Измерительный орган для устройства замера сопротивления линии электропередачи Советский патент 1977 года по МПК G01R31/08 H02H3/40 

более близким к изобретеиию является реле сопротивления 4.

Это реле содержит измерительные трансформаторы тока и напряжения и схему сравнения на циркуляцию токов, выцолненную на двух выпрямителях с балластными сопротивлениями и нуль-индикаторе, цричем на выходе одного из выпрямителей включен сглаживающий фильтр, а к выходу нуль-индикатора подключен измеритель длительности импульсов 7В таком устройстве

7 - 2arccos - , fii

где 2 - выпрямленное сглаженное напряжение,

EI - выпрямленное напряжение. Выходная характеристика устройства

Т-/ (А)

нелинейна.

Кроме того, одним из основных его недостатков является влияние на точность работы устройства формы напряжения делителя. Это особенно затрудняет его использование для измерения сопротивления линий электронередачи в режиме короткого замыкания, когда вследствие протекания большого тока магнитонроводы трансформаторов тока насыщаются и вторичные токи их содержат значительный процент составляющих высших гармоник.

Для обеспечения линейной выходной характеристики устройства деления переменных напряжений и необходимой точности деления в широких пределах изменения напрял ений делимого и делителя по амплитуде и отличия их формы от синусоидальной в предлагаемом измерительном органе для устройства замера сопротивления линий электропередачи, содержащем источник питания, трансреактор и трансформатор напряжения с вынрямительными мостами и сглаживающими фильтрами, подключенными к схеме сравнения, последняя выполнена в виде управляемого трехкаскадного мультивибратора, на выход которого через / С-цепь и диод подключен одновибратор, выход которого через эмиттерный повторитель соединен с упомянутым сглаживающим фильтром выпрямительного моста трансформатора напряжения, а вход мультивибратора через диод и интегрирующий конденсатор подключен к упомянутому сглаж:ивающему фильтру выпрямительного моста трансреактора.

Принципиальная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из трансреактора 1, трансформатора напряжения 2, выпрямительных мостов соответственно 3, 4, сглаживающих фильтров 5, 6, полупроводникового диода 7, управляемого мультивибратора на транзисторах 8-13, конденсаторов 14, 15, резистора

16, диода 17, одновибратора на транзисторах 18, 19 и эмиттерного повторителя на транзисторе 20.

Входной каскад унравляемого мультивибратора на транзисторе 9 с общим эмиттером использован в качестве норогового элемента. К базе транзистора 9 присоединен диод 7. Между эмиттером транзистора 9 и анодом диода 7 включены последовательно конденсатор 14 и выпрямленное сглаженное выходное напряжение трансреактора 1 U согласно с напряжением питания, а между анодом диода 7 и отрицательным зажимом источника питания - коллектор и база токостабилязирующего транзистора 8. Коллектор транзистора 9 соединен с базой транзистора 10, используемого в качестве усилительного каскада с общим эмиттером. Выходное напряжение этого каскада подается на вход усилительного каскада на транзисторе 13 и на транзисторный аналог динистора на триодах 11 типа л-р-п, 12 тина р-п-р. Последний используется для разряда конденсатора 14.

При закрытом транзисторе 9 транзистор 10 открыт, а транзисторы 11, 12 закрыты. Конденсатор 14 заряжается от последовательно .включенных источника питания Un и управляющего нанряжения t/2 постоянным током, определяемым током iy в цепи эмиттер-база транзистора 8 с общей базой. Напряжение межд} аналогом диода 7 и эмиттером транзистора 9 определяется разностью напряжения 1/2 П напряжения на конденсаторе

и и,- и.

Отпирание транзистора 9 происходит при (. Этому соответствует заряд емкости 14 до напряжения U2(). После отпирания транзистора 9 транзистор 10 закрывается, а транзисторы 11, 12 открываются -и шунтируют конденсатор 14. При этом конденсатор 14 заряжается, а диод 7 и транзистор 9 запираются. Затем отпирается транзистор 10, запираются транзисторы 11, 12, конденсатор 14 дешунтируется и начинает заряжаться напряжением Un + U-i. Цикл повторяется. Таким образом, уровень .напряжения, до которого заряжается конденсатор 14, определяется величиной управляющего напряжения И. При этом ток заряда постоянный и соответствует управляющему току в цепи база-эмиттер транзистора 8 iy. Время заряда конденсатора 14 от момента его дешунтирования транзисторами 11, 12 до момента отпирания транзистора 9 в течение одного периода колебаний прямо пропорционально величине напряжения

2 ZV- 7 г

4

-:-

колебаний определяется

Г 4 + /,

ш

где tn - время переключения транзистора мультивибратора от момента открытия транзистора 9 до закрытия транзисторов 11, 12. Так как , то можно принять: Т

.

Использование транзисторного аналога дилистора на транзисторах 11, 12 для разряда конденсатора 14 позволяет уменьшить постоянную времени разряда и обеспечить полный разряд его за время открытого состояния транзисторов 11, 12, определяемого временем переключения транзисторов 9, 10.

Выходной транзистор мультивибратора повторяет состояние транзистора 9; он находится в закрытом состоянии в течение времени заряда конденсатора 14 до напряжения Uz и в открытом - в течение времени переключения транзисторов 9-12. Выходное напряжение, снимаемое с коллектора транзистора 13, представляет собой импульсы прямоугольной формы, период следования которых пропорционален управляющему напряжению 0 Этот генератор обладает более высокой линейностью зависимости периода следования импульсов от управляющего напряжения, точностью работы и возможностью изменения управляющего напряжения в более щироких пределах, не ограничиваемых напряжением питания.

Для стабилизации ширины импульсов и увеличения их скважности выходное напряжение, снимаемое с транзистора 13 через интегрирующий RC-контур 15, 16 подается на вход одновибратора на транзисторах 18, 19, обладающего малым временем восстановления.

Выходное напряжение одновибратора подается на вход эмиттерного повторителя {транзистор 20), питаемого выпрямленным, сглаженным выходным напряжением трансформатора напряжения 2 /7ь Выходное напряжение эмиттерного повторителя представляет собой импульсы прямоугольной формы постоянной длительности, амплитуда которых пропорциональна напряжению U, а период следования - f/2. Среднее значение этого напряжения пропорционально отношению f/i к f/2, так как

// к Jl

ВЫХ-АЗ - ,

причем линейность этой зависимости обеспечивается в широких пределах изменения напряжений Ui и (72, а точность деления не зависит от формы этих напряжений.

Благодаря этим качествам предлагаемое устройство непрерывного деления переменных напряжений может быть эффективно использовано в качестве измерительного органа устройств фиксации сопротивления линий электропередачи ири коротких замыканиях. При этом напряжение t/2 должно быть пропорционально разности токов (или току) поврежденных фаз, а Ui-линейному напряжению между иоврежденными фазами. Применение предлагаемого устройства деления позволяет выполнить достаточно точные фиксирующие омметры и тем самым значительно сократить время отыскания мест повреждений и уменьшить перерывы электроснабжения потребителей. Кроме того, предлагаемое устройство деления может быть использовано для выполнения омметров дистанционных защит.

Формула и 3 о б р е т е и и я

Измерительный орган для устройства замера сопротивления линии электропередачи, содержащий источник оперативного питания, трансреактор и трансформатор напрял ения с выпрямительными мостами и сглаживающими фильтрами, подключенными к схеме сравнения, отличающееся тем, что, с целью улучшения линейности и повыщения точности, схема сравнения выполнена в виде управляемого трехкаскадного мультивибратора, на выход которого через RC-цепь и диод подключен одновибратор, выход которого через эмиттерный повторитель соединен с упомянутым сглаживающим фильтром выпрямительного моста трансформатора напряжения, а вход лмультивибратора через диод и интегрирующий конденсатор подключен к упомянутому сглаживающему фильтру выпрямительного моста трансреактора.

Источники информации, принятые во внимание пр;н экспертизе

1.Бондаревский Л. В. и др. «Датчики сопротивления (проводимости) и их применение в защитах линий электропередачи. Известия ВУЗов СССР, Энергетика, 9, 1969, стр.25.

2.Авторское свидетельство СССР 230945, кл. Н 021-1 3/40, 1966.

3.Патент Великобритании № 1164542, кл. Н 2k, 1967.

4.Авторское свидетельство ° 281610, кл. Н OIH 83/16, 1969 (прототип).

.г - i 5б1913

/PVh r ir-J- feV - m-F г