SU966602A1

SU966602A1 - Device for measuring power transmission line currents

Info

Publication number: SU966602A1
Application number: SU813264858A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Александрович Меерович; Виктор Иванович Барышев; Геннадий Хангельдыевич Карабаев
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им.Г.М.Кржижановского
Priority date: 1981-03-25
Filing date: 1981-03-25
Publication date: 1982-10-15

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ(54) DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL TRANSMITTING CURRENT LINES

1one

Изобрегение относитс кэлектроизмерительной технике и предназначено дл использовани при контроле режимов ли:ний электропередач высокого и сверхвысокого напр жени .The image is related to electrical measuring equipment and is intended for use in monitoring modes of high and ultra high voltage power transmissions.

Известно устройство дл токов линий электропередач, вьтолйенное на основе ферритовых концентратов магнитного пол , синтезированных в виде: . ю соосно расположенных стержней, в зазорах между которь1ми размешены преобра зоватепи Холла, соединенные последовательно по выходным цеп м ..15A device for power line currents, based on ferrite magnetic field concentrates synthesized in the form of: there are coaxially arranged rods, in the gaps between which the Hall transforms are placed, connected in series along the output strings .. 15

Недостатки известного устройства определ ютс переменной чувствительностью , обусловленной колебани ми магнитной проницаемости концентраторов магнитного пол при изменени х температуры окружак цей среды, насьпдением ферритов и искажением формй выходных сигналов, а также малой выходной мощностью.The disadvantages of the known device are determined by the variable sensitivity due to magnetic permeability fluctuations of the magnetic field concentrators with changes in temperature around the environment, ferrite propagation and distortion of the output signals, as well as low output power.

Наиболее близким по техническому решению к предложенному вл етс устройство дл измерени токов линий электропередач , содержащее крестообразный ферритовый концентратор магнитного пол с зазором по диагонали, в котором размещен преобразователь Холла, катушку компенсации, расположенную на поперечных стержн х концентратора симметрично отнов тельно его продольной оси, блок автоматического слежени , св занный по входу с преобразователем Холла, а по выходу с катушкой компенсации.The closest to the technical solution proposed is a device for measuring currents of power lines, containing a cross-shaped ferrite magnetic field hub with a diagonal gap, in which the Hall converter is placed, a compensation coil located on the transverse rods of the hub symmetrically with respect to its longitudinal axis, block automatic tracking associated with the input to the Hall converter, and output with the compensation coil.

Указанное устройство, реализующее компенсационный принцип измерени , обладает стабильной чувствительностью в широком диапазоне изменений окружающей температуры и значительной выходной мощностью, поскольку информаци о контролируемом токе линии электропередачи выдаетс в виде тока .катушки компенсации 39 Однако порог чувсгвигельносги известного устройства не вл етс высоким и зависит от угла наклона зазора концентратора к его продольной оси. Кроме того , индуктивность катушки компенсации вызывает запаздывание протекающего по ней тока от сигнала преобразовагел Холла, увеличивающеес пропорционально частоте. Данное обсто тельство отрицательно сказываетс на общем частотном диапазоне полезного сигнала; , Цель изобретени - повышение чувств тельности и расишрение области рабочих частот измерительного усгройсгва. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл измерени тЪков линий элек1ропередач, содержащем kpecTo образны1Г ферритовый концентра юр магнитного пол с зазором по диагонали, в котором размещен преобразователь Холла , катушку компенсации, размещенную на поперечных стержн х концентратора симметрично относительно его продольной оси, блок автоматического слежени , св занный по входу с преобразователем Хол ла, а по выходу - с кэгушкой компенсации , продольные стержни концентратора вьтолнены в виде усеченных конусов с вершинами, обращеннымЕГ к центру, а в блок автоматического слежени введен узел сравнени с установленными на его соответствующих входах предусилителем и резистивным шунтом, причем предусилитель соединен с выходом преобразовател Холла, а резистивный шунт включен в цепь кагугшси компенсации. На чертеже представлена функциональна схема предложенного устройства дл И(ет14врени токов линий электропередач. Устройство содержит крестообразньтй ферритовый концентратор (усилитель) маг нитного пол с продольньши конусообраз ными I и поперечными цилиндрическими 2 стержн ми, преобразователь Холла 3, размещенный в диагональном зазоре кокцентратора , катушку компенсации 4, расположенную на поперечных стержн х 2 симметрично относительно продольной оси концентратора, блок автоматического сле жени 5 с предусилителем 6, резистивным шунтом 7, узлом сравнени 8 и око нечным усилителем 9. Вход предусилител 6 соединен с выходом преобразовател Холла 3, резист вный шунт 7 включен в цепь катушки компенсации 4, котора св зана с выходом оконечного усилител 9. Устройство работает следуюшим образом . 24 Сигнал с выхода преобразовагел Холла 3 после прелв ригельного усилешш предусилигелам 6 поступает узел сравнени 8, где сравкиваегс с напр жением на резистивном шунте 7, характеризук цем величину и фазу тока кагушки компенсации 4. ЕСЛИ скорость изменени компенсирующего тока отличаетс от скорости из- менени выходного сигнала преобразовател Холла 3, магнитное поле в зазоре концентратора оказываетс нескомпенси- рованньш полем катушки 4. В этом случае узел сравнени 8 измен ет величину сигнала на входе оконечного усилител 9 таким рбразом, что на выкоде последнего по вл етс ток, обеспечивающий необходимую компенсацию пол в зазоре до уровн , не превосход щего порога чувствительности устройства. Результирующий ток в катушке компенсации 4 вл етс мерой контролируемого тока линии электропередачи. При вьгаолнении продольных стержней I в виде усеченньрс конусов вершинами к центру коэффициент усилени йол по продольной оси увеличиваетс . Экспериментально усгановлено, что при относительный размерах диаметра вершины, основани и вьюогы продольного сгержн концентратора раввьре соответственно 1,4 и 12 (за единицу вз т диаметр веришны усеченного конуса) при прочих равных услови х коэффициент усилени пол .по продольной оси возврастает в два раза по сравнению с цилиндрическим концентратором , имеющим диаметр равный I. Подобна конструкци предельных стержней I позвол ет скомпенсировать уменьшение чувствительности по продольной оси, вызванное необходимостью выполн ть зазор под углом в 45. Следовательно , снижаетс порог чувствительности всего устройства в целом. Индуктивность катушки компенсации 4 вызывает запаздывание компенсирующего тока по отношению к напр жению на выходе усилител 9. Это запаздывание тем больше, чем больше частота измер емого сигнала и величина индуктивности. Дл измерени последней уменьшать число витков кагушки компенсации 4 нежелательно , поскольку дл получени тех же ампервитков в поперечных стержн х 2 потребуетс большой выходной ток, что в итоге ужесточит требовани к усилителю 9. Узел сравнени 8 сравнивает амплитуды и фазы сигналов, поступаюших от предусилител 6 и резистивного шунта 7, и, .соответственно, управл ет величиной кс эффи1шента усилени усилител 9 и всего блока авгомагического слежени 5, В реаульгаге запаздывание, обусловленное индуктивностью катушки компенсации 4, устран етс , а быстродействие блока 5 увеличиваетс . В конечном счете имеет место существенное расширение области рабочих частот полезного сигнала .The said device, which implements the compensation measurement principle, has a stable sensitivity in a wide range of ambient temperature variations and a significant output power, since the information on the monitored power line current is output as a compensation coil current 39 However, the threshold of the sensing motor of the known device is not high and depends on the angle the slope of the gap hub to its longitudinal axis. In addition, the inductance of the compensation coil causes a delay in the current flowing through it from the signal of the Hall transducer, which increases in proportion to the frequency. This circumstance adversely affects the overall frequency range of the useful signal; The purpose of the invention is to increase the sensitivity and the widening of the range of operating frequencies of the measuring device. The goal is achieved by the fact that, in a device for measuring power transmission lines containing kpecTo, a ferrite concentration of a magnetic field with a gap along the diagonal, which contains a Hall converter, a compensation coil placed on the transverse rods of the concentrator symmetrically relative to its longitudinal axis, is placed; tracking, connected to the input of the Chol la converter, and on the output - to the compensation cap, the longitudinal rods of the concentrator are made in the form of truncated cones with vertices about aschennymEG to the center, and an automatic tracking unit introduced comparing unit mounted with its respective inputs of a preamplifier and a resistive shunt, wherein the preamplifier connected to the output of the Hall transducer, a resistive shunt circuit included in kagugshsi compensation. The drawing shows a functional diagram of the proposed device for AND (et14vreniya power line currents. The device contains a cross-shaped ferrite magnetic field amplifier (amplifier) with a longitudinal cone-shaped I and transverse cylindrical 2 rods, the Hall Converter 3, located in the diagonal gap of the center-concentrator, compensation coil 4, located on transverse rods x 2 symmetrically with respect to the longitudinal axis of the concentrator, automatic trailing unit 5 with preamplifier 6, resistive loop This is connected to the output of the Hall converter 3, the resistor shunt 7 is connected to the compensation coil 4, which is connected to the output of the terminal amplifier 9. The device works as follows. 24 the output of the transforming Hall 3 after the deflection of the latching ampli ﬁ er preamplum 6 enters the comparison node 8, where it compares with the voltage on the resistive shunt 7, characterizing the magnitude and phase of the compensation compensation current 4. IF the rate of change of the compensating current is different From the rate of change of the output signal of the Hall 3 converter, the magnetic field in the concentrator gap is uncompensated by the field of the coil 4. In this case, the comparison node 8 changes the value of the signal at the input of the final amplifier 9 in such a way that current, providing the necessary compensation for the floor in the gap to a level not exceeding the device sensitivity threshold. The resulting current in compensation coil 4 is a measure of the monitored current of the transmission line. When extruding the longitudinal rods I in the form of truncated cones from the vertices towards the center, the gain factor yol along the longitudinal axis increases. It was experimentally established that with the relative sizes of the diameter of the top, base and view of the longitudinal concentric rabbi, respectively, 1.4 and 12 (for one, the truncated cone diameter is taken), other things being equal, the field gain on the longitudinal axis doubles compared with a cylindrical concentrator having a diameter equal to I. A similar design of the limiting rods I makes it possible to compensate for the decrease in sensitivity along the longitudinal axis caused by the need to perform The angle is at an angle of 45. Therefore, the sensitivity threshold of the entire device is reduced. The inductance of compensation coil 4 causes a delay in the compensating current relative to the voltage at the output of amplifier 9. This delay is the greater, the greater the frequency of the measured signal and the value of inductance. To measure the latter, it is undesirable to reduce the number of turns of the compensation plug 4, because a large output current is required to obtain the same twist bars in transverse rods x 2, which ultimately stresses the requirements for amplifier 9. Comparison node 8 compares the amplitudes and phases of the signals from preamplifier 6 and resistive shunt 7, and, respectively, controls the magnitude of the xs of the effective gain of the amplifier 9 and the whole of the angomagic tracking unit 5, In the delay, due to the inductance of the compensation coil 4, n a, and the block 5 is increased speed. In the end, there is a significant expansion of the operating frequency range of the useful signal.

Claims

Invention Formula

A device for measuring power line currents that contains a cross-shaped ferrite magnetic field hub with a diagonal gap in which the Hall transducer is placed, a coil of a commutator located 1sh transverse rods of the hub symmetrically with respect to its longitudinal axis, an automatic tracking unit connected in input with the converter

Hall, and the output - with a compensation coil, characterized in that, in order to increase the sensitivity and expand the range of operating frequencies, the longitudinal rods of the hub are made in the form of truncated cones with vertices facing the center, and a node is compared to the automatic tracking unit the preamplifier and impedance shunt entrances installed on its respective ports, the preamplifier being connected to the output of the Hall s remainder, and the RVE shunt is connected to the compensation coil circuit.

Sources of information taken in the examination during the examination

t, Meerovich E. A., Nazarov ii. A., Karabaev, T. X. and Kokurkin, B. P. [Measurement of the currents of higher vapr zhesh currents by their magnetic fields.] - Elektronchest 1980, no. 7, p. 32-4O.

2. USSR author's certificate N9798602 GDI Л 15/00, 1979.