SU789771A1 - Способ дл измерени посто нной составл ющей переменного тока и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерени м , в частности предназначено дл  фиксации и измерени  посто нной составл ющей в переменном токе, например в токе источников питающих различные преобразователи, в элементах систем переменного тока в установившихс  и переходных режимах.

Известны способы измерени  посто нных составл ющих в переменном токе, основанные на измерении изменений индуктивности одной из обмоток ферромагнитного трансформатора при пропускании посто нного тока по другой его обмотке 1.

Однако этот способ может использоватьс  только дл  определени  величины посто нной составл ющей тока утечки в подшипниках крупных электрических машин.

Известно устройство дл  измерени  переменной и посто нной составл ющих тока высокого напр жени  на лини х совместной передачи, реализующее способ,основанный на преобразовании измер емого тока линии магнито-модул ционными датчиками с измерительной двухканальной схемой, канал которой , предназначенный дл  выделени  посто нной составл ющей, собран на фильтре второй гармоники 2.

Этот способ применим только дл  линии совместной передачи и обладает 5 низкой точностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ дл  измерени  посто нной составtO л ющей переменного тока, основанный на трансформации измер емого синусоидального первичного тока с помощью линейного трансформатора тока, имеющего одну первичную и одну вторичную

15 обмотку и работающего на нелинейную нагрузку, по форме вторичного тока в которой суд т ,о первичном токе D1.

20 Однако трансформаци  измер емого синусоидального первичного тока во вторичную цепь, содержащую нелинейную нагрузку, затрудн ет получение достоверной информации о величине

25 посто нной составл ющей, содержащейс  в первичном токе, из-за трудностей в оценке изменений вторичного тока, соответствующих данному значению величины посто нной составл ющей,

30 содержсццейс  в первичном токе. Цель изобретени  - повышение точности измерени  посто нной составл ющей переменного тока. Поставленна  цель достигаетс  тем что в способе измерени  посто нной составл ющей переменного тока, основанном на трансформировании его в нелинейную форму и оценке формы полу ченного тока, трансформируют отдельно положительные и отрицательные полуволны контролируемого тока,выдел ют равные по площади части этих полуволн и, сравнива  их по форме, определ ют величину посто нной составл ющей . Дл  реализации указанного способа b устройстве, содержащем ферромагнитный трансформатор тока, нагрузку и нелинейные элементы односторонней проводимости, например, последовательно соединенные диод и стабилитро трансформатор тока выполнен с двум  вторичными обмотками, одни выводы которых соединены со своими нелинейными элементами, вторые выводы соединены между собой и с нагрузкой, котора  своим вторым выводом соединена с общим выводом нелинейных элементов обеих обмоток. На фиг. 1 приведен пример устройства , реализующего способ; на фиг. 2 - характеристика намагничивани ; на фиг. 3 - график измер емого тока, содержащего посто нную составл ющую . Устройство состоит из трансформатора 1 тока, имеющего одну первичную 2 и две вторичные обмотки 3 и 4 подключенные через нелинейные элементы 5-8 противоположной пол рности к активной нагрузке 9. В качестве нелинейных элементов 5-8 могут быть использованы, напри . мер, стабилитрон и диод. Во многих случа х можно обойтись и без стабилитрона , роль которого будет выполн ть диод, пропускающий ток в пр мо направлении, при этом роль напр жен стабилизации стабилитрона выполн ет пр мое падение напр жени  на диоде. Рассмотрим вначале работу устрой ства при закороченных нелинейных эл ментах 6, 8 и 5, 7, т.е. таких, в которых пр мое .сопротивление равно нулю, а обратное бесконечно велико. Во врем  работы на линейном участке характеристики (фиг.2) в пределах (-4 ) - (Ч ) .например, при положительной полуволне измер емого тока, вторичный ток полностью повтор ет первичный (незначительной разницей меаду ними, равной току на магничивани  на этом интервале рабо ты устройства пренебрегаем). Таким образом, на участке (фиг.З 0-t, вторичный ток протекает.по вторичной обмотке 3. В момент t происходит насыщение сердечника и вторичный ток становитс  равным нулю. Площадь S . 24-5, где К„-- активна  нагрузка 9. После момента t до момента t, весь первичный ток  вл етс  током намагничивани  и работа устройства происходит на горизонтальном участке кривой намагничивани . В момент t , после изменени  пол рности первичного тока,вступает в работу друга  вторична  обмотка 4 и на участке оп ть происходит трансформаци  первичного тока. В момент t сердечник вновь насыщаетс  и вторичный ток становитс  равным 0. Площадь Так как S S , то в цепи нагрузки (Кц)никакой посто нной составл ющей протекать не будет. Хот  площади S ч S. оказываютс  одинаковыми, форма площадок 5 и $2 различна. S - составл юща  большей полуволне первичного тока имеет узкое основание (0-t) и значительную высоту, в то врем  как S. - соответствующа  меньшей полуволне вторичного тока имеет широкое основание (t, -t ) и небольшую высоту. Это различие в формах вторичнрго тока (или в некотором масштабе напр жени  на нагрузке) определ етс  только наличием посто нной составл ющей в первичном токе. При -1(0, формы Sj и 5 будут идентичны (фиг.3). При включении в схему элементов 6 и 8 (которые до сих пор предполагали закороченными), работа устроит ства будет происходить подобным же образом, но вольтсекундные площади, ограниченные моментами насыщени ,уже не будут равны. Это объ сн етс  тем, что теперь из напр жени  на нагрузке .(в некотором масштабе это заштрихованные площадки 5 и S,j на фиг.З) в течение прохождени  ISTOричного тока вычитаетс  напр жение стабилитрона. Но так как длительность импульсов вторичного тока различной пол рности разна  0-t , не равно .,-., то и вольтсекундные площади, обусловленные прохождением тока через стабилитроны,будут различные.ПоэтоAiy , в результате включени  стабилитронов площади S и 5д уменьшатс  на различную величину, тем большую , чем больша  посто нна  составл юща  содержитс  в первичном токе. Таким образом в сопротивлении активной нагрузки 9 с помощью интегратора , например магнитоэлектрического прибора, может быть измерена посто нна  составл юща  первичного ГОК а. Работа устройства не зависит от числа витков обмоток трансформатора тока.

Claims (3)

1. Способ измерени  посто нной составл ющей переменного тока,основанный на трансформировании его в нелинейную форму и оценке формы полученного тока, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности, трансформируют отдельно положительные и отрицательные полуволны контролируемого тока, выдел ют равные по площади части этих полуволн и, сравнива  их по форме,определ ют величину посто нной составл ющей .

I,

2, Устройство дл  осуществлени  способа по П.1, содержащее ферромагнитный трансформатор тока, нагрузку и нелинейные элементы односторонней проводимости, например, последовательно соединенные диод и стабилитрон, отл ич ающеес  тем, что трансформатор тока выполнен с двум  вторичными обмоткг ш, одни выводы которых соединены со своими нелинейными элементами, вторые выводы соединены между собой и с нагрузкой, котора  своим вторым выводом соединена с общим выводом нелинейных элементов обеих обмоток.

5

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 205944, кл. G 01 R 19/26, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 1 127745, кл. G 01 R 19/16, 1959.

0

3.Казанский В.Е. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. М., Энерги , 1969, с. 50-51.