Гальваномагнитный измерительный преобразователь активной мощности Советский патент 1979 года по МПК G01R21/06 

1

Предлагаемый гальваномагнитный измерительный преобразователь активной мощности предназначен для использования в автоматических устройствах управления и контроля электроэнергетических систем, в частности в устройствах противоаварийно автоматики.

Известны гальваномагнитные измерительные преобразователи активной мощности, предназначенные для осциллографирования или измерения мощности в трехфазных трехпроводных цепях для получения чисто косинусной характеристики, в цепи напряжения содержащие разделительный трансформатор напряжения, а в цепи тока перемножитель Холла ,1.

Недостатками преобразователей является то, что они не обеспечивают компенсации гармонических составляющих ЭДС Холла (гармонические составляющие комненсируются только при трехфазной симметричной системе переменного тока).

Из известных гальваномагнитных измерительных преобразователей активной мощности наиболее близкое к изобретению техническое рещение - гальваномагнитный измерительный преобразователь, содержащий фазоповоротную схему в виде частотного фильтра, необходимую для получения чисто косинусной характеристики, и перемножитель Холла. В цепи тока преобразователя установлены перемножитель Холла и стабилитроны для защиты полупроводниковых элементов Холла от термического разрущения большим входным током преобразователя. Перемножители Холла, установленные в цепи напряжения и тока, являются разнотипными 2. Для такого преобразователя характерны

следующие недостатки: наличие частотной погрешности преобразования, частотной зависимости ЭДС Холла, обусловленной фазочастотной характеристикой частотного фильтра, используемого в качестве фазоповоротно: : схемы в цепи напряжения; влияние аперподической составляюп1ей тока короткого замыкания на линии электропередачи, обусловливающей кратковременный всплеск выходной ЭДС Холла, что нежелательно при быстродействующих устройствах протмвоаварийной автоматики, наличие в выходной ЭДС Холла составляющих с частотами выще 100 Гц, которые обусловлены нелинейной зависимостью магнитной

нмду1-;цин перемножнтеля Холла цепи тока от входного тока преобразователя.

Цель изобретения - устранение частотной погрешности преобразования, снижение влияния апериодической составляюп1,ей тока короткого замыкания на ВЫХОДНУЮ ЭДС Холла и снижение гармонических составляющих в выходной. ЭДС Холла. Для достижен11 эуой цели в гальваномагнитном изм,йит дьном преобразователе активной мощнЬст1|,содержащем два перемножителя Холла- в деии тока и напряжения и стабилитроны, в цепи тока преобразователя установлен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен перемножитель Холла цепи тока, выполненный идентично с перемножителем Холла цепи напряжения. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема гальваномагнитного измерительного преобразователя активной мощности; на фиг. 2 даны векторные диаграммы, показывающие фазные соотнощения между электрическими и магнитными величинами в измерительном преобразователе. Гальваномагнитный измерительный нреобразователь активной мощности содержит два идентичных перемножителя Холла 1 и 2 соответственно в цепи напряжения и в цепи тока, состоящие из источников 3 и 4 магнитного поля с вторичными обмотками и датчиков Холла 5 и 6, трансреактор 7, балластные резисторы 8-12 и стабилитроны 13, включенные во вторичную цепь тока преобразователя. Перемножитель Холла 1 через балластный резистор 10, который необходим для получения соответствующего угла сопротивления обмотки, подключается к измерительному трансформатору напряжения. Датчик Холла 5 расположен в воздущном зазоре магнитопровода источника 3 магнитного поля и токовыми электродами через балластный резистор 9 подключен к вторичной обмотке источника 4 магнитного поля. Таким образом, перемножитель Холла 1 осуществляет перемножение магнитной индукции BH и тока /а.н. цепи напряжения. Перемножитель Холла 2 через балластные резисторы 11 и 12, которые необходимы для создания согласованного режима работы трансреактора и соответствующего угла сопротивления обмотки, иодключен к вторичной обмотке трансреактора. Трансреактор создает необходимые фазные соотнощеиия для получения чисто косинусной характеристики и подключается к измерительному трансформатору тока. Датчик Холла 6 расположен в воздущном зазоре магнитопровода источника 4 магнитного поля и токовыми электродами через балластный резистор 8 подключен к вторичной обмотке источника 3 магнитного поля. В результате перемножитель Холла 2 осуществляет перемножение магнитной индукции ST и тока /зт в цепи тока. Таким образом, ЭДС Холла идентичных перемножителей 1 и 2 цепи напряжения и цепи тока соответственно определяются выражениями блч /э„ и sin (ш - а - 8) X X /;„ ) + Т . + Y-P + s 5inf sin ( u)-cp-|- --a-S ) X - /эт - /„ X mSinfoii -а-8+ где a - угол сопротивления обмотки источника магнитного поля, который в предлагаемом преобразователе принят равным -- ; 6 - угол сдвига фаз между током и магнитной индукцией в обмотке источника магнитного поля; Р - угол сдвига фаз между ЭДС и током во вторичной обмотке источника магнитного поля; Ф - угол сдвига фаз между током и напряжением контролируемой цепи. Постоянные составляющие ЭДС перемножителей Холла пропорциональны ...-f//cos(cp + T); Ex,U/cos(f - -{). Гармонические составляющие ЭДС неремножителей Холла одинаковы и пропорциональнывх, (со) вх, (оэ) - t//COS (2(0 - с - 28 - f). ЭДС Холла на выходе измерительного преобразователя активной мощности равны разности ЭДС двух перемножителей Холла и определяется только удвоенным значением постоянной составляющей ЭДС каждого из них, так как гармонические составляющие нри этом взаимно уничтожаются EJ,,. 2Ш cos с cos 7. т. е. пропорциональна активной мощности однофазного переменного тока. Благодаря использованию трансреактора и идентичных перемножителей Холла в цепи напряжения и тока в предлагаемом гальваномагнитном измерительном преобразователе активной мощности устраняется частотная погрещность преобразования, снижаются влияние апериодической составляющей тока на выходную ЭДС Холла и гармонические составляющие в выходной ЭДС Холла. В результате расширяется возможность его практического применения, Этот преобразователь можно использовать в устройствах противоаварийной автоматики объектов, токи которых могут содержать апериодические составляющие, а также для информационного обеспечения вычислительных мащин управляющих объектами с резко несимметричной нагрузкой, например, плавильными электрическими печами.

Формула изобретения

Гальваномагнитный измерительный преобразователь активной мощности, содержащий два перемножителя Холла в цепи тока и цепи напряжения и стабилитроны, о тличающийся тем, что, с целью устранения частотной погрешности преобразования, снижения влияния апериодической составляющей тока на выходную ЭДС Холла и снижения гармонических составляющих в выходной ЭДС Холла, в цени тока

преобразователя установлен трансреактор, к вторичной обмотке которого подключен перемножитель Холла цепи тока, выполненный идентично с неремножителем Холла цепи напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Овчаренко Н. И. и др. Применение гальваномагнитных элементов в релейной защите и автоматике. М., «Энергия, 1966, с. 111 - 113, рис. 40.

2.Там же, с. 58, рис. 16.

g loS.K

I о Ш.и Г

н

af.H