alternating current and voltage. - Kiev: Naukova Dumka, 1984, p. 158, Fig. 33]. The method consists in capturing the instantaneous values of the secondary current of the specified current transformer, calculating the flux linkage of the secondary winding and magnetic induction in its core, by converting the magnetic induction, they obtain a signal proportional to the magnetizing current of the current transformer, and summarize the received signal with a signal proportional to the secondary current of the transformer current, thereby obtaining a signal proportional to the primary current reduced to the secondary circuit of the current transformer.

Недостатками способа являются невозможность его использования для компенсации погрешностей ТТ с ферромагнитным сердечником, не имеющим немагнитного зазора, а также невозможность учета наличия начальной (остаточной) магнитной индукции в ТТ.The disadvantages of the method are the inability to use it to compensate for CT errors with a ferromagnetic core that does not have a non-magnetic gap, as well as the inability to take into account the presence of initial (residual) magnetic induction in the CT.

Задачей изобретения является повышение устойчивости функционирования в переходных режимах быстродействующих устройств релейной защиты, подключенных к ТТ с ферромагнитными сердечниками, не имеющими немагнитного зазора. Технический результат заключается в повышении точности компенсации погрешностей ТТ за счет учета начальной (остаточной) магнитной индукции в сердечнике ТТ.The objective of the invention is to increase the stability of operation in transient conditions of high-speed relay protection devices connected to CTs with ferromagnetic cores that do not have a non-magnetic gap. The technical result consists in increasing the accuracy of compensation of CT errors by taking into account the initial (residual) magnetic induction in the core of the CT.

Поставленная задача решается предложенным способом компенсации погрешностей трансформатора тока, заключающимся в том, что фиксируют массив мгновенных значений вторичного тока указанного трансформатора тока, вычисляют потокосцепление вторичной обмотки и магнитной индукции в его сердечнике. Затем путем преобразования магнитной индукции получают сигнал, пропорциональный намагничивающему току трансформатора тока, и суммируют полученный сигнал с сигналом, пропорциональным вторичному току трансформатора тока, получая тем самым сигнал, пропорциональный первичному току, приведенному ко вторичной цепи трансформатора тока. При фиксации мгновенных значений вторичного тока трансформатора тока дополнительно фиксируют момент насыщения трансформатора тока, причем до появления сигнала о насыщении сердечника трансформатора тока значения приведенного ко вторичной цепи трансформатора тока первичного тока приравнивают значениям вторичного тока указанного трансформатора тока. После появления сигнала о насыщении сердечника трансформатора тока по знаку мгновенного значения вторичного тока определяют знак магнитной индукции насыщения сердечника указанного трансформатора тока. После этого вычисляют приращение потокосцепления и магнитной индукции на насыщенном участке характеристики намагничивания сердечника трансформатора тока. Затем суммируют полученное приращение магнитной индукции со значением магнитной индукции насыщения и путем преобразования полученной суммы получают сигнал, пропорциональный намагничивающему току трансформатора тока. После этого дополнительно вычисляют и фиксируют превышение интегральным, например, действующим значением вторичного тока трансформатора тока заданного уровня. При наличии сигнала о превышении интегральным, например, действующим значением вторичного тока трансформатора тока заданного уровня, суммируют сигналы, пропорциональные вторичному и намагничивающему токам трансформатора тока, получая тем самым сигнал, пропорциональный первичному току, приведенному ко вторичной цепи трансформатора тока.The problem is solved by the proposed method for compensating for errors of the current transformer, which consists in fixing an array of instantaneous values of the secondary current of the specified current transformer, calculating the flux linkage of the secondary winding and magnetic induction in its core. Then, by converting the magnetic induction, a signal proportional to the magnetizing current of the current transformer is obtained, and the received signal is summed with a signal proportional to the secondary current of the current transformer, thereby obtaining a signal proportional to the primary current reduced to the secondary circuit of the current transformer. When fixing the instantaneous values of the secondary current of the current transformer, the saturation moment of the current transformer is additionally recorded, and until the signal about the saturation of the core of the current transformer appears, the values of the primary current transformer connected to the secondary circuit of the current transformer are equal to the values of the secondary current of the specified current transformer. After the occurrence of a signal about the saturation of the core of the current transformer, the sign of the saturation magnetic induction of the core of the specified current transformer is determined by the sign of the instantaneous value of the secondary current. After that, the increment of flux linkage and magnetic induction is calculated on the saturated section of the magnetization characteristics of the core of the current transformer. Then, the obtained increment of the magnetic induction is summed up with the value of the saturation magnetic induction, and by converting the sum obtained, a signal is obtained proportional to the magnetizing current of the current transformer. After that, the excess is additionally calculated and recorded by the integral, for example, the effective value of the secondary current of the current transformer of a given level. In the presence of a signal that the integral, for example, current value of the secondary current exceeds the current level transformer, the signals are proportional to the secondary and magnetizing currents of the current transformer, thereby obtaining a signal proportional to the primary current reduced to the secondary circuit of the current transformer.

Если интегральное, например, действующее значение вторичного тока трансформатора тока в течение заданного времени не превышает заданный уровень, то значение приведенного ко вторичной цепи первичного тока приравнивают значению вторичного тока указанного трансформатора тока.If the integral, for example, the effective value of the secondary current of the current transformer for a predetermined time does not exceed a predetermined level, then the value of the primary current reduced to the secondary circuit is equal to the value of the secondary current of the specified current transformer.

Теоретической базой предлагаемого изобретения является следующее. Известно, что в каждом периоде первичного тока ТТ существуют интервалы времени, на протяжении которых магнитная индукция по модулю не превышает магнитную индукцию насыщения BS. На этих интервалах полная погрешность ТТ для мгновенных значений не превосходит 5% - 10%, т.е. имеет место достаточно точная трансформация тока. В момент окончания интервала достаточно точной трансформации магнитная индукция достигает значения +BS или -BS. Если известно, что в данный момент сердечник ТТ насытился, то в дальнейшем можно контролировать его магнитное состояние с помощью обратной модели ТТ, приняв, что в момент насыщения магнитная индукция равна индукции насыщении, взятой с соответствующим знаком. Затем, вычисляя по обратной модели ТТ приведенный ко вторичной цепи его первичный ток, можно осуществить компенсацию погрешностей ТТ.The theoretical basis of the invention is the following. It is known that in each period of the primary current of the CT there are time intervals during which the magnetic induction modulo does not exceed the saturation magnetic induction B S. At these intervals, the total CT error for instantaneous values does not exceed 5% - 10%, i.e. a fairly accurate current transformation takes place. At the end of the interval of sufficiently accurate transformation, the magnetic induction reaches + B S or -B S. If it is known that at the moment the core of the CT is saturated, then in the future it is possible to control its magnetic state using the inverse model of the CT, assuming that at the time of saturation the magnetic induction is equal to the saturation induction taken with the corresponding sign. Then, calculating the primary current reduced to the secondary circuit using the inverse model of the CT, it is possible to compensate for CT errors.

Описание предлагаемого способа целесообразно провести на примере его реализации в устройстве для компенсации погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах.Description of the proposed method, it is advisable to carry out the example of its implementation in a device for compensating for errors in current transformers in transient conditions.

На фигуре 1 приведена функциональная схема устройства для компенсации погрешностей ТТ в переходных режимах; на фигуре 2 приведена функциональная схема блока расчета приращений магнитной индукции 1; на фиг. 3 приведена функциональная схема блока расчета намагничивающего тока 2 ТТ; на фиг. 4 приведена функциональная схема блока формирования значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ 6; на фиг. 5 приведена функциональная схема блока контроля наличия вторичного тока ТТ 7; на фиг. 6 приведена функциональная схема блока 8 управления ключом 3.The figure 1 shows a functional diagram of a device for compensating CT errors in transient conditions; figure 2 shows a functional diagram of a unit for calculating increments of magnetic induction 1; in FIG. 3 is a functional block diagram of the calculation of the magnetizing current 2 CT; in FIG. 4 shows a functional block diagram of the formation of values + B S ; -B S magnetic induction saturation TT 6; in FIG. 5 shows a functional diagram of a control unit for the presence of a secondary current TT 7; in FIG. 6 is a functional diagram of a key management unit 8. 3.

Функциональные связи в предлагаемом устройстве следующие. Первый вход 1.1 блока расчета приращений магнитной индукции 1 подключен к выходу трансформатора тока ТТ с ферромагнитным сердечником, не имеющим немагнитного зазора, погрешности которого необходимо компенсировать. Выход 1.3 блока 1 соединен с первым входом 2.1 блока расчета намагничивающего тока 2 ТТ. Выход 2.3 последнего соединен со входом 3.1 управляемого ключа 3, выход которого 3.3 соединен со вторым входом 4.2 сумматора 4 вторичного и намагничивающего токов ТТ. Первый вход 4.1 сумматора 4 вторичного и намагничивающего токов ТТ подключен к выходу трансформатора тока ТТ. Вход 5.1 детектора насыщения 5 ТТ подключен к выходу трансформатора тока ТТ. Выход 5.2 детектора насыщения 5 ТТ соединен со вторым (дополнительным) входом 1.2 блока 1, предназначенным для сброса накопленного сигнала. Вход 6.1 блока 6 формирования значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ подключен к выходу ТТ. Выход 6.3 блока 6 формирования значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ подключен ко второму (дополнительному) входу 2.2 блока расчета намагничивающего тока ТТ 2. Выход 5.2 детектора насыщения 5 ТТ также соединен со вторым входом 6.2 блока 6 формирования значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ. Вход 7.1 блока контроля наличия вторичного тока ТТ i2 7 подключен к выходу трансформатора тока ТТ. Первый вход 8.1 блока управления 8 ключом 3 подключен к выходу 5.2 детектора насыщения 5 ТТ, а второй его вход 8.2 подключен к выходу 7.2 блока контроля 7 наличия вторичного тока ТТ i2. Выход 8.3 блока управления 8 ключом 3 подключен к управляющему входу 3.2 управляемого ключа 3. Выход сумматора 4 вторичного и намагничивающего токов ТТ подключен к выходу устройства.Functional relationships in the proposed device are as follows. The first input 1.1 of the magnetic induction increment calculation unit 1 is connected to the output of a CT current transformer with a ferromagnetic core that does not have a non-magnetic gap, the errors of which must be compensated. The output 1.3 of block 1 is connected to the first input 2.1 of the unit for calculating the magnetizing current 2 CT. The output 2.3 of the latter is connected to the input 3.1 of the controlled key 3, the output of which 3.3 is connected to the second input 4.2 of the adder 4 of the secondary and magnetizing currents of the CT. The first input 4.1 of the adder 4 of the secondary and magnetizing currents of the CT is connected to the output of the CT current transformer. The input 5.1 of the saturation detector 5 CT is connected to the output of the CT current transformer. The output 5.2 of the saturation detector 5 CT is connected to the second (additional) input 1.2 of block 1, designed to reset the accumulated signal. Input 6.1 block 6 formation of values + B S ; -B S magnetic induction saturation CT connected to the output of the CT. Output 6.3 block 6 formation of values + B S ; -B S of the saturation magnetic induction of the CT is connected to the second (additional) input 2.2 of the magnetizing current calculation unit CT 2. The output 5.2 of the CT saturation detector 5 is also connected to the second input 6.2 of the value generating unit 6 + B S ; -B S magnetic induction saturation TT. The input 7.1 of the control unit for the presence of the secondary current of the CT i 2 7 is connected to the output of the CT current transformer. The first input 8.1 of the control unit 8 by key 3 is connected to the output 5.2 of the saturation detector 5 CT, and its second input 8.2 is connected to the output 7.2 of the control unit 7 of the presence of the secondary current CT i 2 . The output 8.3 of the control unit 8 by key 3 is connected to the control input 3.2 of the controlled key 3. The output of the adder 4 of the secondary and magnetizing currents of the CT is connected to the output of the device.

Элементы функциональной схемы могут быть реализованы, например, с помощью аналоговых и дискретных микросхем средней интеграции или с помощью микропроцессорного устройства, выполненного с возможностью реализации функции предлагаемого устройства.Elements of the functional diagram can be implemented, for example, using analog and discrete microcircuits of medium integration or using a microprocessor device configured to implement the functions of the proposed device.

При этом блок расчета приращений магнитной индукции 1 (фиг. 2) содержит линейные преобразователи M1 и M2, входы которых подключены к выходу ТТ. Выход линейного преобразователя M1 подключен к входу 1 интегратора ∫. Вход 2 интегратора ∫ подключен ко входу 1.2 блока расчета приращений магнитной индукции 1. Выходы интегратора ∫ и линейного преобразователя М2 подключены ко входам 1 и 2 сумматора Σ1, соответственно. В свою очередь, выход сумматора Σ1 подключен ко входу масштабного преобразователя М3, выход которого подключен к выходу 1.3 блока расчета приращений магнитной индукции 1.Moreover, the unit for calculating the increments of magnetic induction 1 (Fig. 2) contains linear converters M1 and M2, the inputs of which are connected to the output of the CT. The output of the inverter M1 is connected to input 1 of the integrator ∫. The input 2 of the integrator ∫ is connected to the input 1.2 of the unit for calculating the increments of the magnetic induction 1. The outputs of the integrator ∫ and the linear converter M2 are connected to the inputs 1 and 2 of the adder Σ1, respectively. In turn, the output of the adder Σ1 is connected to the input of the scale converter M3, the output of which is connected to the output 1.3 of the unit for calculating the increments of magnetic induction 1.

Блок расчета намагничивающего тока 2 ТТ (фиг. 3) содержит сумматор Σ2, блок нелинейности Н=ƒ(В), где Н - напряженность магнитного поля, В - магнитная индукция, и линейный преобразователь М4. Входы 1 и 2 сумматора Σ2 подключены, соответственно, ко входам 2.1 и 2.2 блока расчета намагничивающего тока 2 ТТ. Выход сумматора Σ2 подключен к входу блока нелинейности Н=ƒ(В). Выход последнего подключен к входу линейного преобразователя М4, выход которого подключен к выходу 2.3 блока расчета намагничивающего тока 2 ТТ.The unit for calculating the magnetizing current 2 CT (Fig. 3) contains the adder Σ2, the nonlinearity block H = ƒ (B), where H is the magnetic field strength, B is the magnetic induction, and the linear transducer M4. The inputs 1 and 2 of the adder Σ2 are connected, respectively, to the inputs 2.1 and 2.2 of the unit for calculating the magnetizing current 2 CT. The output of the adder Σ2 is connected to the input of the nonlinearity block Н = ƒ (В). The output of the latter is connected to the input of the linear converter M4, the output of which is connected to the output 2.3 of the magnetizing current calculation unit 2 CT.

Управляемый ключ 3 и сумматор 4 вторичного и намагничивающего токов ТТ являются широко известными элементами электронной техники.The controlled key 3 and the adder 4 of the secondary and magnetizing currents of the CT are well-known elements of electronic technology.

Детектор насыщения 5 сердечника ТТ может быть, например, выполнен по рис. 4.15 книги [Циглер Г. Цифровая дифференциальная защита. Принципы и область применения. - / Под ред. Дьякова А.Ф. - М: Знак. 2008] или на основе сегментатора, описанного в [Лямец Ю.Я., Романов Ю.В., Зиновьев Д.В. Способ определения интервалов однородности электрической величины // Патент РФ на изобретение №2316870. - 2008. - Б.И. №4.].The saturation detector 5 of the CT core can, for example, be made according to Fig. 4.15 books [Ziegler G. Digital differential protection. Principles and scope. - / Ed. Dyakova A.F. - M: Sign. 2008] or based on the segmentator described in [Lyamets Yu.Ya., Romanov Yu.V., Zinoviev D.V. The method for determining the intervals of homogeneity of electrical quantities // RF patent for the invention No. 2316870. - 2008. - B.I. No. 4.].

Блок 6 формирования значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ содержит выпрямители VD1 и VD2, компараторы K1 и K2, логические схемы совпадения И1 и И2, источники сигналов +BS; -BS управляемые ключи S1, S2, сумматор Σ3 и элемент памяти П (на фиг. позицией не обозначен).Block 6 formation of values + B S ; -B S magnetic saturation induction TT contains rectifiers VD1 and VD2, comparators K1 and K2, matching logic circuits I1 and I2, signal sources + B S ; -B S controlled keys S1, S2, adder Σ3 and memory element P (not shown in FIG.).

Блок 6 выполнен в виде двух аналогичных каналов для положительной и отрицательной полярностей тока. Входы выпрямителей VD1 (VD2) подключены ко входу 6.1, а их выходы подключены ко входам компараторов K1 (K2). Выходы указанных компараторов подключены к первым входам логических схем совпадения И1 (И2). Вторые входы указанных логических схем подключены ко входу 6.2. Выходы логических схем совпадения И1 (И2) подключены к управляющим входам ключей S1 (S2). С помощью ключей S1 (S2) к сумматору Σ3 могут быть подключены элементы +BS; -BS. Выход сумматора Σ3 подключен ко входу элемента памяти П, выход которого соединен с выходом 6.3 блока 6 формирования значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ. Управляющий вход элемента памяти П подключен к входу 6.2 блока 6.Block 6 is made in the form of two similar channels for positive and negative current polarities. The inputs of the rectifiers VD1 (VD2) are connected to the input 6.1, and their outputs are connected to the inputs of the comparators K1 (K2). The outputs of these comparators are connected to the first inputs of the logical circuit matching I1 (I2). The second inputs of these logic circuits are connected to input 6.2. The outputs of the logical matching circuits I1 (I2) are connected to the control inputs of the keys S1 (S2). Using the keys S1 (S2), elements + B S can be connected to the adder Σ3; -B s . The output of the adder Σ3 is connected to the input of the memory element P, the output of which is connected to the output 6.3 of the value generating unit 6 + B S ; -B S magnetic induction saturation TT. The control input of the memory element P is connected to the input 6.2 of block 6.

Блок контроля 7 наличия вторичного тока ТТ подключен к выходу ТТ. Вход 7.1 блока 7 подключен к входу элемента вычисляющего действующее значение вторичного тока ТТ I2 (на фиг. позицией не обозначен), к выходу которого подключены компаратор K3 (на фиг. позицией не обозначен) и элемент времени Δt (на фиг. позицией не обозначен). Выход последнего соединен с выходом 7.2 блока 7 контроля наличия вторичного тока ТТ.The control unit 7 of the presence of the secondary current of the CT is connected to the output of the CT. The input 7.1 of block 7 is connected to the input of the element that calculates the effective value of the secondary current CT I 2 (not shown in Fig.), To the output of which a comparator K3 is connected (not shown in Fig.) And the time element Δt (not indicated in Fig. ) The output of the latter is connected to the output 7.2 of the block 7 control the presence of the secondary current of the CT.

Блок 8 управления ключом 3 представляет собой широко распространенный в устройствах релейной защиты и автоматики элемент самоподхвата (самоблокировки) и состоит из элементов логической суммы ИЛИ (на фиг. позицией не обозначен) и логического произведения И3 (на фиг. позицией не обозначен). Первый вход 1 элемента ИЛИ соединен с первым входом 8.1 блока 8 управления ключом 3, а второй вход 2 соединен с выходом элемента И3, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И3, а вход 2 элемента И3 соединен со вторым входом 8.2 блока 8. Выход элемента И3 подключен к выходу 8.3 блока 8.The key management unit 8 is a self-locking (self-locking) element that is widely used in relay protection and automation devices and consists of elements of the logical sum OR (not indicated by the position in Fig.) And the logical product I3 (not indicated by the position in Fig.). The first input 1 of the OR element is connected to the first input 8.1 of the control unit 8 of the key 3, and the second input 2 is connected to the output of the I3 element, the output of the OR element is connected to the first input of the I3 element, and the input 2 of the I3 element is connected to the second input 8.2 of the block 8. Output element I3 is connected to the output 8.3 of block 8.

Рассмотрим осуществление способа компенсации погрешностей трансформатора тока в переходных режимах на примере работы предлагаемого устройства для компенсации погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах.Consider the implementation of the method of compensation of errors of a current transformer in transient conditions using the example of the proposed device for compensating errors of current transformers in transient conditions.

Удобно сначала рассмотреть работу отдельных блоков, а затем устройства в целом.It is convenient to first consider the operation of individual blocks, and then the device as a whole.

Блок расчета приращений магнитной индукции 1 работает следующим образом. При наличии вторичного тока ТТ на входе 1.1 блока 1 выходные сигналы линейных преобразователей M1 и М2, соответственно, пропорциональны величинам R2i2 и L2i2. Указанные выходные сигналы линейных преобразователей M1 и М2 подаются на вход 1 интегратора ∫ и вход 2 сумматора Σ1, соответственно. После интегрирования произведения R2i2 и подачи результата интегрирования на вход 1 сумматора Σ1 и суммирования указанных величин сумматором Σ1 выходной сигнал последнего пропорционален изменению потокосцепления вторичной обмотки ТТ ΔΨ2. С помощью масштабного преобразователя М3 выходной сигнал сумматора Σ1 преобразуется в сигнал, пропорциональный изменению магнитной индукции ΔВ и подается на выход 1.3 блока 1. Момент насыщения сердечника ТТ фиксируется детектором насыщения 5, что приводит к появлению сигнала на его выходе 5.2, соединенном со входом 1.2 блока расчета приращений магнитной индукции 1. В момент нарастания сигнала на входе 1.2 блока 1 на входе 2 интегратора ∫ фиксируется передний фронт указанного сигнала, что приводит к обнулению выходного сигнала интегратора и началу нового цикла интегрирования.The unit for calculating the increments of the magnetic induction 1 operates as follows. In the presence of a secondary CT current at the input 1.1 of block 1, the output signals of the linear converters M1 and M2, respectively, are proportional to the values of R 2 i 2 and L 2 i 2 . The specified output signals of the linear converters M1 and M2 are fed to the input 1 of the integrator ∫ and input 2 of the adder Σ1, respectively. After integrating the product R 2 i 2 and applying the result of integration to the input 1 of the adder Σ1 and summing the indicated values by the adder Σ1, the output signal of the latter is proportional to the change in the flux linkage of the secondary winding of the CT ΔΨ 2 . Using the scale converter M3, the output signal of the adder Σ1 is converted into a signal proportional to the change in the magnetic induction ΔВ and is supplied to the output 1.3 of block 1. The saturation moment of the CT core is recorded by saturation detector 5, which leads to the appearance of a signal at its output 5.2 connected to the block input 1.2 calculation of increments of magnetic induction 1. At the time of increasing signal at input 1.2 of block 1 at input 2 of integrator ∫, the leading edge of the indicated signal is fixed, which leads to zeroing the output signal of the integrator and have a new integration cycle.

Блок расчета намагничивающего тока 2 ТТ работает следующим образом. Со входа 2.1 блока 2 на вход 1 сумматора Σ2 подается сигнал, соответствующий изменению магнитной индукции ΔB, а со входа 2.2 блока 2 на вход 2 сумматора Σ2 - сигнал, соответствующий магнитной индукции насыщения +BS или -BS.The unit for calculating the magnetizing current 2 CT works as follows. From input 2.1 of block 2, input 1 of adder Σ2 receives a signal corresponding to a change in magnetic induction ΔB, and from input 2.2 of block 2, input 2 of adder Σ2 receives a signal corresponding to saturation magnetic induction + B S or -B S.

Если сердечник ТТ не был насыщен, то на второй вход 2.2 блока 2 не поступает сигнал, соответствующий магнитной индукции насыщения +BS или -BS. В этом случае на входе 2 сумматора Σ2 сигнал отсутствует, поэтому на выходе сумматора Σ2 сигнал соответствует приращению магнитной индукции, а не самой магнитной индукции. При насыщении ТТ на второй вход 2.2 блока 2 поступает сигнал, соответствующий магнитной индукции насыщения +BS или -BS. Сигнал на входе 2 сумматора Σ2 присутствует, поэтому на выходе сумматора Σ2 сигнал соответствует сумме магнитной индукции насыщения, взятой с соответствующим знаком, и ее приращения на насыщенном участке кривой намагничивания ТТ. В блоке 2 после нелинейного преобразования Н=ƒ(В) указанный сигнал преобразуется в величину, пропорциональную напряженности магнитного поля на насыщенном участке кривой намагничивания, и затем масштабным преобразователем М4 преобразуется в сигнал, пропорциональный намагничивающему току ТТ i0 и подается на выход 2.3.If the CT core was not saturated, then the second input 2.2 of block 2 does not receive a signal corresponding to saturation magnetic induction + B S or -B S. In this case, there is no signal at input 2 of the adder Σ2, therefore, at the output of the adder Σ2, the signal corresponds to the increment of magnetic induction, and not magnetic induction itself. When the CT is saturated, a signal corresponding to the saturation magnetic induction + B S or -B S is supplied to the second input 2.2 of block 2. The signal at input 2 of the adder Σ2 is present, therefore, at the output of the adder Σ2, the signal corresponds to the sum of the saturation magnetic induction taken with the corresponding sign and its increment in the saturated portion of the CT magnetization curve. In block 2, after the nonlinear conversion H = ƒ (B), the specified signal is converted to a value proportional to the magnetic field strength in the saturated portion of the magnetization curve, and then the scale converter M4 is converted to a signal proportional to the magnetizing current TT i 0 and is output 2.3.

Управляемый ключ 3 при подаче сигнала от блока управления 8 на управляющий вход 3.2 подключает выходной сигнал блока 2, пропорциональный намагничивающему току ТТ, через свои вход 3.1 и выход 3.3 на вход 4.2 сумматора 24.Managed key 3 when applying a signal from control unit 8 to control input 3.2 connects the output signal of block 2, which is proportional to the magnetizing current of the CT, through its input 3.1 and output 3.3 to input 4.2 of adder 24.

Сумматор Σ4 производит суммирование сигналов, пропорциональных вторичному току ТТ (вход 4.1) и намагничивающему току ТТ (вход 4.2). В результате сигнал на выходе 4.3 указанного сумматора пропорционален приведенному ко вторичной цепи ТТ первичному току.The adder Σ4 sums the signals proportional to the secondary current of the CT (input 4.1) and the magnetizing current of the CT (input 4.2). As a result, the signal at the output 4.3 of the specified adder is proportional to the primary current reduced to the secondary circuit of the CT.

Детектор насыщения 5 осуществляет анализ формы вторичного тока ТТ, подаваемого на его вход 5.1. В момент обнаружения факта насыщения ТТ на его выходе 5.2 возникает импульсный сигнал.Saturation detector 5 analyzes the shape of the secondary current of the CT supplied to its input 5.1. At the moment of detection of the fact of saturation of the CT at its output 5.2, a pulse signal occurs.

В формирователе 6 значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ выходной сигнал ТТ, поступающий на вход 6.1, выпрямляется выпрямителями VD1 и VD2 и подается на входы компараторов K1 и K2 положительной и отрицательной полярностей. При превышении током i2 порога срабатывания компаратора K1 (K2) один из них срабатывает и подает выходной сигнал на первый вход логической схемы совпадения И1 (И2). На вторые входы указанных логических схем со входа 6.2 подается сигнал с выхода 5.2 детектора насыщения 5. Благодаря этому в момент насыщения ТТ замыкается один из ключей S1 или S2, тем самым подавая на входы 1 и 2 сумматора Σ3 значения +BS и 0 или 0 и -BS, соответственно. Таким образом, на выходе сумматора Σ3 присутствует сигнал +BS или -BS. На выход 6.3 блока 6 выдается значение сигнала, присутствующее на выходе сумматора Σ3 и записанное в элемент памяти П в момент нарастания сигнала на входе 6.2.In the shaper 6 values + B S ; -B S magnetic induction of CT saturation, the CT output signal supplied to input 6.1 is rectified by rectifiers VD1 and VD2 and fed to the inputs of comparators K1 and K2 of positive and negative polarities. If current i 2 exceeds the threshold of operation of the comparator K1 (K2), one of them trips and supplies an output signal to the first input of the matching logic circuit I1 (I2). A signal from the output 5.2 of saturation detector 5 is fed to the second inputs of the indicated logic circuits from input 6.2. Due to this, at the time of saturation of the CT, one of the keys S1 or S2 is closed, thereby supplying + B S and 0 or 0 to inputs 1 and 2 of the adder Σ3 and -B S , respectively. Thus, at the output of the adder Σ3 there is a signal + B S or -B S. The output 6.3 of block 6 gives the signal value present at the output of the adder Σ3 and recorded in the memory element P at the time of increasing signal at input 6.2.

В блоке контроля 7 наличия вторичного тока ТТ элемент I2 вычисляет действующее или иное интегральное значение вторичного тока, подаваемого на вход 7.1, которое сравнивается компаратором K3 с заданным значением. Дискретный сигнал о превышении действующим значением вторичного тока ТТ заданного уровня подается на выход 7.2 блока 7 и существует в течение выдержки времени Δt, прошедшей с момента исчезновения тока на входе 7,1 блока 7.In the control unit 7 for the presence of the secondary current of the CT, the element I 2 calculates the effective or other integral value of the secondary current supplied to the input 7.1, which is compared by the comparator K3 with a given value. A discrete signal about the excess of the current value of the secondary current of the current transformer by a specified level is fed to the output 7.2 of block 7 and exists for the time delay Δt elapsed since the disappearance of the current at the input 7.1 of block 7.

Блок 8 управления ключом 3 предназначен для запоминания импульсного выходного сигнала детектора насыщения 5 до момента времени, в который сигнал на выходе 7.2 блока контроля 7 наличия вторичного тока ТТ становится равным единице.The key management unit 8 is for storing the pulse output signal of the saturation detector 5 until the time at which the signal at the output 7.2 of the control unit 7 for the presence of the secondary current of the CT becomes equal to one.

Блок 8 управления ключом 3 запоминает сигнал срабатывания детектора насыщения 5, поступающий на вход 8.1 при отсутствии сигнала о срабатывании блока 7 на входе 8.2. Работу блока 8 удобно рассмотреть при наличии и отсутствии сигнала на входе 8.2:Block 8 control key 3 remembers the response signal of the saturation detector 5, fed to input 8.1 in the absence of a signal about the operation of block 7 at the input 8.2. The operation of block 8 is convenient to consider in the presence and absence of a signal at input 8.2:

- при отсутствии сигнала на входе 8.2 на входе 2 элемента логического произведения И3 сигнал присутствует, так как указанный вход является инверсным. В этом случае при появлении сигнала на входе 1 элемента логического суммирования ИЛИ сигнал на выходе 8.3 блока 8 станет равным «логической единице» и будет удерживаться в таком состоянии благодаря соединению выхода элемента логического произведения И3 со входом 2 элемента логического суммирования ИЛИ до появления сигнала на входе 8.2;- in the absence of a signal at input 8.2 at input 2 of the element of logical product I3, the signal is present, since the specified input is inverse. In this case, when a signal appears on input 1 of the logical summing element OR, the signal at the output 8.3 of block 8 becomes equal to a “logical unit” and will be held in this state by connecting the output of the logical product element I3 to input 2 of the logical summing element OR until the signal appears on the input 8.2;

- при наличии сигнала на входе 8.2 блока 8 управления ключом 3 на входе 2 элемента логического произведения И3 сигнал отсутствует и на выходе 8.3 блока 8 сигнал также отсутствует независимо от того, присутствует или отсутствует сигнал на входе 8.1 блока 8.- if there is a signal at the input 8.2 of the block 8 of the key management 3 at the input 2 of the logical product element I3 there is no signal and at the output 8.3 of the block 8 the signal is also absent regardless of whether the signal is at the input 8.1 of the block 8.

Устройство в целом работает следующим образом.The device as a whole works as follows.

При работе ТТ без насыщения сердечника нет необходимости в компенсации погрешностей ТТ. Детектор насыщения ТТ 5 не срабатывает, на его выходе 5.2 не возникает импульсный сигнал. Блок 1 вычисляет приращение магнитной индукции ΔВ, а блок 2 вычисляет приращение намагничивающего тока Δi0. На выходе блока 8 управления ключом 3 сигнал отсутствует, соответственно, ключ 3 разомкнут и на вход 4.2. сумматора Σ4 сигнал не поступает. На вход 4.1 сумматора Σ4 подается вторичный ток ТТ i2, равный приведенному ко вторичной цепи ТТ первичному току.When operating a CT without saturation of the core, there is no need to compensate for CT errors. The saturation detector TT 5 does not work, at its output 5.2 there is no pulse signal. Block 1 calculates the increment of the magnetic induction ΔB, and block 2 calculates the increment of the magnetizing current Δi 0 . At the output of key control unit 8 of key 3, there is no signal, respectively, key 3 is open to input 4.2. adder Σ4 signal is not received. The input 4.1 of the adder Σ4 is supplied with a secondary current CT i 2 equal to the primary current reduced to the secondary circuit of the CT.

В случае работы ТТ с насыщением сердечника, например, при протекании по его первичной обмотке тока КЗ со значительным относительным содержанием апериодической составляющей, до насыщения сердечника ТТ, вне зависимости от наличия или отсутствия начальной (остаточной) магнитной индукции в сердечнике, в течение некоторого отрезка времени имеет место достаточно точная трансформация первичного тока. Управляемый ключ 3 разомкнут и на вход сумматора Σ4 подается только вторичный ток ТТ, практически равный приведенному ко вторичной цепи первичному току.In the case of operation of a CT with core saturation, for example, when a short-circuit current flows through its primary winding with a significant relative content of an aperiodic component, until the core of the CT is saturated, regardless of the presence or absence of initial (residual) magnetic induction in the core, for a certain period of time a fairly accurate transformation of the primary current takes place. The controlled key 3 is open and only the secondary current of the CT is supplied to the input of the adder Σ4, which is almost equal to the primary current reduced to the secondary circuit.

В момент насыщения сердечника вторичный ток ТТ резко снижается и существенным образом возрастает погрешность трансформации.At the time of core saturation, the secondary current of the CT sharply decreases and the transformation error increases significantly.

В указанный момент детектор насыщения 5 выдает импульсный сигнал, который подается на входы трех блоков:At this moment, saturation detector 5 generates a pulse signal, which is fed to the inputs of three blocks:

- Вход 1.2 блока 1 - осуществляется сброс выходного сигнала интегратора ∫, т.е. накопленного приращения магнитной индукции ΔВ.- Input 1.2 of block 1 - the integrator ∫ output signal is reset, i.e. accumulated increment of magnetic induction Δ.

- Вход 6.2 блока 6. Сигнал поступает на вторые входы логических схем совпадения И1 (И2). Так как вторичный ток ТТ превышает порог срабатывания компараторов K1 или K2, что всегда имеет место при коротком замыкании в электроэнергетической системе, то в зависимости от полярности вторичного тока ТТ на выходе одной из логических схем совпадения И1 (И2) появляется логическая 1 и затем включается один из управляемых ключей S1 (S2). Благодаря этому в элементе памяти П записывается одно из значений индукции насыщения +BS или -BS.- Input 6.2 of block 6. The signal is fed to the second inputs of the logical circuits of coincidence I1 (I2). Since the secondary current of the CT exceeds the response threshold of the comparators K1 or K2, which always occurs during a short circuit in the electric power system, depending on the polarity of the secondary current of the CT, logical 1 appears at the output of one of the logical matching circuits I1 (I2) and then one from managed keys S1 (S2). Due to this, one of the values of the saturation induction + B S or -B S is recorded in the memory element П.

- Вход 8.1 блока 8. Сигнал поступает на вход 8.1 блока 8 управления ключом 3. Так как на выходе 7.2 блока контроля наличия вторичного тока ТТ 7 отсутствует дискретный сигнал, то сигнал на выходе блока 8 существует. Блок 8 выдает сигнал на управляющий вход управляемого ключа 3. На входы 4.1 и 4.2 сумматора Σ4 подаются два сигнала: сигнал, соответствующий вторичному току ТТ i2 и соответствующий намагничивающему току ТТ i0. Сигнал на выходе сумматора 4, как и при работе ТТ без насыщения, пропорционален его первичному току, приведенному ко вторичной цепи.- Input 8.1 of block 8. The signal goes to input 8.1 of block 8 of key control 3. Since there is no discrete signal at the output 7.2 of the secondary current control unit TT 7, a signal exists at the output of block 8. Block 8 provides a signal to the control input of the controlled key 3. Two signals are applied to the inputs 4.1 and 4.2 of the adder Σ4: a signal corresponding to the secondary current CT i 2 and corresponding to the magnetizing current CT i 0 . The signal at the output of the adder 4, as with the operation of the CT without saturation, is proportional to its primary current, reduced to the secondary circuit.

При уменьшении интегрального значения вторичного тока ТТ, например, после отключения тока короткого замыкания, происходит следующее:When the integral value of the secondary current of the CT decreases, for example, after disconnecting the short circuit current, the following occurs:

- возврат компараторов K1, K2 в блоке 6 формирования значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ в несработанное состояние. Вследствие этого на выходах логических схем совпадения И1 или И2 блока 6 сигнал отсутствует и размыкаются ключи S1 или S2. При этом содержимое элемента памяти П блока 6 остается неизменным до следующего срабатывания детектора насыщения 5;- return of the comparators K1, K2 in block 6 of the formation of values + B S ; -B S magnetic induction saturating the TT into an unworked state. As a result, at the outputs of the matching logic circuits I1 or I2 of block 6, there is no signal and the keys S1 or S2 open. In this case, the contents of the memory element P of block 6 remains unchanged until the next operation of the saturation detector 5;

- срабатывание компаратора минимального значения K3 и пуск набора выдержки времени Δt в блоке контроля 7 наличия вторичного тока ТТ. По истечении выдержки времени Δt на выходе 7.2 блока 7 появляется сигнал высокого логического уровня, который подается на вход 8.2 блока 8. При этом на входе 2 элемента логического произведения И3 блока 8 сигнал отсутствует, так как указанный вход является инверсным. На выходе 8.3 блока 8 сигнал также отсутствует, что приводит к размыканию управляемого ключа 3. Компенсация погрешностей ТТ прекращается и может начаться вновь при наличии вторичного тока ТТ, превышающего порог срабатывания компараторов K1, K2 в блоке 6 формирования значений +BS; -BS магнитной индукции насыщения ТТ и превышающего порог возврата компаратора K3, а также при наличии сигнала на выходе детектора насыщения 5 сердечника ТТ.- actuation of the comparator of the minimum value K3 and the start of the set of time delay Δt in the control unit 7 of the presence of the secondary current of the CT. After the lag Δt has elapsed, an output of high logic level appears at the output 7.2 of block 7, which is fed to the input 8.2 of block 8. At the same time, there is no signal at input 2 of the logical product element I3 of block 8, since the specified input is inverse. At the output 8.3 of block 8, the signal is also absent, which leads to the opening of the controlled key 3. Compensation of CT errors is stopped and can start again if there is a secondary current of the CT exceeding the threshold of operation of the comparators K1, K2 in block 6 of generating values + B S ; -B S magnetic induction of CT saturation and exceeding the return threshold of comparator K3, as well as in the presence of a signal at the output of saturation detector 5 of the CT core.

Кроме того, происходит сброс накопленного значения приращения потокосцепления и магнитной индукции на насыщенном участке характеристики намагничивания сердечника трансформатора тока.In addition, the accumulated value of the increment of flux linkage and magnetic induction is reset in the saturated region of the magnetization characteristic of the core of the current transformer.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает компенсацию погрешностей ТТ с ферромагнитным сердечником, не имеющим немагнитного зазора, вне зависимости не только от наличия, но и от уровня и знака начальной (остаточной) магнитной индукции в сердечнике ТТ, что не могут обеспечить известные устройства того же целевого назначения.Thus, the proposed device provides compensation for CT errors with a ferromagnetic core that does not have a non-magnetic gap, regardless of not only the presence, but also the level and sign of the initial (residual) magnetic induction in the CT core, which the known devices of the same target cannot provide destination.

Claims (1)

Способ компенсации в переходных режимах погрешностей трансформатора тока с ферромагнитным сердечником, не имеющим немагнитного зазора, заключающийся в том, что фиксируют мгновенные значения вторичного тока указанного трансформатора тока, затем вычисляют потокосцепление вторичной обмотки и магнитной индукции в его сердечнике, после чего путем преобразования магнитной индукции получают сигнал, пропорциональный намагничивающему току трансформатора тока, затем суммируют полученный сигнал с сигналом, пропорциональным вторичному току трансформатора тока, получая тем самым сигнал, пропорциональный первичному току, приведенному к вторичной цепи трансформатора тока, отличающийся тем, что при фиксации мгновенных значений вторичного тока указанного трансформатора тока дополнительно фиксируют момент насыщения сердечника трансформатора тока, причем до появления сигнала о насыщении сердечника трансформатора тока значения приведенного к вторичной цепи трансформатора тока первичного тока приравнивают значениям вторичного тока указанного трансформатора тока, а после появления сигнала о насыщении сердечника трансформатора тока по знаку мгновенного значения вторичного тока определяют знак магнитной индукции насыщения сердечника указанного трансформатора тока; после чего вычисляют приращение потокосцепления и магнитной индукции на насыщенном участке характеристики намагничивания сердечника трансформатора тока, затем суммируют полученное приращение магнитной индукции со значением магнитной индукции насыщения, затем путем преобразования полученной суммы получают сигнал, пропорциональный намагничивающему току трансформатора тока, после чего дополнительно вычисляют и фиксируют превышение интегральным, например, действующим значением вторичного тока трансформатора тока заданного уровня и при наличии сигнала о превышении интегральным, например, действующим значением вторичного тока трансформатора тока заданного уровн, суммируют сигналы, пропорциональные вторичному и намагничивающему токам трансформатора тока, получая тем самым сигнал, пропорциональный первичному току, приведенному к вторичной цепи трансформатора тока; кроме того, при не превышении интегральным, например, действующим значением вторичного тока трансформатора тока заданного уровня в течение заданного времени значения приведенного к вторичной цепи трансформатора тока первичного тока приравнивают значениям вторичного тока указанного трансформатора тока.The method of compensation in transient conditions for errors of a current transformer with a ferromagnetic core that does not have a non-magnetic gap, which consists in fixing the instantaneous values of the secondary current of the specified current transformer, then calculating the flux linkage of the secondary winding and magnetic induction in its core, after which, by converting the magnetic induction, a signal proportional to the magnetizing current of the current transformer, then the resulting signal is summed with a signal proportional to the secondary current current transformer, thereby obtaining a signal proportional to the primary current reduced to the secondary circuit of the current transformer, characterized in that when fixing the instantaneous values of the secondary current of the specified current transformer, the saturation moment of the current transformer core is additionally fixed, and until the current transformer core is saturated, reduced to the secondary circuit of the current transformer primary current is equal to the values of the secondary current of the specified current transformer, and after the phenomenon of a signal about the saturation of the core of the current transformer by the sign of the instantaneous value of the secondary current determines the sign of the magnetic induction of saturation of the core of the specified current transformer; after which the increment of flux linkage and magnetic induction on the saturated portion of the magnetization characteristic of the core of the current transformer is calculated, then the obtained increment of the magnetic induction with the value of the saturation magnetic induction is summed up, then by converting the received amount a signal proportional to the magnetizing current of the current transformer is obtained, after which the excess is calculated and recorded integral, for example, the effective value of the secondary current of the current transformer of a given level and if there is a signal that the integral, for example, current value of the secondary current exceeds the current level transformer, the signals are proportional to the secondary and magnetizing currents of the current transformer, thereby obtaining a signal proportional to the primary current reduced to the secondary circuit of the current transformer; in addition, if the integral, for example, current value of the secondary current of the current transformer does not exceed a predetermined level for a predetermined time, the values of the primary current reduced to the secondary circuit of the current transformer are equal to the values of the secondary current of the specified current transformer.
RU2016127085A 2016-07-05 2016-07-05 Method of compensation of current transformer errors in transient modes RU2647875C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127085A RU2647875C2 (en) 2016-07-05 2016-07-05 Method of compensation of current transformer errors in transient modes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016127085A RU2647875C2 (en) 2016-07-05 2016-07-05 Method of compensation of current transformer errors in transient modes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2647875C2 true RU2647875C2 (en) 2018-03-21

Family

ID=61707920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016127085A RU2647875C2 (en) 2016-07-05 2016-07-05 Method of compensation of current transformer errors in transient modes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647875C2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU633085A1 (en) * 1976-01-21 1978-11-15 Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Имени Серго Орджоникидзе Device for compensating for error of single-step current transformer
JPS5654020A (en) * 1979-10-08 1981-05-13 Toshiba Corp Error compensation type current transformer
SU1398014A1 (en) * 1985-08-13 1988-05-23 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Device for compensating for the error of instrument current transformer
SU1446658A1 (en) * 1987-04-07 1988-12-23 Институт Электродинамики Ан Усср Device for compensating for error of instrument current transformer
RU94011547A (en) * 1994-04-01 1996-04-20 И.Н. Цыгулев Device to compensate error of current transformer
US20020070724A1 (en) * 2000-12-11 2002-06-13 Edel Thomas G. Method and apparatus for compensation of current transformer error
RU2449296C1 (en) * 2011-01-11 2012-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Device for compensation of error of current trasformer
RU2526834C2 (en) * 2012-12-18 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ФГБОУ ВПО "СПбГПУ") Error compensation method for current transformer

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU633085A1 (en) * 1976-01-21 1978-11-15 Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Имени Серго Орджоникидзе Device for compensating for error of single-step current transformer
JPS5654020A (en) * 1979-10-08 1981-05-13 Toshiba Corp Error compensation type current transformer
SU1398014A1 (en) * 1985-08-13 1988-05-23 Новочеркасский Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе Device for compensating for the error of instrument current transformer
SU1446658A1 (en) * 1987-04-07 1988-12-23 Институт Электродинамики Ан Усср Device for compensating for error of instrument current transformer
RU94011547A (en) * 1994-04-01 1996-04-20 И.Н. Цыгулев Device to compensate error of current transformer
US20020070724A1 (en) * 2000-12-11 2002-06-13 Edel Thomas G. Method and apparatus for compensation of current transformer error
RU2449296C1 (en) * 2011-01-11 2012-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский центр "Бреслер" Device for compensation of error of current trasformer
RU2526834C2 (en) * 2012-12-18 2014-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" (ФГБОУ ВПО "СПбГПУ") Error compensation method for current transformer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2526834C2 (en) Error compensation method for current transformer
RU2449296C1 (en) Device for compensation of error of current trasformer
JPWO2015136592A1 (en) Current detector and power conversion device
Spanik et al. Real time harmonic analysis of recuperative current through utilization of digital measuring equipment
Altuve et al. Sizing current transformers for line protection applications
RU2647875C2 (en) Method of compensation of current transformer errors in transient modes
CN108169558A (en) Electric system real-time frequency measurement method
RU2589716C1 (en) Method for offset of magnetisation current rush during connection under voltage for transformer differential protection
Popov et al. Increase of sensitivity of current longitudinal differential protection of intersystem power lines
RU2644406C1 (en) Method of reduced primary current recovery of current transformer in transient mode
US10707677B2 (en) Differential protection method and differential protection device for a transformer
Gao et al. A transformer flux balancing scheme based on magnetizing current harmonic in dual-active-bridge converters
JP2014150598A (en) Electric power conversion system and determination method for bias magnetism of transformer
CN108333540A (en) A kind of method and system for being assessed current transformer for metering remanent magnetism
RU2708228C1 (en) Method for filtration of magnetization current and reproduction of primary current of measuring current transformers
JPH07298627A (en) Controller for power converter
CN105957696B (en) Current transformer for DC resistance measurement and preparation method thereof
Lisser et al. High-speed high-precision programmable magnet power supply for a wide range of magnet time constants
Gao et al. A flux balancing strategy for 10-kV SiC-based dual-active-bridge converter
US10908205B2 (en) Method and a device for determining a switching current of a converter of a system for inductive power transfer and a method of control
SU985877A1 (en) Compensator for current transformer error
RU200616U1 (en) DEVICE FOR SCALE CURRENT CONVERSION
Lu Harmonic balance methods used in power electronics and distributed energy system
US11979084B2 (en) Active clamp DC/DC converter including current sense peak control mode control
US11971436B2 (en) Method and system for determining a phase shift between a phase current and a phase voltage

Legal Events

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

Effective date: 20180706