Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках Советский патент 1988 года по МПК G01R15/04 G01R19/00 

2

со со

00

со со

ZZ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения в электрических сетях высокого напряжения.

Цель изобретения - повышение точности регистрации разности потенциалов между точками измерения, расположенными на то- коведущих частях электроустановок, находящихся под высоким напряжением относительно земли.

На чертеже изображена электрическая схема устройства.

Устройство содержит высоковольтные делители 1 и 2 напряжения, например емкостные. Высоковольтный делитель 1 напряжения имеет высоковольтное плечо 3 и низковольтное плечо 4, а высоковольтный делитель 2 напряжения - высоковольтное плечо 5 и низковольтное плечо 6. К низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения с помощью измерительных кабелей 7 и 8 подключены емкост- но-омические делители 9 и 10 напряжения, состоящие каждый из двух плеч, выполненных в виде / С-цепочек. В делителе 9 напряжения одна . С-цепочка состоит из резистора II и конденсатора 12, другая включает в себя резистор 13 и конденсатор 14, а в делителе 10 напряжения одна / С-цепочка состоит из резистора 15 и конденсатора 16, а другая - из резистора 17 и конденсатора 18. К выходам делителей 9 и 10 напряжения подключены соответственно регистрирующие приборы 19 и 20. Устройство содержит также / С-цепочки 21-25, состоящие соответственно из резистора 26 и конденсатора 27, резистора 28 и конденсатора 29, резистора 30 и конденсатора 31, резистора 32 и конденсатора 33, а также резистора 34 и конденсатора 35.

/ С-цепочки 21 н 22 и соответственно RC- цепочки 23 и 24 соединены последовательно. При этом / С-цепочка 21 другим выводом подключена к жиле измерительного кабеля 7, / С-цепочка 23 - к жиле измерительного кабеля 8, а / С-цепочки 22 и 24 другими выводами соединены с экранами измерительных кабелей 8 и 7 соответственно, причем экраны измерительных кабелей 7 и 8 подключены к точкам заземления низковольтных плеч 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения. / С-цепочка 25 своими выводами подключена к объединенным выводам / С-цепочек 21 и 22 и / С-цепочек 23 и 24, к которым также присоединен регистрирующий прибор. Жилы измерительных кабелей 7 и 8 подключены к низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения через согласующие резисторы 36 и 37 соответственно. В качестве измерительных кабелей 7 и .8 могут быть использованы и симметричные кабели, при этом для подклю- нения их к низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителей I и 2 используют жилы кабелей. Высоковольтные делители 1

s

5

0

0 с 0 5

0

5

и 2 напряжения подключают к точкам 38 и 39 измерения, расположенным на токоведущих частях контролируемой электроустановки, выводами высоковольтных плеч 3 и 5. На чертеже обозначен также регистрирующий прибор 40.

Устройство работает следующим образом.

Для создания условий, обеспечивающих отсутствие амплитудных и фазовых искажений регистрируемых напряжений, постоянные всех / С-цепочек устройства устанавливают равными, т. е. Ci2 / i3-C i4

/ 15-C i6 / 17- 26- С 29

/ зо-Сз1 / з2-С зз / 34-Сз5-Нмпедансы

/ С-цепочек 21-24 выбираютмного больщими импульсов делителей 9 и10 напряжения, т. е.

+

.г,Cl2-C|4 .-,С|6-С|8 . , С|2 С|4

С27 т;---. (

Ь12-|-Ь14L|6-t-C|8С|2 + С|4

С|6-С|8

t.3l С|6-|-С 18

Это требование вызвано тем, что сигнал с выхода одного высоковольтного делителя, например делителя 1 напряжения, не должен попадать на выход другого делителя 2 напряжения, чтобы не вносить погрешность в регистрацию напряжений в точках 38 и 39 измерения, осуществляемую регистрирующими приборами 19 и 20.

В случае, когда напряжения на делителях 9 и 10 напряжения при одном и том же напряжении в точках 38 и 39 не одинаковы, должны быть выполнены соотношения

ЦRjt U .

Rt.R.

Ci Cji

где 6 и t/s - напряжения на делителях 9 и 10 напряжения, подключенных к измерительным кабелям 7 и 8 соответственно при одном и том же напряжении в точках 38 и 39 измерения. Из равенства постоянных времени RC- цепочек вытекает независимость соотношения амплитуд и фаз потенциалов всех узловых точек схемы устройства от частоты регистрируемых напряжений. Поэтому определение напряжения на входе регистрирующего прибора 40, регистрирующего разность потенциалов между точками 38 и 39 измерения, достаточно выполнить лишь для крайних частот и .

Обозначим потенциалы жилы и экрана измерительного кабеля 7 через ф, ф, а потенциалы жилы и экрана измерительного кабеля 8 через фв, фв соответственно. Тогда для потенциалы ф| и ф2 входных зажимов регистрирующего прибора 40 могут быть определены как

.S-V;a+ pfe T.-Bч ф з5ж,+ Р« -5- ----R30 + R32

Учитывая, что

RttRMУ ьRrt Rir Ug

по;1учим соответственно

ф| -jr:j.j(ф7+/(ф8);

.(ф7 + Л:(р8).

Тогда напряжение на входе регистрирующего прибора 40 будет равно

40 ф|-ф2 ф7 -ф7 -/С(ф8 -ф) jl(iJ7-KUs),

где UT и Us - напряжения на делителях 9 и 10 напряжения, подключенных к измерительным кабелям 7 и 8.

Из последнего выражения следует, что напряжение (/40 на входе регистрирующего прибора 40 определяется только разностью напряжений на делителях 9 и 10 напряжения что подтверждает независимость показаний регистрирующего прибора 40 от потенциалов точек заземления высоковольтных делителей I и 2 напряжения, чем и повыщается точность регистрации разности потенциалов между точками 38 и 39 измерения.

Если потенциалы точек 38 и 39 измерения одинаковы и в последнем выражении вместо

//1Т

U7 И и имеем (У и t/g, то ( U4o

7

Ф2-ф2(/С-6 8 -Л:.(/8)0, т. е. напряжение L/40 на входе регистрирующего прибора 40 равно нулю, что и должно иметь место в указанном случае.

Как правило, высоковольтные делители 1 и 2 напряжения одинаковы, т. е. , поэтому напряжение Uw на входе регистрирующего прибора 40 равно U7o-Us). Для получения одного и того

же масщтаба представления регистрируемых напряжений на входах регистрирующих приборов 40, 19 и 20 плечн делителей 9 и 10 напряжения должны быть выбраны так, чтобы на вход регистрирующего прибора 19,

подавалось напряжение, равное -г- UT,

I К.

5

а на вход регистрирующего прибора 20 -- напряжение U. При этом разность

этих напряжений равна -rr iUi-KU), что

соответствует ранее выведенному выражению для напряжения Uw на входе регистрирующего прибора 40 и подтверждает равенство масщтабов представления регист0 рируемых напряжений для всех регистрирующих приборов устройства. / С-цепочка 25 позволяет регулировать уровень напряжения на входе регистрирующего прибора 40.

с Предложенное устройство имеет повы- щенную точность регистрации разности потенциалов между точками измерения, что позволяет получить более точную информацию о работе высоковольтных аппаратов, например выключателей, необходимую для

0 внесения корректив в конструкцию новых выключателей с целью повыщения надежности их работы. Более точная регистрация междуфазовых напряжений, обеспечиваемая предложенным устройством, позволяет более оптимально выбирать междуфазовую изоляцию, в частности правильно рассчитывать габариты воздущных линий электропередач.

Формула изобретения Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках, содержащее два высоковольтных делителя напряжения, включенных между соответствующими точками измерения и заземления три регистрирующих прибора, два из которых раздельно подключены к выходам двух емкостно омических делителей напряжения, каждый

5 из которых измерительным кабелем соединен с выходным низковольтным плечом соответствующего высоковольтного делителя напряжения, и две / С-цепочки, первая из которых первым выводом присоединена к жиле перво0 го измерительного кабеля, а вторая первым выводом подключена к жиле второго измерительного кабеля, отличающееся тем, что с целью повышения точности регистрации разности потенциалов между точками измерения, дополнительно введены третья и чет5 вертая / С-цепочки, причем первые их выводы соединены с вторыми выводами первой и второй У С-цепочек соответственно, второй вывод третьей / С-цепочки подключен к экрану второго измерительного кабеля, второй вывод четвертой / С-цепочки подсоединен

0 к экрану первого измерительного кабеля, а третий регистрирующий прибор одним входным зажимом подключен к объединенным выводам первой и третьей / С-цепочек, а другим соединен с объединенными выводами второй и четвертой / С-цепочек.

0

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках содержит высоковольтные делители 1, 2 напряжения, имеющие высоковольтные плечи 3 и 5 и низковольтные плечи 4 и 6 соответственно, измерительные кабели 7, 8, ем- костно-омические делители 9, 10 напряжения в виде / С-цепочек, включающие резисторы 11, 13, 14, 17 и конденсаторы 12, 14, 16, 18, регистрирующие приборы 19, 20, / С-цепоч- ки 21-25, включающие резисторы 26, 28, 30, 32, 34 и конденсаторы 27, 29, 31, 33, 35, согласующие резисторы 36, 37, точки 38, 39 измерения и регистрирующий прибор 40. Устройство имеет повыщенную точность регистрации разности потенциалов между точками измерения. 1 ил. S (Л