Нелинейный преобразователь тока для релейной защиты Советский патент 1980 года по МПК H01F38/32 H02H3/02 

Устройство относится к электротехнике и может быть использовано в качестве датчика тока для релейной защиты и автоматики. Известно устройство для компенсации погрешностей трансформатора тока, содержащее трансформатор тока с тремя обмотками электронный усилитель, вход кото рого связан с третьей обмоткой, а выходсо вторичной. Недостатками такого устройства являются ограничение его рабочено диапазону и наличие большой погрешности вследствие значительного статизма и инерционности электронного усилителя в переходном режиме, обратная связь которого осуществляется через вторичную обмотку, а также невозможнсп-гь вьтолнения усилия, обеспечивающего пропускание полного спектра частот апериодической составляющей первячного тока упомянутого трансформатора. Известен неискажающий трансформатор тока для релейной защиты, содержащий трансформатор с двумя сердечниками, охЬаченными одной .первичной.обмоткой, на Каждом на которых размещены вторичные обмотки, включенньге на общую нагрузку через тйрйСторы и зашунтированные последовательно соедийеннымй диодом и балластным резистором. Недостатками этого устройства являются необходимость двух трансформаторов тока, огрйяйчение рабочего диапазона уст ройств13 при неизмеяной сечении его сердечников, обусловленное насыщением последних при больших значениях постоянной времени первичной сети и кратности первичного тока, и возможность появления перенапряйёний на вторичных обмотках трансформаторов тока, опасного с точки зрения проёЬя изопянии последних. Известно также устройство, наиболее близкое по Технической сущности к предлагаемому, - нелинейный преобразователь тока для релейной защиты, содержащий трансформатор тбка с размагниченным сердечником, щунт, блок нелинейности, два сумматора и интегратор, вход которого через шунт подсоединен ко вторичной обмотке упомяйутого трансформатора, а выход - к одному из входов первого сумматора, второй вход которого подключен ко вторичной обмотке трансформатора и к одному из входов второго сумматора, причем второй вход его сеяоан с выходом блока нелинейности, вход которого соединен с выходом тервого сумматора. Основным недостатком устройства-прототйпа являются малая точность и устойчивостьего работы в переходном режиме Это обусловлено тем, что 41ункциональная блок-схема устройства, как система авто йатического регулирования является разомкнутой и, следовательно, в переходном режиме в ней не осуществляется коррекция постоянной интегрирования интегратора, которая .является функцией параметров перв 1чной и вторичной цепей трансформатора тока. Целью изобретения является повышение Точности и устойчивости работы устройства в переходном режиме. Поставленная цель достигается тем, что нелинейный преобразователь тока для релейной защиты, содержащий трансформатор тока с размагниченным сердечником, вторичная обмотка которого зашунтирована резистором, блок нелинейности, два сумматора и интегратор, причем выход последнего соединен с одним из входов первого сумматора, выход которого через блок нелинейности подключен к одному из входов второго суйматора, к apyroNiy входу которого присоединен выход трансформатора тока, дополнительно снабжен иьшер тором и третьим сумматором, при этом входы последнего соединены с выходами соответственно блока нелинейности и втоpoi o сумматора, а выход третьего сумматора соединен с входом первого сумматора непосредственно и через инвертор с входом интегратора. Блок-схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1. Устройстбо содержит трансформа;тор 1 тока с размагниченным сердечником, шунтирующий резистор 2, интегратор- 3, первый сумматор 4, блок 5 нелинейности, второй и третий сумматоры 6, 7 и инвертор 8. Один из входов сумматора 6 подключен через шунт 2 ко вторичной обмотке трансформатора 1, а выход блока 6 - к одному из входов сумматора 7, второй вход KOTofioro соединен с выходом блока 5 и другим входом сумматора 6. Вход бл ка 5 нелинейности подключен к выходу сумматора 4, один из вхойов которого со динен с выходом интегратора 3, а другойс выходом сумматора 7 и входом инвертора 8, При этом выход блока 8 подключен ко входу интегратора. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Напряжение, снимаемое с шунта вторичной цепи трансформатора 1 тока, подается на один из входов второго сумматора 6, на другой вход которого поступает напряжение с выхода блока 5 нелинейности, равное в своем масштабе току намагничивания. Поскольку ток намагничивания вызывает насыщение сердечника трансформатора, его величина и является полной погрешностью трансформатора в переходном (установившемся) режиме. На выходе блока 6 формируется 19 апряжение, обратное по знаку и равное по величине напряжению, которое пропорционально восстановленному первичному току трансформатора тока. Напряжения с выходов блоков 5 и 6 суммируются в блоке 7 и на его выходе напряжение, пропорциональное вторичному току трйнсформатора, подается на один из входов сумматора 4 и на вход инвертора 8, с выхода которого то же напряокение, но с противоположной .полярностью поступает на вход интегратора 3, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное интегральному значению вторичного тока, умноженному на активное сопротивление вторичной цепи трансформатора тока. Напряжение с выхода блока 3 поступает на один из входов сумматора 4, на другой вход которого подается напряжение, пропорциональное произведению у вторичного тока на индуктивность вторичной цепи трансфор. матора. С выхода блрка 4 напряжение, равное индукции размагниченного сердечника трансформатора тока в определенно выбранном масштабе, подается на вход блока нелинейности, с выхода которого, как указывалось ранее, напряжение, пропорциональ- ное полной погрешности трансформатора тока, суммируется в блоке 6 с напряжением. снимаемым с шунта 2. Таким образом, введение дополнительного сумматора 7, инвертора 8 и их связей, при помощи которых корректируется постоянная интегратора 3, значительно повышает точность и устойчивость работы предлагаемого, устройства в переходном режиме. Приведенная на фиг. 2 осцилло- грамма лабораторных испытаний нелинейного преобразователя тока для релейной зйщиты в переходномрежиме полностью подтверждает достижение цели предлагаемого устройства.

Формула изобретения

Нелинейный преобразователь тока для релейной защиты, содержащий трансформатор тока с -размагниченным сердечником, вторичная обмотка которого аащунтирована резистором, блок нелинейности, два сумматора и интегратор, выход последнего соединен с одним из входов первого сумматора, выход которого через блок нелинейности подключен к одному из входов второго сумматора, к другому входу которого присоединен выход трансформатора тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и устойчивос-ти работы в переходном режиме, он дополнительно снабжен инвертором и третьим сумматором, при этом входы последнего соединены с выходами соответственно блока нелинейности и второго сумматора, а

выход третьего сумматора соединен с входом первого сумматора непосредственно и через инвертор с входом интегратора.

f-nep W/«78 5

г/г.;

8осст.8тор.

i-Bmopuvff