RU2747212C2 - Трансформатор тока с активной коррекцией - Google Patents
Трансформатор тока с активной коррекцией Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747212C2 RU2747212C2 RU2019114918A RU2019114918A RU2747212C2 RU 2747212 C2 RU2747212 C2 RU 2747212C2 RU 2019114918 A RU2019114918 A RU 2019114918A RU 2019114918 A RU2019114918 A RU 2019114918A RU 2747212 C2 RU2747212 C2 RU 2747212C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- output
- input
- winding
- load
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
Abstract
Изобретение относится к области измерения электрических величин тока, мощности, энергии, а также систем защиты и автоматики. Техническим результатом является защита от перегрузок подключаемых средств измерений. Технический результат достигается тем, что трансформатор тока с активной коррекцией содержит три трансформатора, два сопротивления нагрузок, усилитель, первый и третий трансформаторы с входной и выходной обмотками, второй трансформатор с входной и тремя выходными обмотками, первая выходная обмотка второго трансформатора соединена с входом усилителя, третья выходная обмотка второго трансформатора включена последовательно с сопротивлением второй нагрузки, параллельно которому подключается цепь, состоящая из последовательно соединенных выходной цепи усилителя и второй выходной обмотки второго трансформатора, входные обмотки первого и второго трансформаторов соединяются последовательно, выходная обмотка первого трансформатора включена последовательно через сопротивление первой нагрузки с входной обмоткой третьего трансформатора, к выходной обмотке третьего трансформатора подключена цепь из последовательно соединенных третьей выходной обмотки второго трансформатора и сопротивления второй нагрузки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах и устройствах для измерения электрических величин тока, мощности, энергии, а также в системах защиты и автоматики. Известны устройства для масштабного преобразования тока, содержащие усилитель, трансформатор тока с входной и выходной обмотками, нагрузку (см. а.с. №918868, БИ №13).
Недостатком такого устройства является низкая точность из-за не невозможности точной компенсации сопротивлении нагрузки и обмотки трансформатора, т.к. возможен разброс и отклонение параметров трансформатора и усилителя от номинального значения из-за влияния температуры и со временем.
Другим недостатком является необходимость применения усилителей большой мощности и с большим выходным током, т.к. через усилитель течет полный ток нагрузки.
Следующим близким по техническому решению к предложенному устройству является устройство (по а.с. №1045136 БИ №36, 1983), содержащее первый трансформатор с входной и двумя выходными обмотками, и блок коррекции на основе второго трансформатора и усилителя, выход которого последовательно соединен с первой выходной обмоткой, первого трансформатора, второй трансформатор и блок опорного напряжения, вход которого подключен к входной обмотке первого трансформаторе, а выход - последовательно со второй выходной обмоткой первого трансформатора, выходная обмотка которого подключена к входу усилителя, а обмотка обратной связи к его выходу.
Наиболее близким по техническому решению к предложенному устройству является устройство (по пат. РФ №2510030, Бюл. №8, 2014), содержащее первый трансформатор с входной и двумя выходными обмотками, усилитель, второй трансформатор с входной и тремя выходными обмотками, первая из которых соединена с входом усилителя, сопротивление нагрузки, третья выходная обмотка второго трансформатора включена последовательно с выходной обмоткой первого трансформатора и сопротивлением нагрузки, параллельно которому подключается цепь, состоящая из последовательно соединенных выходной цепи усилителя и второй выходной обмотки второго трансформатора, входные обмотки обоих трансформаторов соединяются последовательно, с третьей выходной обмоткой второго трансформатора и выходной обмоткой первого трансформатора введено дополнительное сопротивление нагрузки, включенное через третий трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно с выходной обмоткой первого трансформатора.
Недостатком такого устройства является сложность обеспечения безопасности для средств измерений, так как они включаются во вторичной цепи первого трансформатора, работающего с многократными его перегрузками (25-30 раз), если на его выходе подключаются системы защиты.
Целью изобретения являются высокая точность и защищенность средств измерений от многократных перегрузок, расширение области применения.
Цель достигается тем, что нагрузку в виде средств измерений включают во вторичной цепи третьего трансформатора, насыщение которого происходит при много меньших перегрузках, чем у первого трансформатора, а погрешности обоих трансформаторов компенсируются системой коррекции на основе второго трансформатора и усилителя, подключенной к выходу третьего трансформатора.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Трансформатор тока с активной коррекцией содержит три трансформатора, два сопротивления нагрузок, усилитель, первый и третий трансформаторы с входной и выходной обмотками, второй трансформатор с входной и тремя выходными обмотками, первая выходная обмотка второго трансформатора соединена с входом усилителя, третья выходная обмотка второго трансформатора включена последовательно с сопротивлением второй нагрузки, параллельно которому подключается цепь, состоящая из последовательно соединенных выходной цепи усилителя и второй выходной обмотки второго трансформатора, входные обмотки первого и второго трансформаторов соединяются последовательно, выходная обмотка первого трансформатора включена последовательно через сопротивление первой нагрузки с входной обмоткой третьего трансформатора, к выходной обмотке третьего трансформатора подключена цепь из последовательно соединенных третьей выходной обмотки второго трансформатора и сопротивления второй нагрузки.
2. Трансформатор тока с активной коррекцией содержит три трансформатора, два сопротивления нагрузок, усилитель, первый и третий трансформаторы с входной и выходной обмотками, второй трансформатор с входной и двумя выходными обмотками, первая из которых соединена с входом усилителя, входные обмотки первого и второго трансформаторов соединяются последовательно, выходная обмотка первого трансформатора включена последовательно через сопротивление первой нагрузки с входной обмоткой третьего трансформатора, отличающийся тем, что вторая выходная обмотка второго трансформатора подключена через сопротивление второй нагрузки к выходной обмотке третьего трансформатора, параллельно которой подключается выход усилителя.
На фигуре 1 приведена схема предложенного устройства по п. 1, а на фигуре - фрагмент схемы устройства по п. 1 с изменениями, где обозначены: первый 1, второй 2 и третий 3 трансформаторы, соответственно с входными 4, 5 и 6, а также выходными 7, 8, 9, 10 и 11 обмотками, усилитель 12, сопротивления первой (средств зашиты) 13 и второй (средств измерений) 14 нагрузок. Принцип действия предложенного трансформатора тока с активной коррекцией, показанного на фигуре 1 следующий. Входной ток, проходя через входные обмотки 4 и 5, намагничивает сердечники трансформаторов 1 и 2. В выходных обмотках трансформаторов I и 2, 3 вследствие этого протекают токи. Ток нагрузки 13 и обмотки 6 определяется, в основном, током, наводящимся в обмотке 7.
Ток нагрузки 14 определяется суммой протекающих через нее токов
где I12 - ток, задаваемый усилителем 12;
I11 - ток обмотки 11 трансформатора 3;
I14 - ток через нагрузку 14.
Входной ток трансформаторов 1 и 2 передается на выход трансформатора 3 с коэффициентом передачи
где W4, W7, и W6, W11 - числа витков обмоток 4, 7 и 6, 11 трансформаторов 1 и 3 соответственно;
(K1,3)ном - номинальное значение коэффициента передачи последовательно включенных трансформаторов 1 и 3.
При наличии погрешностей у трансформаторов 1 и 3 коэффициент передачи трансформаторов 1 и 3 отклоняется от номинального значения, определяемого (2), ток I11 недостаточен для компенсации входного тока трансформатора 2, поэтому усилитель 12 изменяет ток через подключенную к нему обмотку трансформатора 2 до величины, при которой компенсируется влияние погрешностей трансформаторов 1 и 3 на величину тока I11.
Сердечник трансформатора 2 практически размагничен за счет действия компенсирующих потоков, создаваемых токами во вторичных обмотках 8, 9, 10 трансформатора 2, в основном током вторичной обмотки 11, и токами усилителя 12, протекающими через обмотки 10 и 9. Усилитель 12 с обмотками 8 и 9 трансформатора 2, включенными на входе и выходе усилителя образуют замкнутую следящую систему, поддерживающую намагниченность сердечника трансформатора 2 практически близкой к нулю. Поэтому с достаточной точностью для трансформатора 2 справедливо соотношение
где I4 - входной ток трансформаторов 1 и 2 через обмотки 4 и 5;
I11 - ток обмотки 11 трансформатора 2;
I12 - ток через обмотку 9 трансформатора 2, задаваемый усилителем 12;
W5, W8, W9,W10 - числа витков обмоток 5, 8, 9, 10;
Ky - коэффициент усиления усилителя 12.
Из (1)-(3), при I4=I5, Ky>>1, W5/W9=(K63)ном; W9=W10 после преобразований имеем соотношение для тока через нагрузку 9
Как видно из (4), ток нагрузки 14 практически не зависит от точности трансформаторов 1 и 2, а определяется в основном параметрами трансформатора 2, который имеет малую нагрузку и малый магнитный поток в сердечнике, что упрощает достижение для него высокой точности, в отличие от трансформаторов 1 и 2.
Принцип действия трансформатора тока с активной коррекцией по п. 2 рассмотрим с учетом схемы трансформатора 2, показанной на фигуре 2. Отличие схемы состоит в том, что вместо двух обмоток 9 и 10 применяют одну обмотку 9(10), которую условно можно представить, как параллельное согласное соединение обмоток 9 и 10. Через обмотку 9(10) одновременно протекают ток от усилителя 12 и ток обмотки 11, практически независимо друг от друга, при условии размагниченности сердечника трансформатора 2. Приведенные выше соотношения (1)-(4) остаются справедливыми, так как они выполняются при W9=W10.
Через трансформатор 1 подключаются как средства измерений в виде нагрузки 14, так и системы защиты, включаемые непосредственно на его выходе в виде нагрузки 13. Поэтому он должен допускать многократную перегрузку (25-30 раз), наличие которой требуется для систем защиты. Трансформатор 3, насыщение которого происходит при много меньших перегрузках, чем у трансформатора 1, обеспечивает защиту от больших токовых перегрузок для средств измерений в виде нагрузки 14. Компенсация погрешностей обоих трансформаторов 1 и 3 обеспечивается системой коррекции на основе второго трансформатора и усилителя.
Высокая точность, небольшие вес и габариты, расширенный диапазон выходной мощности устройства, соответствующие разным типам нагрузок и режимов эксплуатации, позволят широко применить такое устройство в системах измерительных и системах защиты.
Claims (2)
1. Трансформатор тока с активной коррекцией содержит три трансформатора, два сопротивления нагрузок, усилитель, первый и третий трансформаторы с входной и выходной обмотками, второй трансформатор с входной и тремя выходными обмотками, первая выходная обмотка второго трансформатора соединена с входом усилителя, третья выходная обмотка второго трансформатора включена последовательно с сопротивлением второй нагрузки, параллельно которому подключается цепь, состоящая из последовательно соединённых выходной цепи усилителя и второй выходной обмотки второго трансформатора, входные обмотки первого и второго трансформаторов соединяются последовательно, выходная обмотка первого трансформатора включена последовательно через сопротивление первой нагрузки с входной обмоткой третьего трансформатора, отличающийся тем, что к выходной обмотке третьего трансформатора подключена цепь из последовательно соединённых третьей выходной обмотки второго трансформатора и сопротивления второй нагрузки.
2. Трансформатор тока с активной коррекцией содержит три трансформатора, два сопротивления нагрузок, усилитель, первый и третий трансформаторы с входной и выходной обмотками, второй трансформатор с входной и двумя выходными обмотками, первая из которых соединена с входом усилителя, входные обмотки первого и второго трансформаторов соединяются последовательно, выходная обмотка первого трансформатора включена последовательно через сопротивление первой нагрузки с входной обмоткой третьего трансформатора, отличающийся тем, что вторая выходная обмотка второго трансформатора подключена через сопротивление второй нагрузки к выходной обмотке третьего трансформатора, параллельно которой подключается выход усилителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114918A RU2747212C2 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Трансформатор тока с активной коррекцией |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114918A RU2747212C2 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Трансформатор тока с активной коррекцией |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019114918A3 RU2019114918A3 (ru) | 2020-11-16 |
RU2019114918A RU2019114918A (ru) | 2020-11-16 |
RU2747212C2 true RU2747212C2 (ru) | 2021-04-29 |
Family
ID=73455336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019114918A RU2747212C2 (ru) | 2019-05-16 | 2019-05-16 | Трансформатор тока с активной коррекцией |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747212C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2140486A1 (ru) * | 1971-06-07 | 1973-01-19 | Hewlett Packard Co | |
SU1045136A1 (ru) * | 1980-07-02 | 1983-09-30 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Устройство дл масштабного преобразовани сигналов |
RU2393609C1 (ru) * | 2009-01-26 | 2010-06-27 | Василий Сергеевич Богачев | Устройство компенсации искажений тока и реактивной мощности |
RU2510030C2 (ru) * | 2012-05-21 | 2014-03-20 | Александр Михайлович Косолапов | Устройство для масштабного преобразования тока |
-
2019
- 2019-05-16 RU RU2019114918A patent/RU2747212C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2140486A1 (ru) * | 1971-06-07 | 1973-01-19 | Hewlett Packard Co | |
SU1045136A1 (ru) * | 1980-07-02 | 1983-09-30 | Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева | Устройство дл масштабного преобразовани сигналов |
RU2393609C1 (ru) * | 2009-01-26 | 2010-06-27 | Василий Сергеевич Богачев | Устройство компенсации искажений тока и реактивной мощности |
RU2510030C2 (ru) * | 2012-05-21 | 2014-03-20 | Александр Михайлович Косолапов | Устройство для масштабного преобразования тока |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019114918A3 (ru) | 2020-11-16 |
RU2019114918A (ru) | 2020-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3534247A (en) | Current transformer with internal error compensation | |
US11525848B2 (en) | Current detecting circuit of power converter | |
Naseem et al. | Quad-active-bridge converter with current balancing coupled inductor for SST application | |
US9991808B2 (en) | Cross regulation circuit for multiple outputs and cross regulation method thereof | |
RU2747212C2 (ru) | Трансформатор тока с активной коррекцией | |
CN104576005A (zh) | 交流电流互感器 | |
RU2510030C2 (ru) | Устройство для масштабного преобразования тока | |
US4286211A (en) | Direct current detecting device using saturable reactors | |
US1357197A (en) | Electric transformer | |
EP3116001A1 (en) | Impedance-compensated current transformer | |
RU2329514C1 (ru) | Устройство для измерения переменного тока | |
Pustovetov | A universal mathematical model of a three-phase transformer with a single magnetic core | |
RU200616U1 (ru) | Устройство для масштабного преобразования тока | |
JP2021131262A (ja) | 電流センサ、その調整方法、それを取り付けた変圧器、および変圧器の電流センサの出力を分析する測定システム | |
JP3221128B2 (ja) | 電流検出装置 | |
CN107037252B (zh) | 电子补偿式感应分流器 | |
RU180905U1 (ru) | Токовая цепь счетчика электрической энергии | |
CN218384795U (zh) | 一种有源误差补偿的电流互感器 | |
HU190346B (en) | Electric current measuring circuit arrangement | |
JP2690647B2 (ja) | 誤差補償型変圧器 | |
SU1582137A1 (ru) | Масштабный преобразователь | |
Kusters et al. | A phantom burden for current transformer calibration | |
JPS6176962A (ja) | 電流検出器 | |
Taci et al. | Simulation, Analytical and Experimental Investigation of Power Distribution Across Step-Up Auto-Transformer Under Linear Loading Conditions | |
Hagen | Study of fine-tuning field quality in MQXF quadrupole |