УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ТРЕХФАЗНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК G01R35/00 

Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью, используемых при коммерческом учете электроэнергии.

Известно устройство для поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения, содержащее источник трехфазной системы напряжений, эталонный однофазный измерительный трансформатор напряжения, который подключается в процессе поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения к фазам АВ, ВС и СА, устройство сравнения, один из входов которого подключен ко вторичной обмотке эталонного однофазного измерительного трансформатора напряжения, а другой вход последовательно подключается ко вторичным обмоткам ab, bc и са поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения, нагрузочные резисторы и средства измерений, которые подключены ко вторичным обмоткам поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения [1]. Недостаток этого устройства заключается в необходимости проведения периодической поверки эталонного однофазного измерительного трансформатора напряжения в органах Госстандарта, что приводит к дополнительным финансовым затратам в процессе эксплуатации.

Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство (прототип) для поверки однофазных измерительных трансформаторов напряжения и трехфазных измерительных трансформаторов напряжения в сетях с заземленной нейтралью, содержащее высоковольтный емкостный делитель напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных конденсаторов с системой экранов, с возможностью замыкания накоротко части конденсаторов измерительной и экранирующих цепей, компаратор тока и нулевой индикатор [2]. Недостаток этого устройства (прототипа) заключается в невозможности поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью с возможностью автономного поддержания единства измерений в процессе эксплуатации за счет встроенных средств самоповерки.

Эта задача решена в результате того, что в устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения, содержащее высоковольтный емкостный делитель напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных конденсаторов с системой экранов, с возможностью замыкания накоротко части конденсаторов измерительной и экранирующих цепей, компаратор тока и нулевой индикатор, согласно предлагаемому изобретению дополнительно введены симметричные высоковольтные емкостные делители напряжения в цепи обмотки первого плеча компаратора тока, параллельно соединенные конденсаторы постоянной и переменной емкости в цепи обмотки второго плеча компаратора тока и резисторы в цепи обмотки для определения угловой погрешности трехфазных измерительных трансформаторов напряжения компаратора тока, при этом высоковольтные электроды симметричных высоковольтных емкостных делителей напряжения присоединены к двум фазам первичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения, низковольтный электрод первого симметричного высоковольтного емкостного делителя напряжения присоединен к незаземленному выводу обмотки первого плеча компаратора тока, а низковольтный электрод второго симметричного высоковольтного емкостного делителя напряжения - к заземленному выводу обмотки первого плеча компаратора тока, параллельно соединенные конденсаторы постоянной и переменной емкости и резисторы присоединены к двум фазам вторичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения, при этом одна пара конденсаторов присоединена к незаземленному выводу, а другая пара конденсаторов - к заземленному выводу обмотки второго плеча компаратора тока, и один резистор присоединен к незаземленному выводу, а другой резистор - к заземленному выводу обмотки для определения угловой погрешности трехфазных измерительных трансформаторов напряжения компаратора тока.

Возможность поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения обеспечивается тем, что в устройстве высоковольтные емкостные делители напряжения емкости в цепи обмотки первого плеча компаратора тока, параллельно соединенные конденсаторы постоянной и переменной емкости в цепи обмотки второго плеча компаратора тока и резисторы в цепи обмотки для определения угловой погрешности трехфазных измерительных трансформаторов напряжения компаратора тока выполнены симметричными.

На чертеже приведена схема устройства для поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения.

Устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения содержит компаратор тока 1, симметричные высоковольтные емкостные делители напряжения 2, 3, поверяемый измерительный трансформатор напряжения 4 с резистивно-индуктивной нагрузкой 5, нулевой индикатор 6 и источник трехфазной системы напряжений 7. Компаратор тока 1 выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования; первое плечо 8 компаратора тока 1 выполнено однодекадным и подключено к низковольтному электроду высоковольтного емкостного делителя напряжения 2, второе плечо 9 компаратора тока 1 выполнено многодекадным и подключено через многокаскадный делитель тока (на схеме не показан) и параллельно соединенные конденсаторы постоянной 10 и переменной 11 емкости к фазе "а" вторичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения 4, а заземленная средняя точка - к низковольтному электроду высоковольтного емкостного делителя напряжения 3 и через параллельно соединенные конденсаторы постоянной 12 и переменной 13 емкости к фазе "b" вторичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения 4. Обмотка 14 для определения угловой погрешности трехфазных измерительных трансформаторов напряжения через резистор 15 подключена к фазе "а" вторичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения 4, а заземленная средняя точка через резистор 16 подключена к фазе "b" вторичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения 4. Индикаторная обмотка 17 подключена к нулевому индикатору 5. Высоковольтные электроды симметричных высоковольтных емкостных делителей напряжения 2 и 3 присоединены соответственно к фазам "А" и "В" первичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения 4. Симметричные высоковольтные емкостные делители напряжения 2 и 3 содержат соответственно высоковольтные плечи 18, 19, замыкаемые части конденсаторов 20, 21 и низковольтные плечи в виде параллельно соединенных конденсаторов постоянной 22, 23 и переменной 24, 25 емкости. Для коммутации элементов симметричных высоковольтных емкостных делителей напряжения 2, 3 предусмотрены переключатели 26, 27, 28, 29, 30, 31 (на схеме указанные переключатели показаны условно, в реальном устройстве переключение элементов делителя осуществляется при помощи соединительных кабелей). Для изменения числа апмервитков обмоток компаратора токов 1 предусмотрены декадные переключатели 32, 33, 34.

Работа устройства для поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения заключается в следующем.

Перед операцией поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения производится балансировка симметричных высоковольтных емкостных делителей напряжения 2, 3. При этом переключатели 26, 27 устанавливаются в положение "1", а переключатели 28, 29, 30, 31 - в положение "2", и при помощи конденсаторов переменной емкости 24, 25 добиваются минимального показания нулевого индикатора 6. Аналогичным путем производится балансировка плеч компаратора тока 1. При этом переключатели 26, 27 устанавливаются в положение "2", а переключатели 28, 29, 30, 31 - в положение "1". На плечах 8, 9 компаратора токов 1 посредством переключателей 32, 33 выставляются значения, равные единице (μ=1, ρ=1), при этом переключатель 34 должен быть установлен в нулевое положение. Затем при помощи конденсаторов переменной емкости 11, 13 добиваются минимального показания нулевого индикатора 6.

Далее производится измерение коэффициента трансформации поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения и выполняются следующие операции.

На первом этапе переключатели 26, 27 устанавливаются в положение "1", а переключатели 28, 29, 30, 31 - в положение "2". Схема уравновешивается путем регулирования ампер-витков в обмотках плеч 8, 9 и обмотке 14 компаратора тока 1 посредством декадных переключателей 32, 33, 34. Записывается отсчет по шкалам плеча 8, 9 компаратора тока 1 (μ₁, ρ₁).

На втором этапе переключатели 28, 29 устанавливаются в положение "1". Производится уравновешивание схемы путем регулирования ампер-витков в обмотке плеча 9 и записывается отсчет по шкале плеча 9 компаратора тока 1 (ρ₂).

На третьем этапе переключатели 26, 27, 28, 29 устанавливаются в положение "2", а переключатели 30, 31 - в положение "1". Производится уравновешивание схемы путем регулирования ампер-витков в обмотке плеча 9 и записывается отсчет по шкале плеча 9 компаратора тока 1 (ρ₃).

Действительное значение коэффициента трансформации К_4AB поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения по полученным значениям μ, ρ₁, ρ₂, ρ₃ определяется выражением [2, 3]

Аналогично производится определение коэффициентов трансформации фаз "ВС" и "СА".

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает поверку за счет применения в устройстве для поверки трехфазных измерительных трансформаторов напряжения в сетях с изолированной нейтралью симметричных высоковольтных емкостных делителей напряжения. Поскольку симметричные высоковольтные емкостные делители напряжения и компаратор тока выполнены самоповеряемыми [2, 3], то обеспечивается возможность автономного поддержания единства измерений в процессе эксплуатации предлагаемого устройства.

Источники информации

1. ГОСТ 8.216-88 Трансформаторы напряжения. Методика поверки. С.13-15.

2. Нефедьев Д.И. Устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения. Заявка на изобретение №2003124600/28 от 31.07.03 г.

3. Нефедьев Д.И. Устройство для поверки высоковольтных измерительных трансформаторов напряжения. Патент №2086996 на изобретение (Россия). Опубликовано в БИ №22, 1997.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к технике поверки измерительных трансформаторов напряжения. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата введены симметричные высоковольтные емкостные делители напряжения в цепи обмотки первого плеча компаратора тока, параллельно соединенные конденсаторы постоянной и переменной емкости в цепи обмотки второго плеча компаратора тока и резисторы в цепи обмотки для определения угловой погрешности трехфазных измерительных трансформаторов напряжения компаратора тока. При этом высоковольтные электроды симметричных высоковольтных емкостных делителей напряжения присоединены к двум фазам первичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения, низковольтный электрод первого симметричного высоковольтного емкостного делителя напряжения присоединен к незаземленному выводу обмотки первого плеча компаратора тока. 1 ил.

Устройство для поверки измерительных трансформаторов напряжения, содержащее высоковольтный емкостной делитель напряжения, выполненный в виде последовательно соединенных конденсаторов с системой экранов, с возможностью замыкания накоротко части конденсаторов измерительной и экранирующих цепей, компаратор тока, индуктивный делитель напряжения и нулевой индикатор, отличающееся тем, что в него введены симметричные высоковольтные емкостные делители напряжения в цепи обмотки первого плеча компаратора тока, параллельно соединенные конденсаторы постоянной и переменной емкости в цепи обмотки второго плеча компаратора тока и резисторы в цепи обмотки для определения угловой погрешности трехфазных измерительных трансформаторов напряжения компаратора тока, при этом высоковольтные электроды симметричных высоковольтных емкостных делителей напряжения присоединены к двум фазам первичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения, низковольтный электрод первого симметричного высоковольтного емкостного делителя напряжения присоединен к незаземленному выводу обмотки первого плеча компаратора тока, а низковольтный электрод второго симметричного высоковольтного емкостного делителя напряжения - к заземленному выводу обмотки первого плеча компаратора тока, первая пара параллельно соединенных конденсаторов постоянной и переменной емкости в цепи обмотки второго плеча компаратора тока и первый резистор в цепи обмотки для определения угловой погрешности трехфазных измерительных трансформаторов напряжения компаратора тока присоединены посредством индуктивного делителя напряжения к одной из фаз вторичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения, а вторая пара конденсаторов постоянной и переменной емкости и второй резистор - к другой фазе вторичной цепи поверяемого трехфазного измерительного трансформатора напряжения и заземленным выводам соответственно обмотки второго плеча компаратора тока и обмотки для определения угловой погрешности трехфазных измерительных трансформаторов напряжения компаратора тока.