Измерительный преобразователь тока линий электропередачи сверхвысокого напряжения Советский патент 1987 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в качестве измерительного преобразователя неременного тока в устройствах релейной запреты и автоматики электрических систем сверхвысокого напряжения.

Цель изобретения - повышение точности измерений и снижение потребляе мой мощности за счет непосредственной коммутации вторичного переменного тока измерительного трансформатора тока, снижения частоты коммутации и исключения балластного резистора в Измерительной цепи.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого преобразователя .

Преобразователь содержит расположенный на фазе 1 линии электропередачи измерительный трансформатор 2 тока и блок 3 коммутации, выполненный в виде четырех полностью управляемых ключей: переменного тока, каждый из которых может быть выполнен например в виде мостового выпрямителя 4, выход которого подключен к силовому транзистору 5. Ключи переменного то- ка соединены в мост, причем к одной его диагонали подключена вторичная обмотка измерительного трансформатора 2 тока, а в другую диагональ моста включена первичная обмотка повы- тающего трансформатора 6, вторичная обмотка которого через конденсаторы 7 подключена к первичной обмотке понижающего трансформатора 8. вывод вторичной обмотки повышающего трансформатора 6 соединен с контролируемой фазой 1 линии электропередачи, а средний вывод первичной об-, мотки понижающего трансформатора В заземлен. Вторичная обмотка повьшаю- 1цего трансформатора 6, конденсаторы 7 и первичная обмотка понижающего трансформатора 8 образуют ег остный канал связи. В цепь вторичной обмотки понижающего трансформатора включена измерительная цепь с нагрузкой 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Ток, протекающий-по фазе I линии электропередачи, вызывает появле ше тока во вторичной обмотке измерительного трансформатора 2 тока, который через блок 3 коммутации поступает в первичную обмотку повтзшающего транс

0.

5

форматора 6. Управление транзисторами 5 ключей переменного тока блока 3 коммутации осуществляют переменным напряжением прямоугольной формы с равной длительностью полупериодов, причем эти управляющие транзисторами 5 ключей переменного тока сигналы сфазированы таким образом, что в каждый полупериод в проводящем состоянии находятся два : ранзистора 5 ключей переменного тока, образующих противоположные плечи моста блока 3 коммутации, а два других транзистора 5 остальных двух ключей переменного тока находятся в непроводящем состоянии.

. Таким образом, первичная обмотка повышающего трансформатора 6 каждый полулериод оказывается подключенной к вторичной обмотке измерительного трансформатора тока, а полярность ее подключения изменяется на противопо- в каждый полупериод. При этом напряжение, прикладьшаемое к первичной обмотке повьма ощего трансформатора 6, имеет частоту, равную частоте переключения ключей переменного тока блока 3 коммутации., и про модулировано по амплитуде переменной составляющей, пропорциональной току,- протекающему по фазе 1 линии, электропередачи. Указанное напряжение по емкостному каналу связи, образованному вторич- 2 ной обмоткой повышающего трансформатора 6, ковденсаторами 7 и первичной обмоткой понижающего трансформатора 8, трансформируется во вторичную обмотку по1-шжающего трансформатора 0 8, что вызьшает протекание тока через измерительную цепь с нагрузкой 9 . Для уменьшения иесимметрии работы трансформаторов 6 и 8 средний вывод вторичной обмотки повышающего транс- 5 форматора б находится под потенциа-. лом фазы линии электропередачи, а средний вьшод первичной обмотки понижающего трансформатора 8 под потенциалом земли. При этом магнитные потоки, создаваемые током, протекающим от фазы 1 линии электропередачи по полуобмоткам трансформаторов 6 и В и через когщенсаторы 7 к земле, равны и направлены встречно, т.е, не .оказы- 5 вают влияния на ре;жим работы повьш1аю- щего 6 и понижающего 8 трансформаторов. При выборе частоты к оммутации ключей переменного тока блока 3 коммутации значительно выше промыпшен0

0

ной частоты переменного тока форма тока через первичную обмотку повьшаю- щего трансформатора 6 приближается к прямоугольной, .а его-амплитуда пропорциональна мгновенному значению то

ка, протекающему.в контролируемой фазе линии электропередачи. Аналогичную форму и амплитуду имеет ток, протекающий через нагрузку 9 измеритель- ной цепи, подключенной к вторичной обмотке понижающего трансформатора 8.

Исключение вьтрямителя, установленного в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора 2 тока, и непосредственное осзш1ествление коммутации вторичного переменного тока измерительного трансформатора тока 2 блоком 3 коммутации, выполненного с помощью соединенных в мост ключей пе- ременного .тока, устраняют возможность протекания тока помимо цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора 2 тока. За счет этого повьшается точность.измерения и. ис- ключается необходимость введения до- полнительного балластного резистора в измерц,тельную цепь с нагрузкой 9, что снижает мощность, потребляемую от измерительного трансф ррматора 2 тока- и соответственно от лиьши электропередачи. Кроме того, поскольку в предложенном устройстве не требуется вьшолнения условия

2

Т) ь-

н 4C.f

где S. - сопротивление нагрузки 9;

-коэффициент трансформации трансформатора 8;

-емкость конденсаторов 7 емкостного канала связи;

Редактор О.Головач

Составитель С.Вейский Техред М.Дидык

Заказ 5993/44

Тираж 730 Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, РаушскАя наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. йроектная, 4

15 о 5 о о

5

0

г - частота комьгутации ключей блока 3 коммутации, частота f коммутации может быть существенно снижена, что также повышает точность измерений за счет снижения влияния паразитных параметров элементов устройства, например собственных емкостей обмоток трансформаторов , инерционности ключей блока коммутации.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь тока линий электропередачи сверхвысокого напряжения, содержащий измеритель- ньй трансформатор ток а, расположенный на контролируемой фазе линии, блок коммутации, повьшающий и понижающий трансформаторы, первый из которых включен на выходе блока коммутации, а второй соединен с нагрузкой измерительной цепи, емко стный канал связи, состоящий из двух конденсаторов, размещенных между трансформаторами, причем средний вывод вто- . ричной обмотки первого трансформатора соединен с контролируемой фазой линии электропередачи, а средний вывод первичной обмотки второго трансформатора заземлен, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сн1-1жения потребляемой мощности, блок коммутации вьшолнен в виде четырех ключей переменного тока, соединенных в мост, к выводам одной диагонали которого подключена вторичная обмотка измерительного трансформатора тока, а к выводам другой его диагонали подсоединена первичная обмотка первого трансформатора.

Корректор М.Шароши

Измерительный-преобразователь тока (ИПТ) линий электропередачи сверхвысокого напряжения может быть иснользован в устройствах релейно и автоматики электрических систем сверхвысокого напряжения. Он содержит измерительный трансформатор (Т) 2 тока, блок 3 коммутации, выполненный в виде четырех полностью управляемых ключей переменного тока, каждый из которых может быть, выполнен, например, в виде мостового выпрямителя 4 с силовым транзистором 5, повышающий Т 6, конденсаторы 7, noroi- жающий Т 8, нагрузку 9. ИПТ имеет повышенную точность измерений и сниженную потребляемую мощность, i ил. с ю