Устройство для определения сопротивления сети Советский патент 1987 года по МПК G01R27/02 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности для онределения сопротивления пеней фаза - фаза и фаза -- ну.чь в сетях с заземленной нейтралью.

Цель изобретения - повышение точности измерения путем учета активной и реактивной составляющей сопротивления сети, повышение быстродействия нутем уменыне- ния времени коммутации и расижрение функциональных возможностей.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство состоит из блока 1 искусственной коммутации, блока 2 управления углом коммутации и блока 3 измерения.

Блок 1 искусственной коммутации состоит ;из выпрямителя из диодов 4-7, служащего для заряда конденсаторов 8 и 9, резистора 10 для ограничения броска тока, силового тиристора 11, по цепи управления которого может разряжаться конденсатор 9, и эталонного сопротивления 12. Ключ 13 имеет два положения: 3 - заряд конденсатора 9 и Р - его разряд.

Блок 2 управления углом ко.ммутации, состоит из диода 14, резистора 15 и стабилитрона 16, служащих для подачи стабили зированного однополярного напряжения на цепь управления. В цепь управления входит ключ управления углом коммутации, который включает в себя транзисторы 17 и 18, и он- тотиристор 19, который служит для электрической развязки силовой цепи и цепи управления.

Резисторы 20-23 служат для регулирования входных и выходных параметров транзисторов и оптотиристора.

Переменное сопротивление 24, которое имеет два фиксированных положения а. и а-, и конденсатор 25 служат для изменения yr.ia коммутации силового тиристора 11.

Блок 3 измерении состоит из запомннаю- Hiero конденсатора 26 и диода 27, который нренятствует разряду конденсатора. Блок содержит также вольтметр 28 для измерения напряжения сети и вольтметр 29 для измерения напряжения, пропорционального полному току замыкания.

Цепь управления онтотиристора 19 6.;io- ка 2 сое. шнена через резистор 23 с одной из обкладок конденсатора 8 блока 1, а си.товая часть этог о оптотиристора с одной CTopOHiii соединена с клеммой Р ключа 13, а с другой стороны - с унравляющим электро.чом сн- лового тиристора 11, а одна из обкладок конденсатора 9 соединена с его базой. Блоки I и 2 имеют обн1ую точку. Питаю- н.1ий трансформатор 30 имеет обмотку низ- KOi O напряжения 90В, которая присоединена к б. юку 2, и обмотку низког о нап|)яжения 15В, присоединенную к блоку 1. Блок 3 измерения включен параллельно этало1П10му сопротивлеиию- 12.

Устройство работает с.тедующим образом.

Выходные клеммы 31 и 32 нодк.тючают к измеряемой сети (фаза (аза или фаза

нуль). Переменное сопротивление 24 ставят в положение Ы . Ключ 13 переводят в положение Р. Прп этом силовой тиристор 1 1 открывается и на эталонном сопротивлении 12 Р. При этом силовой тиристор 11 открывается и на эталонном сопротивлении 12 фиксируют падение напряжения Ui по шкале вольтметра 29. Ключ 13 переводят в по- ложепие 3. Сопротивлеиие 24 ставят в положение а.-2.

0 Измерение U2 производят в той же последовательности, что и U. По вольтметру 28 отсчить вают величину сетевого напряже- пня IJf.

Так как измеренные падения напряжения и, и Uj, пропорциональны полным токам

5 замыкания, то справедливо следующее уравнение:

, „... ,,,ik

V3 V(R -+ R-oM- х |sin((o.i;+ а+ (р,)- sin ((5-фд.)

П) где i - полный ток цепи замыкания;

а-фаза напряжения сети, при которой произошло замыкание. и -- падение напряжения на эталонном сопротивлении:

(p. arctg q, Т„ х,/((,) (R, + R-,)).

0

5

Фаза напряжения сети - это I o; для синусоиды сетевого напряжения, при котором происходит к.з. на эталонное сопротивление, т.е. угол коммутации с(. который за- .аается блоком управлегнш уг/иш комутацин. Фазы возникновения залн-лка.нпя { о;-, и

) выставляются сопротивли-пиом 24 нутем

снятия осциллограмм 1 амряже 1ия

ко.1лектором и эмиттером Т)ан1истора 18.

Амплитуды полн151х i4:K(jB зал1ыкання при

разных фазах позпикновення чамыкан П (ai, а.- представ. leiib в (мелхющнх вы- рах-.ениях (2) н (3):

I, - -iJJ- - -

Uc

Х/Зд/(Н.+ R- )2 +

« ctg p-;qr,) X Р

5.S

Ус

Значение U,, R,, cci, , I i. Г. дает можность репкггь систему уравненич и (3) относительно R, и х,.

Наиболее точное вычисление активного и индуктивиого сопротивления сети можно производить путем пос/юдовательиых итераций с бесконечно малым njaroM.

Для определения активного и иидуктив- ного сонротивлепий сети возможно нриме- непие эмпирических формул (при Ui 380 В, R-. 0,05 Ом, , ).

R, 1,07 ( (-)- мОМ;

X, 1480-1028.77, мОм Ua

где Ui, В - падение папряжения на эталонном сопротивлении Ri по вольтметру 29 при «1 0°. U-), В -- падение папряжения на эталонном сопротивлении Rs по вольтметру 29 при «2 80°.

Формула изобретения

Устройство для определения сопротивления сети, содержащее блок искусственной коммутации, состоящий из .эталонного сопротивления и коммутирующего элемента, блок, измерения, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерения, повышения быстродействия и расширения

функпиональных возможностей, в него введен блок управления углом коммутации, состоящий из последовательно соединенных диода и резистора, паралле,;1ьно которым под ключей стабилитрон, и ключа управления углом коммутации, содержащего последова- те,1ьно соединенные транзисторы и оптоти- рнстор, которые соединены через резисторы, хстановленные в цепях управления транзисторов и оптотиристора, последовательно сое0 динениые переменное сопротивление и конденсатор, подключенные паралле,1ьно стабилитрону, общий вывод которых соединен с базой одного из транзисторов, а в блок искусственной коммутации введен диодный мост, параллельно которому подключены два конденсатора, одна из обкладок второго конденсатора соединена с резистором, третий вывод ключа соединен через силовую цепь оптотиристора с управляющим электродом коммутирующего элемента блока коммута0 НИИ, другая обкладка второго конденсатора соединена с базой коммутирующего э.че- мента, причем цепь у(1рав,тения оптотиристора подключена к выходу диодного моста, который через трансформаторную связь, как и блок управления углом коммутации,

C г.-

имеющий общую точку с блоком коммутации, соединен с выходными к.чеммами устройства, блок измерения подк.чючен параллельно эталонному сопротивлению.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для определения сопротивления цепи фаза - фаза и фаза - нуль в сетях с заземленной нейтралью. Устройство для определения сопротивления сети имеет блок (Б) 1 искусственной коммутации, включающий выпрямитель из диодов 4-7, служащий для заряда конденсаторов 8, 9, резистор (Р) 10 для ограничения броска тока, силовой тиристор 11, эталонное сопротивление 12 и ключ 13; Б 2 управления углом коммутации, включающий диод 14, Р 15, 20-23, стабилитрон 16, транзисторы 17, 18, оптоти- ристор 19, переменное сопротивление 24 и конденсатор 25; Б 3 измерения, включающий запоминающий конденсатор 26, диод 27, вольтметр 29; питающий трансформатор 30, входные клеммы 31, 32 и вольтметр 28 Устройство имеет высокую точность измерения за счет учета активной и реактивной составляющих сопротивления сети, по- выщает быстродействие за счет уменьшения времени коммутации. 1 ил, в сл со ю со со 00