UA112103C2

UA112103C2 - CAPACITY VOLTAGE CONVERTER

Info

Publication number: UA112103C2
Application number: UAA201408724A
Authority: UA
Inventors: Володимир Олександрович Бржезицький; Ярослав Олександрович Гаран; Микола Юрійович Лапоша
Original assignee: Національний Технічний Університет України "Київський Політехнічний Інститут"
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-07-25

Abstract

Винахід належить до галузі електротехніки, зокрема до пристроїв масштабного перетворення високої напруги, та може бути використаний в електричних мережах загального користування та промислових підприємств. Ємнісний перетворювач напруги містить ємнісний подільник напруги, що має вхідне коло та вихідне коло, паралельно якому приєднується додатковий подільник напруги, що складається з високовольтного плеча та низьковольтного плеча, на вихід якого приєднаний блок цифрового перетворення та передачі сигналу, що здійснює передачу даних у систему обробки інформації. Новим є те, що паралельно вихідному колу ємнісного подільника напруги, приєднується додатковий подільник напруги, на вихід якого приєднаний блок цифрового перетворення та передачі сигналу, який виконує передачу даних у систему обробки інформації. Використання ємнісного перетворювача напруги запобігає виникненню ферорезонансу та інтегрує ємнісний перетворювач напруги до цифрових систем аналізу та обробки даних на високовольтних енергетичних об'єктах.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular large-scale high-voltage conversion devices, and can be used in electrical networks of general use and industrial enterprises. A capacitive voltage converter comprises a capacitive voltage divider having an input circuit and an output circuit, in parallel to which an additional voltage divider consisting of a high-voltage arm and a low-voltage arm is connected to the output of which is connected a digital conversion and signal transmission unit transmitting data to the processing system information. What is new is that, parallel to the output circuit of the capacitive voltage divider, an additional voltage divider is connected to the output of which is connected a digital conversion and signal transmission unit that performs data transmission to the information processing system. The use of a capacitive voltage converter prevents the occurrence of ferroresonance and integrates a capacitive voltage converter with digital systems for data analysis and processing at high-voltage energy objects.

Description

Винахід належить до галузі електротехнікию, зокрема до пристроїв масштабного перетворення високої напруги, та може бути використаний в електричних мережах загального користування та промислових підприємств.The invention belongs to the field of electrical engineering, in particular to devices of large-scale transformation of high voltage, and can be used in electric networks of public use and industrial enterprises.

Відомий ємнісний трансформатор напруги (1), що містить ємнісний подільник напруги, до вихідного кола якого приєднано послідовно з'єднані компенсуючий реактор та первинна обмотка проміжного трансформатора, до вторинної обмотки якого підключена первинна обмотка регулювального трансформатора, а також декадний перемикач, який підключений до відводів його вторинної обмотки.A known capacitive voltage transformer (1) containing a capacitive voltage divider, to the output circuit of which is connected a series-connected compensating reactor and the primary winding of the intermediate transformer, to the secondary winding of which the primary winding of the regulating transformer is connected, as well as a decade switch, which is connected to the taps of its secondary winding.

Недоліками відомого ємнісного трансформатора напруги є: - нерівномірність амплітудно-частотних характеристик, яка перешкоджає достовірному вимірюванню процентного вмісту вищих гармонік в кривій первинній напрузі, що необхідно для аналізу якості електроенергії. Ця нерівномірність викликана наявністю в електромагнітному пристрої компенсуючого реактора, який налаштовується в резонанс з ємністю подільника тільки на основній частоті 50 Гц. На вищих гармоніках компенсація порушується.The disadvantages of the known capacitive voltage transformer are: - unevenness of the amplitude-frequency characteristics, which prevents reliable measurement of the percentage of higher harmonics in the primary voltage curve, which is necessary for the analysis of the quality of electricity. This unevenness is caused by the presence of a compensating reactor in the electromagnetic device, which is tuned into resonance with the capacity of the divider only at the main frequency of 50 Hz. At higher harmonics, the compensation is broken.

Як найближчий аналог прийнятий ємнісний трансформатор напруги |2), який містить ємнісний подільник напруги, до вихідного кола якого паралельно приєднані індукційний (електромагнітний) трансформатор напруги та запобіжник від перенапруг.As the closest analogue, a capacitive voltage transformer |2) is adopted, which contains a capacitive voltage divider, to the output circuit of which an induction (electromagnetic) voltage transformer and a surge protector are connected in parallel.

Недоліками найближчого аналога є: - індуктивність електромагнітного трансформатора напруги, що входить до складу ємнісного трансформатора напруги, яка значно більша його активного опору та має нелінійний характер залежності від прикладеної напруги, внаслідок чого при взаємодії з елементами відкритого розподільного пристрою або лінії електропередачі, може викликати ферорезонанс зі значним підвищенням напруги у вихідному колі, що призводить до спотворення вихідної напруги ємнісного трансформатора напруги та може призвести до його аварії.The disadvantages of the closest analogue are: - the inductance of the electromagnetic voltage transformer, which is part of the capacitive voltage transformer, which is much larger than its active resistance and has a non-linear nature of dependence on the applied voltage, as a result of which, when interacting with elements of an open switchgear or power transmission line, it can cause ferroresonance with a significant increase in voltage in the output circuit, which leads to distortion of the output voltage of the capacitive voltage transformer and can lead to its breakdown.

В основу винаходу поставлено задачу підвищення точності та якості масштабного перетворення вхідної високої напруги, а також забезпечення стабільності масштабного перетворення в розширеному діапазоні частот за рахунок заміни електромагнітного трансформатора напруги в ємнісному трансформаторі напруги додатковим подільником напруги.The invention is based on the task of increasing the accuracy and quality of large-scale conversion of input high voltage, as well as ensuring the stability of large-scale conversion in an extended frequency range by replacing the electromagnetic voltage transformer in the capacitive voltage transformer with an additional voltage divider.

Зо Поставлена задача вирішується тим, що в ємнісному перетворювачі напруги, що містить ємнісний подільник напруги, згідно з запропонованим винаходом, новим є те, що паралельно вихідному колу ємнісного подільника напруги приєднується додатковий подільник напруги, на вихід якого приєднаний блок цифрового перетворення та передачі сигналу, який здійснює передачу даних у систему обробки інформації.The problem is solved by the fact that in a capacitive voltage converter containing a capacitive voltage divider, according to the proposed invention, the new thing is that an additional voltage divider is connected parallel to the output circuit of the capacitive voltage divider, the output of which is connected to a digital conversion and signal transmission unit, which transmits data to the information processing system.

Суть винаходу, що пропонується, пояснюється кресленням, де зображено схему ємнісного перетворювача напруги, Ємнісний перетворювач напруги містить ємнісний подільник напруги 1, що має вхідне коло "7! та вихідне коло 72, паралельно якому приєднується додатковий подільник напруги 2, що складається з високовольтного плеча НЕ та низьковольтного плеча 22 ; на вихід якого приєднаний блок цифрового перетворення та передачі сигналу (БЦППС) 3, який здійснює передачу даних у систему обробки інформації (СОЇ) 4.The essence of the proposed invention is explained by the drawing, which shows the circuit of the capacitive voltage converter. The capacitive voltage converter contains a capacitive voltage divider 1, which has an input circuit "7! and an output circuit 72, which is connected in parallel with an additional voltage divider 2, consisting of a high-voltage arm NE and low-voltage arm 22, the output of which is connected to the digital conversion and signal transmission unit (BCPPS) 3, which transmits data to the information processing system (ISI) 4.

Принцип дії ємнісного перетворювача напруги полягає у перетворенні струму, який протікає крізь вхідне та вихідне кола перетворювача напруги, у вихідну напругу на виході додаткового подільника напруги, що приєднаний до вихідного кола ємнісного подільника напруги, яка перетворюється за допомогою блока цифрового перетворення та передачі аналогового сигналу в цифровий сигнал, що може бути в подальшому інтегрований відповідними засобами цифрової системи аналізу та обробки інформації. Завдяки відсутності індуктивної складової струму у вихідному колі ємнісного перетворювача напруги він набуває здатність масштабно перетворювати високу напругу у розширеному діапазоні частот.The principle of operation of the capacitive voltage converter is to convert the current that flows through the input and output circuits of the voltage converter into the output voltage at the output of the additional voltage divider connected to the output circuit of the capacitive voltage divider, which is converted by means of a digital conversion unit and analog signal transmission into a digital signal that can be further integrated by appropriate means of a digital system of information analysis and processing. Due to the absence of an inductive component of the current in the output circuit of the capacitive voltage converter, it acquires the ability to convert high voltage on a large scale in an extended frequency range.

Використання ємнісного перетворювача напруги дозволяє запобігти виникненню ферорезонансу та інтегрувати ємнісний перетворювач напруги до цифрових систем аналізу та обробки даних на високовольтних енергетичних об'єктах.The use of a capacitive voltage converter makes it possible to prevent the occurrence of ferroresonance and to integrate the capacitive voltage converter into digital systems of data analysis and processing at high-voltage power facilities.

Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СССР Мо 1453461, МПК НОТЕ40/04, 23.01.89. 2. Патент США Мо 6727791, МПК НОТЕ21/02, 27.04.2004.Sources of information: 1. Author's certificate of the USSR Mo 1453461, IPC NOTE40/04, 23.01.89. 2. US Patent No. 6727791, IPC NOTE21/02, 04/27/2004.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION Capacitive voltage converter containing a capacitive voltage divider, which is characterized by the fact that an additional voltage divider is connected parallel to the output circuit of the capacitive voltage divider, the output of which is connected to the unit of digital conversion and signal transmission, the output of which is connected to the information processing system. and I I with and and ! ; (With ; And Her 3 y !! 7 and y y and How ; y І AT ke el х tuf usya ryk E pa pt u E Е | | І Ka BIS Z s. ! ШЭ y 77 Щі Шти о: slya voza kkkvnynik kny niny: where are the peasants penya chntnya

Fig.