SU1370579A1 - Измерительный преобразователь тока - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в устройствах релейной ты и различных сильноточных измерительных устройствах. Цель изобретени  - повышение надежности и расширение области применени  устройства. Преобразователь содержит трансформатор 1 тока, злемент 3 нагрузки и блок 5 компенсации. Введение трансформатора 2 тока, злемента 4 нагрузки , замыкателей 6 и 7, блока 8 управлени , блоков 9 и 10 фиксации момента начала переходного процесса и начала установившегос  процесса и образование новых функциональных св зей обеспечивает возможность измерени  переходного и установившегос  процессов без ограничени  времени измерени . В описании приведены примеры выполнени  блоков 8-10 управлени , фиксации момента начала переходного процесса и начала установившегос  процесса и замыкателей 6 и 7. 4 . ф-лы, 5 ил. с S (Л

Description

00

о ел

фиг.1

11

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах релейной защиты и различных сильноточных измерительных устройствах.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и расширение области применени  измерительного преобразовател  за счет возможности измерени  переходного и установившегос  процессов без ограничени  времени измерени .

На фиг. 1 изображена функциональна  схема измерительного преобразовател  тока; на фиг, 2 - электрическа  схема быстродействующих замыкателей; на фиг. 3 - функциональна  схема блока управлени ; на фиг. 4 - функциональна  схема блока фракции момента начала переходного процесса; на фиг. 5 - функциональна  схема блока фиксации момента начала установившегос  режима I

Измерительный преобразователь тока содержит трансформаторы 1 и 2 тока, элементы 3 и 4 нагрузки, блок 5 компенсации, замыкатели 6 и 7, блок 8 управлени , блок 9 фиксации момента начала переходного процесса, блок 10 фиксации момента начала установившегос  процесса, клеммы 11 и 12 причем клемма 11 соединена с силовыми входами замыкателей 6 и 7, а клемма 12 соединена с выходами замыкателей 6 и 7 через шинные трансформаторы 1 и 2. Входы управлени  замыкателей 6 и 7 соединены с соответствующими выходами блока 8 управлени , первый вход которого через блок 10 фиксации момента начала установшего- с  процесса Соединен с первыми выводами первой обмотки 13 трансформато- рй 1 тока и элемента 3 нагрузки.

Второй вход блока 8 управлени  через блок 9 фиксации начала переходного процесса соединен с первыми выводами второй обмотки трансформатора 2 тока и элемента 4 нагрузки, второй вывод последнего подключен к общему проводу, к второму выводу элемента 3 нагрузки и второму выводу вторичной обмотки трансформатора 2 тока, а первый и второй выводы

0

579

2

Замыкатели 6 и 7 выполнены идентично и содержат по два включенных встречно-цараллельно тиристора 15, 16 и 17,18 соответственно, выводы катодов и управл ющих электродов которых  вл ютс  входами управлени  замыкателей 6 и 7, катод тиристора 15(17) и анод тиристора 16(18)  вл ютс  входом замыкател  6(7), а анод тиристора 15(17) и катод тиристора 16(18)  вл ютс  выходом замыкател  6(7).

Блок 8 управлени  содержит тран5 сформатор 19 с обмотками 20-25, выпр мительные мосты 26-30, фильтры 31-35, ключи 36-40, триггер 41, конденсаторы 42-44.

Выводы обмоток 21-24 трансформатора 19 через соответствующие выпр мительные мосты 26-29 и соединенные последовательно с ними фильтры 31- 34 подключены к входам соответствующих ключей 36-39, выходы которых  в5 л ютс  выходами управлени  блока 8, а входы управлени  ключей 36 и 37 соединены с первым выходом триггера 41, второй выход которого подключен к входам управлени  ключей 38 и 39.

0 Выводы обмотки 25 трансформатора соединены последовательно через вы- пр мительньй мост 30, фильтр 35, ключ 40 и конденсатор 44 подключены к первому входу триггера 41, а первый и второй входы триггера 41 через кон- денсаторы 42 и 43 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 управлени . Выводы обмотки 20 трансформатора 19  вл ютс  входами

Q питани  блока 8.

Блок 9 фиксации момента начала переходного процесса содержит дифференциальный элемент 45 сравнени , элемент 46 задержки, пороговые эле- 5 менты 47 и 48, инвертор 49 и элемент И 50. Первый вход элемента 45 сравнени ,  вл ющийс  входом блока 9 фиксации момента начала переходного процесса через элемент 46 задержки соединен с вторым входом элемента 45 сравнени , выход которого через пороговый элемент 47 соединен с первым входом элемента И 50, а через соединенные последовательно порого0

второй вторичной обмотки 14 трансфор- 55 элемент 48 и инвертор 49 соедиматора 1 тока и второй вывод первой вторичной обмотки 13 трансформатора 1 тока соединены с соответствующими выходами блока 5 компенсации.

иен с вторым входом элемента И 50, выход которого  вл етс  выходом блока 9 фиксации момента начала переходного процесса

Блок 10 фиксации момента начала установившегос  режима содержит соединенные последовательно выпр ми- . тель 51, фильтр 52, блок 53 диффере цировани  и триггер Шмитта 54, выхо которого  вл етс  выходом блока 10 фиксации момента начала установившегос  режима, а вход выпр мител  51  вл етс  входом упом нутого блок

Измерительный преобразователь тока работает следующим образом.

После установки устройства при помощи клемм 11 и 12 в линию электрпередачи , подачи напр жени  сети на блоки 5,8,9 и 10 и приведени  линии в рабочее состо ние оператор ключем 40, устанавливает триггер 41 в состо ние 1, при котором замыкаютс  ключи 36 и 37 в блоке 8 управлени  и обеспечиваетс  протекание тока через замыкатель 6 Ключи 38 и 39 в это врем  разомкнуты, замыкатель 7 также разомкнут. Сигнал на выходе трансформатора 2 тока, протекающий через элемент 4 нагрузки, характеризует величину тока в линии электропередачи .

Одновременно незначительна  по мощности часть этого сигнала будет поступать на вход блока 9 фиксации момента начала переходного процесса В св зи с тем, что на разные входы элемента 45 сравнени  блока 9 указанна  часть сигнала поступает с небольшим сдвигом во времени, сигнал рассогласовани  на выходе элемента 45, равный разности амплитудных значений входных сигналов в установившемс  режиме, представл ет собой величину , всегда меньшую наперед заданного значени , достижение которого служит признаком наступлени  переходного процесса, например, при возникновении режима короткого замыкани  или наброса - сброса нагрузки в линии электропередачи. Сигнал рассогласовани  на выходе элемента 45 сравнени  мен ет свою пол рность в зависимости от того, какой из сигналов (опережающий или запаздывающий) больше по абсолютной величине. Это обеспечивает возможность различать наступление переходного процесса как на восход щей, так и на ниспадающей ветв х синусоидального тока, (пропорционального ему напр жени ), а также в случа х как наброса, так и сброса нагрузки в линии электропередачи.

70579

Предельные значени  положительного и отрицательного сигналов регистрируютс  пороговыми элементами 47 и 48.

Запаздывающий сигнал, поступающий

на второй вход элемента 45 сравнени ,  вл етс  опорным дл  опережающего сигнала, поступающего на первый вход элемента 45 сравнени . Так как при

1Q возникновении переходного процесса в линии электропередачи величина сигнала, поступающего без запаздывани  на элемент 45 сравнени , измен етс  значительно быстрее, чем указан- 15 ное изменение через элемент 46 задержки поступает на второй вход элемента 45 сравнени , то мгновенное значение сигнала рассогласовани  на выходе элемента 45 сравнени  превы- 2Q шает наперед заданное (допустимое

дл  установившегос  режима) значение, что приводит к срабатыванию одного из пороговых элементов 47 или 48 (в зависимости от пол рности сигнала 25 рассогласовани ) и вьщаче сигнала (после прохождени  его через элемент И 50) с выхода блока 9 на второй вход блока 8 управлени . Указанный сигнал  вл етс  командой на размыка- 3Q ние (с помощью блока 8 управлени ) замыкател  6 и включение замыкател  7. Таким образом, информаци  о токе в линии электропередачи в переходном процессе начинает поступать уже с трансформатора 1 тока, а ток через трансформатора 2 тока протекать перестает.

Информаци  о величине и характере протекани  тока в линии электропередачи поступает и на вход блока 10 фиксации момента начала установившегос  режима

35

40

При наступлении установившегос  процесса синусоидальный сигнал, поступающий на вход блока 10, выпр мл етс  и сглаживаетс  с помощью выпр мител  51 и фильтра 52 и становитс  посто нным по величине. Поэтому его дифференцирование с помощью

блока 53 дает величину, близкую к нулю. Это переводит триггер Шмиттв 54 из положени  О (так как в переходном процессе сигнал с выхода блока 53 дифференцировани  по величине превышает порог срабатывани  триггера Шмитта 54) в положение 1, что приводит к поступлению сигнала на первый вход блока 8 управлени . С помощью блока 8 управлени  замыкатель

7 размыкаетс , а замыкатель 6 замыкаетс , ток перестает протекать через широкополосный трансформатор 1 тока и начинает протекать через замыкатель 6 и трансформатор 2 тока (до возникновени  очередного переходного процесса).

Переключение замыкателей 6 и 7 с помощью блока 8 управлени  происходит следующим образом.

Когда на второй вход блока 8 управлени  поступает сигнал, то, пройд  через конденсатор 42, он поступает на второй вход триггера 41, перевод  его в состо ние О. При этом аналоговые ключи 36 и 37 размыкаютс , а ключи 38 и 39 замыкаютс . Это вызывает протекание тока линии электропередачи через замыкатель 7 и прерывание его протекани  через замыкатель 6.

Таким образом, в переходном процессе информаци  о величине тока в линии электропередачи снимаетс  с широкополосного трансформатора 1 тока , пребывание которого в линии электропередачи в статическом длительном режиме невозможно из-за больших перегревов, обусловленных протеканием через него не только тока линии электропередачи, но и тока компенсации . При поступлении же сигнала на первый вход блока 8 управлени  он проходит через конденсатор 43 на первый вход триггера 41, перевод  его в состо ние 1. Это вызывает возвращение в исходное состо ние (размыкание) ключей 38 и 39 и замыкание ключей 36 и 37 о Замыкатель 6 замыкаетс , а замыкатель 7 размыкаетс . Информаци  начинает сниматьс  с трансформатора 2 тока.

Claims (3)

1. Формула изобретени  46

   1. Измерительный преобразователь тока, содержащий трансформатор тока, элемент нагрузки и блок компенсации, соответствующие выводы которого соединены с первым и вторым выводами второй вторичной обмотки и вторым выводом первой вторичной обмотки трансформатора тока, первый вывод которой через элемент нагрузки соединен с общим проводом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и расошрени  области применени  за счет возможности изме

   5

   0

   5

   6

   0

   5

   0

   0

   5

   рени  переходного и установившегос  процессов без ограничени  времени измерени , в него введены второй трансформатор тока, второй элемент нагрузки, блок фиксации момента начала переходного процесса, блок фиксации момента начала установившегос  процесса, блок управлени  и первый и второй замыкатели, токовые входы . которых подключены к входной клемме устройства, выходы первого и второго замыкателей соответственно через первый и второй трансформаторы тока соединены с выходной клеммой устройства , первый вывод вторичной обмотки второго трансформатора тока через блок фиксации момент.а начала переходного процесса подключен к второму входу блока управлени , а через второй элемент нагрузки соединен с общим проводом и вторым выводом вторичной обмотки второго трансформатора тока, первый вывод первой вторичной обмотки первого трансформатора тока через блок фиксации момента начала установившегос  процесса подключен к первому входу блока управлени , выходы которого подключены к соответствующим входам управлени  первого и второго замыкателей.

   2.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что блок фиксации момента начала переходного процесса содержит дифференциальный элемент сравнени , элемент задержки, два пороговых элемента, инвертор и элемент И, выход которого  вл етс  выходом блока фиксации момента начала переходного процесса, а его входом  вл етс  первый вход дифференциального элемента сравнени , который соединен с вторым входом через элемент задержки, а выход дифференциального элемента сравнени  через первый элемент задержки и соединенные последовательно второй элемент задержки и инвертор подключены соответственно к первому и второму входам элемента И.
2. 3.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что блок фиксации момента начала установившегос  процесса содержит соединенные последовательно выпр митель, фильтр, блок дифференцировани  и триггер Шмитта, выход которого  вл етс  выходом блока фиксации момента начала
3. 71

   установившегос  процесса, а его вхо дом  вл етс  вход выпр мител .

   А. Преобразователь по п. 1, от личающийс  тем, что каждый замыкатель выполнен в виде двух встречно-параллельно включенных тиристоров .

   5. Преобразователь по п. 1, от личающийс  тем, что блок управлени  содержит трансформатор с п тью вторичными обмотками, п ть выпр мительных мостов с фильтрами на их выходах, п ть ключей, триггер и три конденсатора, причем выводы каждой из четырех вторичных обмоток соединены с входами соответствующих выпр мительных мостов, выходы которых через последовательно соединенные фильтры нижних частот и ключи соединены с соответствующими выхода

   й

   f6(f8)

   К 6л.6

   К В Л. 7

   10

   70579

   ми блока управлени , управл емые входы первого и второго ключей соединены с перньг выходом триггера, а управл емые входы третьего и четвер- того ключей соединены с вторым выходом триггера, первый вход которого через последовательно соединенные

   - первый конденсатор, п тый ключ и

   п тый фильтр соединен с потенциальным выходом выпр мительного моста, входы которого подключены к выводам п той вторичной обмотки, второй выход п того фильтра нижних частот соединен с общим проводом, первые выводы второго и третьего конденсаторов подключены соответственно к первому и второму входам триггера, а вторые выводы упом нутых конденсаторов  вл ютс  соответственно первым и вторым входами блока управлени .

   15

   20

   f5(7)

   617}

   фиг. 2

   Фиг. 3

   Фиг.

   Фиг.5