SU758275A1

SU758275A1 - Устройство для измерения тока в переходных режимах 1

Info

Publication number: SU758275A1
Application number: SU782582638A
Authority: SU
Inventors: Boris G Stroganov; Aleksandr A Chunikhin
Original assignee: Mo Energeticheskij Institut
Priority date: 1978-02-22
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1980-08-23

Description

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, к аппаратам высокого напряжении.

Известны устройства для измерения тока в переходных режимах, содержащие первичную обмотку в виде шины, проходящей через окно . ферромагнитного сердечника, выполненного с ⁵воздушными зазорами и на который намотаны _ вторичная и вспомогательная обмотки [ΐί· В цепт вспомогательной обмотки включена емкость,· настраиваемая в резонанс с индуктивностью намагничивания трансформатора тока. .........

Однако указанная компенсация эффективна только в случае линейности трансформатора тока (т. е. когда индуктивность намагничивания: ,5

постоянна и не зависит от величины первичного тока). Для обеспечения такого линейного режима работы трансформатора тока в мрщ^

ных генераторов необходимо эначительно увелй^;чивать сечение ферромагнитного сердечника. Снитко жение до максимальной величины магнитной индукции за счет увеличения воздушного зазора ограничено требованиями допустимой токовой и угловой погрешностей. ~ “

' .....2

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электронное устройство дай измерения тока, содержащее первичную обмотку в виде шины, проходящей через окно ферромагнитного сердечника, выполненного с воздушным зазором, внутри которого расположен датчик Холла, вторичную обмотку, намотанную иа ферромагнитный сердечник, и блок питания [21. В этом трансформаторе тока погрешность измерения компенсируется за счет того, что с помощью датчика Холла и усилителя ко вторичному току добавляется величина, пропорциональная току намагничивания (которая как раз и измеряется датчиком Холла).

Основным недостатком этого трансформатора тока является то, что к погрешности измерения добавляется погрешность, вносимая датчи'кбм ’Холла и усилителем. Причем характеристики датчиков Холла отличаются низкой стабильностью и имеют сильную температурную зависимость. Поэтому несмотря на компенсацию погрешности трансформатора тока, вносимой токами намагничивания, данный трансформатор

3 758275

не позволяет обеспечить необходимую для практики точность измерений. При этом повышение требований по точности к датчику Холла й усилителю приводит к значительному усложнению конструкции, увеличению габаритов $ и веса.

Другим недостатком является низкая помехоустойчивость от сторонних магнитных полей.

Это связано с тем, что сторонние магнитные поля будут создавать в датчике Холла сигнал ю помехи, который, в свою очередь, внесет дополНйтёЛьную погрешность в измерение.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и точности измерений в переходных режимах. 15

Для этого устройство для измерений тока в переходных режимах, содержащее первичную обмотку в виде шины, проходящей через окно ферромагнитного сердечника, выполненного с воздушным зазором, внутри которого располо-' 20 жен датчик Холла, вторичную обмотку, равномерно намотанную на ферромагнитный сердечник, и блок питания, снабжен дополнительным датчиком Холла, равномерно намотанной на сердечник вспомогательной обмоткой и соеди- 25 ненным с ней блоком размагничивания, а ферромагнитный сердечник выполнен с дополнительным воздушным зазором, расположенным симметрично первому зазору и в котором установлен дополнительный датчик Холла, при- зо чем блок размагничивания соединен с обоими датчиками Холла и с блоком Питания, а также снабжен гармоническим фильтром, настроенным на частоту синусоидальной составляющей первичного тока и соединенным с датчиками Хол- ₃₅ла, и усилителем, вход которого соединен с гармоническим фильтром, а выход с вспомогательной обмоткой.

Сущность изобретения · поясняется фиг. 1

и 2. 40

Ферромагнитный сердечник 1 выполнен с воздушными зазорами 2 и 3, внутри которых установлены датчики Холла 4 и 5. Перйичная обмотка 6 представляет собой шину, проходящую через окно ферромагнитного сердечника 1. 45 Вторичная обмотка 7 и вспомогательная обмотка 8 равномерно намотаны на ферромагнитный сердечник 1. Изоляционные слои 9 и 10 изолируют вспомогатель.ную обмотку. 8 соответственно от сердечника 1 и от вторичной обмотки 7. ₅₀Блейк размагничивания 11 (см. фиг. 2) состоит из гармонического фильтра 12 и усилителя 13, питание которого осуществляется блоком питания 14. Вход усилителя 13 соединен с гармоническим фильтром 12, который, в свою очерещ^ соединен через делитель температурной компенсации на активных резисторах 15, 16 и 17 с датчиками Холла 4 и 5. Выход усилителя 13 соединен со вспомогательной обмоткой 8.

Резисторы 15 константановые, с температурным коэффициентом к нулю. Резисторы 17 выполнены из медной проволоки с положительным температурным коэффициентом.Таким образом осуществляется компенсация отрицательного температурного коэффициента датчиков Холла. Управляющий ток на последние подается от блока питания 14. Измерительный шунт 18 включен в цепь вторичной обмотки 7.

Работа устройства измерения тока в переходном режиме происходит следующим образом.

При возникновении в первичном токе постоянной составляющей (например, апериодической составляющей при коротких замыканиях в цепях, мощных генераторов), которая, в свою.очередь;,, приводит к возникновению постоянной составляющей магнитной индукции в ферромагнитном сердечнике 1, на выходе датчиков Холла 4 и 5 появляется напряжение, пропорциональное величине постоянной составляющей. магнитной Индукции в сердечнике 1, содержащее пульсации с частотой синусоидальной составляющей первичного тока. Это напряжение подается на блок размагничивания И, который формирует ток вспомогательной обмотки 8 до такой величины, которая обеспечивает компенсацию постоянной составляющей магнитной индукции в ферромагнитном сердечнике 1.

Указанные выше синусоидальные пульсации снимаются гармоническим фильтром 12. Параметры усилителя 13 выбираются так, чтобы при любых возможных значениях постоянной составляющей магнитной индукции (или при апериодическом характере ее изменения) обеспечивалась полная ее компенсация. Точность ' компенсации может быть, по крайней мере, на порядок, ниже точности измерений. При этом, благодаря сравнительно низким требованиям, предъявляемым к датчикам Холла и усилителю, становится возможным практическое осуществление трансформатора тока с использованием датчиков Холла и высокой точности измерений в переходных режимах (например, при обеспечении погрешности измерений не более 0,2%, допустимая погрешность компенсации не более 5%).

I

Claims

Формула изобретения

1. Устройство для измерения тока в переходных режимах, содержащее первичную обмотку в виде шины, проходящей через окно ферромагнитного сердечника, выполненного с воздушным зазором, внутри которого расположен датчик Холла, вторичную обмотку, равномерно намотанную на ферромагнитный сердечник и блок питания, отличающееся тем.

758275

что , с целью повышения помехоустойчивости" и точности измерении в переходных режимах, он снабжен дополнительным датчиком Холла, равномерно намотанной на ферромагнитный сердечник вспомогательной обмоткой, и соединенным

с ней блоком размагничивания, а ферромагнитный сердечник выполнен с дополнительным воз-