УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Советский патент 1974 года по МПК G01R19/10 G01R31/08 

1

Изобретение относится к устройствам для фиксации отношения двух электрических величин, исиользуемым, в первую очередь, для определения расстояния до места к. з. на высоковольтиых линиях электропередачи.

Известные устройства для фиксации отношения двух электрических величин, содержащие два эталонных заиоминаюших конденсатора, включенных в цепи сравниваемых электрических величин и заряженных до нанряжеНИИ, пропорциональных этим величинам, иреобразователь напряжения, выполненный в виде вспомогательного конденсатора и переключателя, включенных в цепь запоминающего конденсатора и производящих дискретный циклический разряд запоминающего конденсатора до заданного уровня, и счетчик импульсов, отсчитывающий число циклов разряда запоминающего конденсатора, являющееся функцией отношения контролируемых электрических величин, имеют больщую разрешающую способность и быстродействие.

Однако число импульсов, зафиксированное счетчиком в этих устройствах, является логарифмической функцией отнощения контролируемых величин.

Цель изобретения - обеспечить возможность получения линейной зависимости показаний счетчика от фиксируемого отношения

контролируемых электрических величин и повышение точности работы устройства.

При этом используемый в устройстве обычный счетчик ирямого хода может быть проградуирован непосредственно в километрах

длины лИНИН.

Цель достигается те.м, что преобразователь напряжения в предлагаемом устройстве снабжен элементом контроля уровня напряжения вспомогательного конденсатора, выходные цепи которого включены в цепь между вспомогательным н разряжаемым запоминающим конденсатором и разрывают эту цепь при возрастании напряжения на вспомогательном конденсаторе до величины, пропорциональной величине напряжения на втором запоминающем конденсаторе.

Кроме того, преобразователь напряжения содержит источник стабилизированного нанряжения, включенный в цепь заряда вспомогательного конденсатора последовательно с переключателем, что позволяет повысить точность устройства при фиксации электрических величин в широком диапазоне.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трансформатор напряжения 1, на первичную обмотку которого подается контролируемое иапряжение Цф, тран:форматор 2 тока, в первичную обмотку которого подается контролируемый ток /ф, выпрямительные мосты 3 и 4, реле 5 пуска и управления с контактами 6-9, реле 10 контроля уровня тока с контактами 11, резисторы 12 и 5 13 настройки, запоминающие конденсаторы 14 и 15 емкостью Ci и Сг, вспомогательный конденсатор 16 емкостью Сз, дополнительный конденсатор 17 емкостью Ct, переключатель 18 с контактами 19-21, элемент 22 контроля 10 уровня напряжения па транзисторах 23, 24 и 25, источники стабилизированного напряжения 26 и 27 величиной t/m и , счетчик импульсов 28. Устройство работает следующим образом. 15 Во время к. 3. на линии срабатывает реле 5 и замыкает контакты 6 и 8. При этом конденсатор 14 заряжается до напряжения t/i , а конденсатор 15 - до напряжения 2 Лг-/фь20 где иф1, /ф1 - амплитуды фиксируемых напряжения и тока; AI, Аг - коэффициенты пропорциональности. Спустя- некоторое время после начала к. з. 25 (0,1 сек) реле 5 размыкает контакты 6 н 8 и через заданное время (2 сек) замыкает контакты 7 и 9 в цепи преобразователя напряжения. Происходит заряд вспомогательного конденсатора 16 от запоминающего кон- 30 денсатора 14 через транзистор 25 до напряжения Co f/2+i/H2- т и снижение напряжения на конденсаторе 14 до величины // - J 3 - - 1 С fl3 i- 1 РЗ - коэффициент усиления по току транзистора 25; УТ -падение напряжения на переходах база - эмиттер транзисторов 23 и 24.40 При этом под действием тока заряда конденсатора 16 срабатывает переключатель 18 и контактами 19 и 20 отключает и закорачивает конденсатор 16. Кроме этого, контактом 21 переключателя 45 включается счетчик импульсов, который отсчитывает первый импульс. Затем переключатель возвращается, замыкает контакт 19 и цикл повторяется. 50 Сч&тчик 28 отсчитывает импульсы до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 14 не снизится после очередного цикла до величиныU U,-N..,, -и- напряжение t/N+ нъ подводимое к преобразователю напряжения, окажется равным порогу срабатывания переключателя {/„.60 Число импульсов N, отсчитанных счетчиком, можно найти из равенства U,, + U,,N.3565 Т; . Т ГJ1 Г /V --- - . 3 6;, с,, При установке величин напряжений 6„, .- и и 0„2 -:: f/n, N -- , U2л, /,„ Д ,„С.::.А. 3 Такил образом, число импульсов, зафиксированных счетчиком, лрялю пропорционально отношению двух контролируемых величин. При этом шкала обычного счетчика прямого хода может быть проградуировано в значеAI UA, ниях сопротивления г -г- , либо непосредственно в километрах длины линии. Наклон характеристики может изменяться регулированием коэффициентов передачи резисторов 12 и 13 настройки. Величина напряжения на конденсаторе 15 в конце счета остается практически неизменной, после N-ro цикла это напряжение , 1 -.Л/--. С, ()(3+l)J где р1 и р2 - коэффициенты усиления по току транзисторов 23 и 24. В случае, когда величина контролируемого тока /ф превышает величину срабатывания реле 10, последнее срабатывает, самоудерживается и контактом 11 подключает параллельно конденсатору 15 конденсатор 17. При этом напряжение на конденсаторе 15, зафиксированное число импульсов и диапазон измерения изменяются пропорционально отношению емкостей Сигнализация об изменении диапазона измерений может быть осуществлена перемещением запятой на шкале цифрового счетчика. Дополнительный конденсатор 17 позволяет, кроме того, повысить точность измерения, так как снижает разряд конденсатора 15 и влияние нелинейных элементов входной цени, и за счет снижения входного напряжения упростить выполнение элемента 22 контроля уровня напряжения. Устройство пригодно для фиксации отношений любых электрических величин: отношения величины минимального фазного напряжения и максимального фазного тока, компенсированного током нулевой последовательности, при к. 3., связанных с землей; отношения величин минимального линейного напряжения и максимального линейного тока при коротких замыканиях, не связанных с землей, и так далее. Предмет изобретения Устройство для фиксации отношения двух электрических величин при коротком замыкании на линии электронередачи, содержащее два эталонных заноминающих конденсатора, включенных в цепи сравниваемых электрических величин и заряженных до напряжений, пропорциональных этим величинам, преобразователь напряжения, выполненный в виде вспомогательного конденсатора и переключателя, включенных в цепь запоминающего конденсатора и производящих дискретный циклический разряд его до заданного уровня, и счетчик импульсов, отсчитывающий число циклов разряда запоминающего конденсатора, являющееся функцией отношения контролируемых величин, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и получения линейной зависимости показаний счетчика от фиксируемого отношения контролируемых величин, преобразователь напряжения донолнительно содержит элемент контроля уровня напряжения вспомогательного конденсатора, включенный в цепь вспомогательного конденсатора и разрывающий ее при возрастании напряжения на вспомогательном конденсаторе до величины, пронорциональпой величине напряжения, не участвующего в дискретном разряде запоминающего конденсатора, и источник стабилизированного напряжения, включенный в цепь заряда вспомогательного конденсатора.