Измерительный преобразователь тока Советский патент 1980 года по МПК G01R19/00 H01F38/32 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, но может быть использовано также в устройствах релейной защит. и автоматики энергосистем.

Известно устройство для измерения тока, содержащее трансформатор тока и uiyHT, подключенный параллельно первичной обмотке, атакже трансреактор и. резистор, включенные с ней последовательно 1.

Недостаток известного устройства заключается в гом, что периодическая составляющая тока передается во вторичную цепь со сдвигом по фазе. Это существенно ограничивает область применения ycTpoiicTBa.

Наиболоо блт1зким техническим решением к изобретению я шяется измерительный преобразователь тока, содержащий в частности, магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, нагрузочный элемент, устано1 л(М1Н1.1Й п цепи вторичной обмотки, балластный р(;зистор 2J.

П Т 5

Ш Ш1,1тш ТОКА

В состав устройства входят также еще один магнитопровод с двумя аналогичными o6NiOTKa «i, еще один балластный резистор, а также выпрямительные диоды, обеспечивающие подключение к вторичным обмоткам обоих балластных резисторов и нагрузочного элемента. В связи с этнкч известное устройство характеризуется значительной сложностью. В этом устройстве должна иметь место трансформация

10 обеих полуволн тока на вертикальном участке кривой намагничивания, если даже полуволны не равны по величине. Однако при практ1гческом использовании устройства из-оо неидентичных и неидеальных

15 характеристик составных элементов все же наблюдается повышенная погрешность преобразования D переходном режиме, когда первичный ток содержит периодическую составляющую.

20

Целью изобретения является упрощение устройства и по(м-11:1о;1ип точности в переходном ремог.ю.

Поставленная цель достш ается тем, чгс; в иамерителькый преобразователь ТОКГ1, со;{ери шдий магиитопровод с первич::.: :: гг.р: 7;;;:ол обмо7кпми, нагрузочный ojiC;i.jc.L г, усгааонлонкый в цепи вторич:: ол обмотки, балластный резистор, введены преобразователь магнитной индукции в напт:-я)кение, нуль-индикатор и быстродействующий зал ыкатель, причем, выход нреобразователя магнитной индукции в напряжение соединен со входом нуль-индикаторе.: 3 нуль-индикатора подкпюче-ь к управляющим входам быстрог ЗЙсгп;/ ощего замьткателя, установленного на згзгводах балластного резистора : вклю генного последовательно с нагрузочным элементом.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложецного измерительного преобразователя тока.

Преобразователь содержит трансфор- матор тока 1, состоящий из магнитопроводя 2; перзичной обмотки 3 и вторкч- Ггй сбмсткл 4 с г агрузочным элементом 5. На магнитопроводе 2 размещен преобрпс. зстсль 6 магнитной индукции, содер- .: обмотку 7: к которой подключены :.;/:: ;; В xofasHcnrop 9. Конденсатор v:- ---:-: :;- С ВХОДОМ нуль- индикаторв 10, : v;: :o ;:ier-o два выхода (инверсионный и усГГ-отсиоптый), Нуль-индикатор Ю осущссттзляот jTtpaBJiornie быстродействлю- iiiHM замыкателем 11. Замьтатель 11 cocTOjJT из тиристоров 12, 13, управл5Ж)- щие электроды которых подключены к вы- 35

ход аз .л нуль-индикатора 10, и диодов 14, 15. Выходные заж.имь замьткате 1я 11 Соединены с выводами балластного резистора 16, включенного последовательно с нагрузочным элементом 5. Величина сопротивления балластного резистора 16 выбирается на порядок большей сопротивления нагрузочного резистора 5,

Преобразователь работает следующим образом. С конденсатора 9 снимается

напряжение, пропорциональное мапштной индукции в магнитопроводе 2. Нуль-индикатор Ю фиксирует моменты перехода через нуль напряжения на конденсаторе 9 Выходные сигналы нуль-индикатора 1О использ тотся для открытия тиристоров 12, 13 при переходе магнитной индукции через нуль.

При появлении тока короткого замыкания нуль-йндикатор Ю ориентируется на знак магнитной индукции в магнитопроводе 2 и открывает нужный тиристор таким образом, что в первую полуволну тока

резистор 16 оказывается зашунтированным. Пусть, н-апример, направление первой полуволны вторичного Тока совпадает с направлением, отмеченньп -i на чертеже стрелкой. В таком случае открывается тиристор 13 и вместе с диодом 14 шунтирует резистор 16. Вторичный ток протекает через нагрузочный элемент 5, тиристор 13, диод 14. Во время протекания тока через нагрузочный элемент 5, происходит намагьшчивание магнитопровода 2 до какого-то определенного значения магнитной индукции. Условно применен знак этой индукцют положительным.

В начале второй полуволны ток нагрузки протекает через резистор 16, что вызываетфорсированное размагничивание маг}штонровода 2. Когда магнитная индукция в магнитопроводе 2 снижается до нулевого значения, нуль-индикатор Ю пере7:лючается, открывается тиристор 12 и .шунтирует резистор 16. Вторичный ток протекает через нагрузочный элемент 5, тиристор 12, диод 15. После этого магнитопровод 2 продолжает перемагничиваться с нормальным значением сопротивления нагрузки до 7-сакого-то значения индукции отрицательного знака. В следующую полуволну также сначала магнитопровод 2 форсировано размагничивается, затем переключается нуль-индикатор 10 и открывается тиристор 13. Далее Б каждую последующую полуволну

магничивание, а затем нормальное перёмагш чивание магнитопровода 2.

Возможны и другие варианты выполнения функциональных элементов устройства. Для выполнения преобразователя 6 магнитной индукции в напряжение не обязательно иметь дополнительную обмотку 7. Можно использовать и вторичную обмотку 4, а также гальваномагнитные элементы (датчик Холла, магниторезистор, магнитотранзистор). Быстродействующий замыкатель 11 может быть выполнен без диодов, в виде двух тиристоров, включенных параллельно различной полярностью, или в виде симистора.

В результате.форсированного

размагничивания магнитопровода 2 в начале каждой полуволны тока уничтожается намагничивание, полученное от действия предыдущей полуволны. При переходном процессе кратковременное введение большого сопротивления в цепь нагрузки позволяет в уменьшенную полуволну TOKEI наблюдается сначала форсированное разликвидировать приращение магнитной ин дукции, полученное в увеличенную полуволну. Таким образом, индукция в переходном процессе не накапливается и ее максимальное значение не превосходит приращения индукции, полученного от действия наибольшей полуволны тока переходного режима. Следовательно, погрешность такого преобразователя в переходных режимах много меньше, чем у известных трансформаторов тока. Формула изобретения Измерительный преобразователь тока содержащий магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, нагрузочный элемент, установленный в цепи вторично 36 обмотки, балластный резистор, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности в переходном режик1е, в него введены преобразователь индукции в напряжение, нуль-индикатор и быстродействующий замыкатель, причем выход .преобразователя магнитной индукции в напряжение соединен с входом нуль-индикатора, а выходы нуль-ч1ндикатора подключены к управляющим входам быстродействующего замыкателя, установленного на выводах балластного резистора, включенного последовательно с Harpy304HbiTvi элементом. Источники информации, принятые во вн11мание при 1.Авторское свидегельство СССР № 354356, кл. Н 04 Г 4О/О6, 1Э7О. 2.Авторское свидег5ельство СССР № 28О620, кл. Н 02 Н 7/ОО, 1969.