RU2658078C1 - Способ измерения переменного тока в шине электроустановки - Google Patents

Способ измерения переменного тока в шине электроустановки Download PDF

Info

Publication number
RU2658078C1
RU2658078C1 RU2017117066A RU2017117066A RU2658078C1 RU 2658078 C1 RU2658078 C1 RU 2658078C1 RU 2017117066 A RU2017117066 A RU 2017117066A RU 2017117066 A RU2017117066 A RU 2017117066A RU 2658078 C1 RU2658078 C1 RU 2658078C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bus
emf
current
terminals
inductor
Prior art date
Application number
RU2017117066A
Other languages
English (en)
Inventor
Алмаз Омурзакович Сулайманов
Абдулла Габдылманапулы Калтаев
Марк Яковлевич Клецель
Александр Сергеевич Барукин
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2017117066A priority Critical patent/RU2658078C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2658078C1 publication Critical patent/RU2658078C1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения переменного тока в шине электроустановки. Способ измерения переменного тока в шине электроустановки, при котором отключают электроустановку. Шину электроустановки подключают к источнику переменного тока. Затем на расстоянии
Figure 00000026
от шины в заданную точку устанавливают катушку индуктивности с соответствующими количеством витков
Figure 00000027
и площадью поперечного сечения
Figure 00000028
так, что вектор магнитной индукции, созданный проводником с током, совпадает с осью катушки индуктивности. При этом к выводам катушки индуктивности подключают измеритель ЭДС, подают в шину ток
Figure 00000029
и с помощью измерителя ЭДС измеряют ЭДС
Figure 00000030
на выводах катушки индуктивности. Затем шину заменяют на тонкий проводник круглого сечения. Подают в проводник ток
Figure 00000031
равный
Figure 00000029
и измеряют ЭДС
Figure 00000032
на выводах катушки индуктивности. Далее вычисляют расчетное ЭДС
Figure 00000033
. По измеренным величинам ЭДС
Figure 00000030
и
Figure 00000032
рассчитывают коэффициент влияния формы и размеров шины
Figure 00000034
. Затем тонкий проводник круглого сечения заменяют на шину, отключают от источника переменного тока и включают электроустановку. Далее рассчитывают коэффициент преобразования
Figure 00000035
, измеряют ЭДС
Figure 00000036
на выводах катушки и определяют ток

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения переменного тока в шине электроустановки.
Известен способ измерения переменного тока в шине электроустановки с помощью магнитного трансформатора тока [Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергия, 1976. - 560 с.: ил.], в котором магнитный трансформатор тока представляет собой ферромагнитный сердечник П-образной формы с размещенными на нем двумя катушками с одинаковым числом витков, которые соединены последовательно-встречно, причем магнитный трансформатор тока устанавливается под шиной контролируемого тока на допустимом расстоянии h, для получения максимального ЭДС необходимо приближать магнитный трансформатор тока к токоведущей шине.
Данный способ не позволяет обеспечить достаточную точность при измерении переменного тока, так как точность измерения зависит от приближения магнитного трансформатора тока к токоведущей шине вручную.
Известен способ измерения переменного тока в шине электроустановки [Казанский В.Е. Измерительные преобразователи тока в релейной защите. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 240 с., ил.], в котором устанавливают катушку индуктивности в заданную точку на расстоянии h от шины так, что вектор магнитной индукции, созданный проводником с током, совпадает с осью катушки индуктивности, измеряют ЭДС Еизм. на выводах катушки индуктивности и определяют ток I в шине, который равен произведению коэффициента преобразования k и ЭДС Еизм., причем коэффициент преобразования к рассчитывается по формуле:
Figure 00000001
где μ0 - магнитная постоянная;
f - частота промышленного тока;
w - количество витков;
s - площадь поперечного сечения обмотки катушки.
8,7%. Данный способ не позволяет точно измерять переменный ток, т.к. коэффициент преобразования не учитывает влияние формы и размеров шины.
Техническая проблема изобретения заключается в повышение точности измерения переменного тока в шине электроустановки.
Решение технической проблемы заключается в том, что после обесточивания электроустановки шину электроустановки подключают к источнику переменного тока. Затем на расстоянии h от шины в заданную точку устанавливают катушку индуктивности с соответствующими количеством витков w и площадью поперечного сечения s так, что вектор магнитной индукции, созданный проводником с током, совпадает с осью катушки индуктивности. При этом к выводам катушки индуктивности подключают измеритель ЭДС, подают в шину ток I1 и с помощью измерителя ЭДС измеряют ЭДС Еизм.1 на выводах катушки индуктивности. Затем шину заменяют на тонкий проводник круглого сечения и подают в проводник ток I2 равный I1 и измеряют ЭДС Еизм.2 на выводах катушки индуктивности. Далее вычисляют расчетное ЭДС Ер по формуле:
Figure 00000002
где μ0 - магнитная постоянная;
f - частота промышленного тока;
w - количество витков;
s - площадь поперечного сечения обмотки катушки.
По измеренным величинам ЭДС Еизм.1 и Еизм.2 рассчитывают коэффициент влияния формы и размеров шины kф:
Figure 00000003
Затем тонкий проводник круглого сечения заменяют на шину, отключают от источника переменного тока и включают электроустановку, измеряют ЭДС Еизм. на выводах катушки, после чего рассчитывают коэффициент преобразования к и определяют ток I в шине по формуле:
Figure 00000004
Способ измерения переменного тока в шине электроустановки позволяет точно измерить ток за счет замены шины на тонкий проводник круглого сечения и проведения измерений ЭДС как с проводником, так и с шиной электроустановки, а также за счет определения коэффициента влияния формы и размеров шины kф.
Способ измерения переменного тока в шине электроустановки может быть осуществлен следующим образом.
Электроустановку обесточивают, например блочный модуль серии КРУ-БМ напряжением до 35 кВ. Шину электроустановки сечением s равным 50×5 мм2 и длиной l равной 1 м подключают к автотрансформатору TDGC2-20K. Затем на расстоянии h равном 20 см от шины устанавливают катушку индуктивности с количеством витков w равным 2250 и площадью поперечного сечения s равной 554 мм2 таким образом, чтобы вектор магнитной индукции, созданный проводником с током, совпадал с осью катушки индуктивности. При этом к выводам катушки индуктивности подключают мультиметр Fluke 87V, подают в шину ток I1 равный 240 А и измеряют ЭДС на выводах катушки индуктивности, в результате получают Еизм.1 67 мВ.
Затем шину электроустановки заменяют на тонкий проводник круглого сечения диаметром d равным 4,5 мм и длиной l равной 1 м. Подают в проводник ток I2 равный I1 и измеряют ЭДС Еизм.2 на выводах катушки индуктивности, таким образом, Еизм.2 равно 72 мВ.. Далее вычисляют расчетное ЭДС Ер по формуле:
Figure 00000005
где μ0 - магнитная постоянная;
f - частота промышленного тока;
w - количество витков;
s - площадь поперечного сечения обмотки катушки.
В результате расчетное ЭДС Ер равно 87 мВ.
По измеренным величинам ЭДС Еизм.1 и Еизм.2 рассчитывают коэффициент влияния формы и размеров шины kф:
Figure 00000006
Получают, что kф равно 0,94.
Затем тонкий проводник круглого сечения заменяют на шину, отключают от автотрансформатора и подают ток в электроустановку. Далее рассчитывают коэффициент преобразования k, подают ток I3 равный 1300 А и измеряют ЭДС Еизм., получают Еизм. равное 435 мВ, затем определяют ток:
Figure 00000007
В результате ток I равен 1272 А. Таким образом, погрешность способа измерения переменного тока оставляет 2,2%, что значительно ниже, чем погрешность измерения прототипа.

Claims (12)

  1.      Способ измерения переменного тока в шине электроустановки, заключающийся в том, что катушку индуктивности устанавливают в заданную точку на расстоянии
    Figure 00000008
    от шины так, что вектор магнитной индукции, созданный проводником с током, совпадает с осью катушки индуктивности, измеряют ЭДС
    Figure 00000009
    на выводах катушки индуктивности и определяют ток
    Figure 00000010
    в шине, который равен произведению коэффициента преобразования
    Figure 00000011
    и ЭДС
    Figure 00000009
    , причем коэффициент преобразования
    Figure 00000011
    рассчитывается по формуле:
  2. Figure 00000012
  3. где
    Figure 00000013
    – магнитная постоянная;
  4. Figure 00000014
    – частота промышленного тока;
  5. Figure 00000015
    – количество витков;
  6. Figure 00000016
    – площадь поперечного сечения обмотки катушки,
  7. отличающийся тем, что электроустановку обесточивают, шину электроустановки подключают к источнику переменного тока, затем на расстоянии
    Figure 00000008
    от шины в заданную точку устанавливают катушку индуктивности с соответствующими количеством витков
    Figure 00000015
    и площадью поперечного сечения
    Figure 00000016
    так, что вектор магнитной индукции, созданный проводником с током, совпадает с осью катушки индуктивности, при этом к выводам катушки индуктивности подключают измеритель ЭДС, подают в шину ток
    Figure 00000017
    и с помощью измерителя ЭДС измеряют ЭДС
    Figure 00000018
    на выводах катушки индуктивности, затем шину заменяют на тонкий проводник круглого сечения, подают в проводник ток
    Figure 00000019
    равный
    Figure 00000017
    и измеряют ЭДС
    Figure 00000020
    на выводах катушки индуктивности, далее вычисляют расчетное ЭДС
    Figure 00000021
    по формуле:
  8. Figure 00000022
  9. по измеренным величинам ЭДС
    Figure 00000018
    и
    Figure 00000020
    определяют коэффициент влияния формы и размеров шины
    Figure 00000023
    :
  10. Figure 00000024
  11. затем тонкий проводник круглого сечения заменяют на шину, отключают от источника переменного тока и включают электроустановку, далее рассчитывают коэффициент преобразования
    Figure 00000011
    , измеряют ЭДС
    Figure 00000009
    на выводах катушки и определяют ток
    Figure 00000010
    в шине по формуле:
  12. Figure 00000025
RU2017117066A 2017-05-17 2017-05-17 Способ измерения переменного тока в шине электроустановки RU2658078C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117066A RU2658078C1 (ru) 2017-05-17 2017-05-17 Способ измерения переменного тока в шине электроустановки

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117066A RU2658078C1 (ru) 2017-05-17 2017-05-17 Способ измерения переменного тока в шине электроустановки

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2658078C1 true RU2658078C1 (ru) 2018-06-19

Family

ID=62620309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017117066A RU2658078C1 (ru) 2017-05-17 2017-05-17 Способ измерения переменного тока в шине электроустановки

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2658078C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2713476Y (zh) * 2004-05-31 2005-07-27 贾文奎 高频大电流非接触测量磁性传感器
RU2310875C1 (ru) * 2006-05-16 2007-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Способ определения параметров магнитного поля электроустановок и устройство для его осуществления
JP2009002736A (ja) * 2007-06-20 2009-01-08 Fdk Corp 電流センサ
RU2453853C2 (ru) * 2010-09-27 2012-06-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") Способ измерения силы тока в проводнике и устройство для его осуществления
EP2975423A1 (en) * 2013-03-08 2016-01-20 National University Corporation Nagoya University Magnetism measurement device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2713476Y (zh) * 2004-05-31 2005-07-27 贾文奎 高频大电流非接触测量磁性传感器
RU2310875C1 (ru) * 2006-05-16 2007-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Способ определения параметров магнитного поля электроустановок и устройство для его осуществления
JP2009002736A (ja) * 2007-06-20 2009-01-08 Fdk Corp 電流センサ
RU2453853C2 (ru) * 2010-09-27 2012-06-20 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" (ФГУП "ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") Способ измерения силы тока в проводнике и устройство для его осуществления
EP2975423A1 (en) * 2013-03-08 2016-01-20 National University Corporation Nagoya University Magnetism measurement device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9529024B2 (en) Alternating current power measuring apparatus
CN102985838A (zh) 用于检测磁芯中的磁特征参量的方法和装置
CN103575958A (zh) 用于测量交流电的直流分量的装置
RU2658078C1 (ru) Способ измерения переменного тока в шине электроустановки
RU144337U1 (ru) Устройство для измерения сопротивления заземления без отсоединения грозозащитного троса
CN102364639A (zh) 可塑形式罗氏线圈互感器及其测量方法
KR100966450B1 (ko) 비접촉식 전류 측정 장치
CN104166117A (zh) 一种电子式电流互感器的大电流合成回路
CN202067660U (zh) 卡接式直流电流互感器
CN101162243A (zh) 分流导线检测装置及其检测方法
KR20070045606A (ko) 공심코어를 사용한 교류전류 센서
CN204116587U (zh) 电子式电流互感器的大电流合成回路
RU2013113861A (ru) Стенд для исследования резонансной системы передачи электрической энергии
RU2759418C1 (ru) Устройство определения индукции электромагнитного поля
RU203217U1 (ru) Первичный преобразователь тока
Strickland et al. Low cost 11kV network 3 phase cable current measurement using a novel coil device
RU2551632C2 (ru) Измерительное устройство дифференциальной токовой защиты шин
JP6771179B2 (ja) 電力計測システム
CN213275740U (zh) 多特征量测量的柔性电流传感器
RU159201U1 (ru) Высоковольтное комбинированное цифровое устройство для измерения тока и напряжения
CN109375101A (zh) 测量定子铁芯铁损的方法及设备
Zhou et al. Measurement of proximity losses in litz wires
RU2580173C1 (ru) Устройство для измерения магнитных характеристик образцов из листовой электротехнической стали произвольной формы
RU2556332C1 (ru) Устройство контроля тока утечки в нагрузке однофазного выпрямителя
CZ306402B6 (cs) Proudový bočník indukčního typu

Legal Events

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

Effective date: 20200518