Фильтр токов нулевой последова-ТЕльНОСТи Советский патент 1981 года по МПК H02H3/16 

1

Изобретение относится к области электротехнических измерений и защиты от утечек тока на землю 8 сетях напряжением до 1000 в.

Известен трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП), у которого для снижения тока небаланса, обусловленного несимметричным расположением фаз первичной цепи относительно вторичной обмотки трансформатора, проводники каждой фазы р.асщеплены на число проводников не менее двух и расщепленные проводники каждой из фаз расположены диаметрально противоположно в окне магнитопровода 1.

Данное устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что потоки рассеяния каждого проводника не совмещены и замыкаются по ферро.магнитному сердечнику. Вследствие этого эффективное снижение тока небаланса возможно только при условии применения замкнутого тороидального магнитопровода с равномерной вторичной обмоткой, в окне которого весьма точно установлены расщепленные проводники относительно оси магнитопровода и между собой. Кроме того, устройство включается в рассечку линии или шин, что обусловливает большие трудности прн монтаже и эксплуатации, а иногда арименение устройстза по этой причине непозможио.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является - принятый за прототип фильтр токов нуле13ой последовательности, содержащий три измерительных трансформатора тока, соеди. в звезду с нулевым проводом, для уменьшения тока небаланса снабженный согласующим трансформатором тока, первичная обмотка

которого включена в нулевой прозод, и дополнительными трансформаторами тока, первичные обмотки которых включены во вторичную цепь измерительных трансформаторов, а вторичные с последовательно подключенными сопротивлениями соединены

в звезду и включены встречно со вторичной обмоткой согласующего трансформатора 2, К недостаткам данного устрс:;ства относится наличие большого количества трансформаторов, что делает устройство громоздКИМ и дорогостоящ ;м, кроме того, устройство может работать в ЛЭП с мзлоизмеккющейся нагрузкой, так как при больших вариациях нагрузочных токов проявляет себя нелинейность кривых намагничивакия

сердечников измерительных и дополнительных трансформаторов.

Целью данного изобретения является повышение чувствительности фильтра токов нулс-Бой иослсдоиатсльиости и расширение его функциональных возможностей путем применения его в электроустановках с большим диапазоном изменения тока нагрузки.

Указанная цель достигается тем, что в известный фильтр токов нулевой последовательности, содержащий трехфазный трансформатор токов нулевой последовательности с вторичной обмоткой разметенной на его магнитопроводе, охпатыпаюгл.ем все три фазы контролируемой первичной цепи, дополнии-:;ыю введены три фазных трансформатора гока, у которых магнитопроводы имеют воздушные зазоры, а вторичные обмот1си соединены в звезду, т)и компенсационные обмотки на магнитопроводе упомянутого трех|)азного трансформатора тока нулевой носледовате.;1ьности, соедине; ные в звезду, а также три 1)егулировочных резистора, включенных в каждой фазе между свободным выводом вторичной обмотки фазного трансформатора тока и соответствуюнлим свободным выводом компенсационной обмотки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена схема предлагаемого фнльтра, токов нулевой последовательности.

Устройство состоит из трансформатора тока нулевой последовательности (ТТНП) 1 с размепхенными на нем компенсирующими обмотками 2 и выходной обмоткой 3. Первичную цепь ТТНП образуют фазы контролируемой сети 4. Соединенные в звезду компенсирующие обмотки 2 ТТНП подключены к соответствующим соединениям в звезду вторичным обмоткакфазных трансформаторов тока (ДФТТ) 5 через подстроечные резисторы 6.

При .монтаже ТТНП, имеющий за.чткыутый магнитопровод произвольной конфигурации с сосредоточенными или распределенными обмотками, устанавливаются на кабеле контролируемой сети произвольно, но жестко, JQpH общем случае нри IA-f IB-f U 0; Ф«+Фв+Фб Ф ; где IA, IB, IG - токи в фазах А, В, С;

fli , C)j, Фс - магнитные потоки рассеяния фаз, замыкающиеся по магнитонроводу ТТНП; Фе - результирующий поток рассеяния.

Для компенсации результирующего магнитного потока рассеяния Ф введены дополнительные магнитные нотоки компенсирующих об.моток 2 за счет подключения последних к вторичным обмоткам фазных трансформаторов 5. При этом с помоилью регулировки компенсационных магнитных потоков в cepдeчнJ кe ТТНП, г е. ФЛ+ФАХ+ ®в + Ф«х+ Фс -4- Ф« О,

где ФАК. Фек Фск- магнитные потоки компенсирующих обмоток.

Очевидно, что баланс магнитных потоков

в сердечнике ТТНП не будет нарушен

любом,значении первичного тока, если магнитные потоки компенсирующих обмоток

пропорциональны силовому току в фазах

Фм- U, Фек- и.Фс«- U.

Для обеспечения пропорциональности магнитных потоков компенсирующих обмоток токам Б фазах при любом значении первичного тока сердечники фазных трансформаторов тока должны иметь воздушные зазоры.

Магнитные потоки компенсирующих обмоток могут быть направлены, согласно или р.стречно магнитным потокам рессейкия фаз. В первом случае при возникноненки утечки, например в фазе А, в сердечнике ТТНП возникает вескомненсировзнный магнитный поток, выражающийся суммой ф,. Фд1 +

Н- ,

-магнитный поток рассеяния фазы А от тока утечки;

6Vy -доля магнитного потока компенсируюп1,ей обмотки от то1ка утечки,

Во втором случае фц - ФЛКУ

Доля магнитного потока является составляющей пренебрежимо малой по сравнению с магнитпы.м потоком рассеяния фазы А от токов утечки ф, поэтому чувствительность трансформатора тока нулевой последовательности в данном случае снижается незначительно.

Предлагаемый фильтр тока нулевой последовательности по сравнению с известным является более простым конструктивно и технологичным, позволяет увеличить точность измерения и может быть использован в сетях с большим диапазоном из.менения токовых нагрузок.

Формула изобретения

Фильтр токов нулевой последовательности, содержащий трехфазный трансформатор тока нулевой последовательности с выходной обмоткой, размещенной на его магнитопроводе, охиатывающе.м все три фазы контролируемой первичной цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения его функциональных возможностей путем использования его в электроустановках с большим диапазоном

изменения тока нагрузки, в него вновь введены три ф.азных трансформатора тока, у которых магнитопроводы имеют воздушные зазоры, а вторичные обмотки соединены в «звезду, три компенсационные обмотки на магнитопроводе упомянутого трехфазного

трансформатора тока улевой последовательности, соединенные в «звезду, а также три регулировочных резистора, включенных в каждой фазе между свободным выводом вторичной обмотки фазного трансформатора

тока и соответствующим свободным выводом компенсационной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 456335. кл. Н 02 Н 3/16. 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 399957, кл. Н 02 Н 3/16, 1970.