Устройство для измерения токалиНии элЕКТРОпЕРЕдАчи СВЕРХВыСОКОгОНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе для использования при реализации устройств релейной защиты и автомат ки электрических сие ем. Известно устройство для измерени тока линии электропередачи сверхвысокого напряжения, содержащее уст новленный на контролируемой фазе ли нии измерительный трансформатор, одна из вторичных обмоток которого подключена к блоку коммутации, а другая через емкостной канал связи/ состоящий из двух конденсаторов, со единена с выходным блоком l. Визвестном устройстве коммутация осуществляется в цепи переменно тока, а какие-либо дополнительные блоки трансформации отсутствуют. В конечном счете это обуславливает зн чительные погрешности измерения и низкую эксплуатационную надежность измерительного устройства, особенно в переходных режимах линии электропередачи . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст ройство для измерения тока линии электропередачи сверхвысокого напряжения, содержащее измерительный трансфорк атор тока, расположенный на контролируемой фазе линии, два блока выпрямления, первый из которых подключей ко вторичной обмотке измерительного трансформатора тока, а второй связан с нагрузочным сопротивлением, блок коммутации, установленный в выходной цепи первого блока выпрямления, повышающий и понижанхдий блок трансформации, первый из которых включен на выходе блока коммутации, а второй - на входе второго блока вы- прямления, емкостной канал .связи, состоящий из двух конденсаторов,размещенных между блокгцли трансформации t2}, Известное устройство также характеризуется недостаточной эксплуатационной надежностью, поскольку от-каз одного из его составных элементов приводит к отказу всего устройства в целом.. . Другим недостатком известного устройства является его невысокая точность. Особенно трудно обеспег чить приемлемую точность при необходимости передачи мощности, требуемой для работы существующих устройств релейной защиты и автоматики. Можно показать, что р . . где Р - заданн&я мощность, которую нужно передать в нагрузку;коэффициент трансформации повышающего блока трансформации ; С - суммарная величина емкостей конденсаторов связи; . f - частота коммутации; Vy, - напряжение на входе блока коммутации. Для передачи в нагрузку заданной величины мощности можно увеличивать емкости конденсаторов связи, частоту коммутации, коэффициент трансформации повышающего блока трансформации, напряжение на входе блока коммутации. Увеличение емкости конденсаторов связи путем их параллельного соединения приводит к увеличению стоимости измерительного устройства, а по.вышения на входе блока коммутации ог раничено напряжением пробоя транзисторов. Следовательно, передача заданной величины мощности может быть обеспе чена увеличением коэффициента транс.формации и частоты коммутации. Но пр увеличении частоты коммутации возрастает погрешность измерительного устройства, так как время переключе ния транзисторов становится соизмеримым с временем, их открытого и за крытого состояния. Во время переклю чения транзисторов часть измеряемог тока замыкается через блок коммутации, минуя нагрузку, что приводит к снижению точности. Увеличение же коэффициента трансформации повьшающего блока транформации и соответствующее изменение коэффициента трансформации понижающего блока тра формации ведут к возрастанию паразитных емкостей трансформаторов и уменьшению тока, передаваемого в на грузку, поскольку часть тока замыкается через эти емкости помимо нагрузки. Таким образом, повышение частоты коммутации или коэффициента трансфо мации ведет к снижению точности изм рительного устройства и наоборот, уменьшение частоты коммутации или к эффициента трансформации повышает его точность. Цель изобретения - повьгшение точ лости и надежности работы измерител ного устройства. Поставленная цель достигается те что в устройстве для измерения тока линии электропередачи сверхвысокого напряжения, содержащем измерительный трансформатор тока, расположенный на контролируемой фазе линии, д&а блока выпрямления , первый из которых подключен ко вторичной обмо ке измерительного трансформатора . тока, а второй связан с.погрузочным опротивлением, блок коммутации, становленный в выходной цепи первого лока выпрямления, повышающий и поижающий блоки трансформации, первый з которых включен на выходе блока оммутации, а второй - на входе втоого блока выпрямления, емкостной анал связи, состоящий из двух конденсаторов , размещенных между блоками трансформации, блок коммутации выполнен в виде ряда последцвательно соединенных коммутаторов, а оба блока трансформации в виде ряда трансформаторов, причем первичные обмотки трансформаторов повышающего блока трансформации подключены к выходам соответствующих коммутаторов, а каждая из двух групп последовательно соединенных вторичных полуобмоток включена между контролируемой фазой линии и соответствующим конденсатором емкостного канала связи, вторичные обмотки трансформаторов понижающего блока транформации соединены параллельно Через индивидуальные выпрямители второго блока выпрямления, а каждая из двух групп последовательно соединенных первичных полуобмоток включена между шиной нулевого потенциала и соответствующим конденсатором емкостного канала связи. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства. На контролируемой фазе линии 1 электропередачи расположен измерительный трансформатор 2 тока, ко вторичной обмотке которого подключен блок 3-выпрямления. в выходной цепи блока 3 выпрямления установлен блок коммутации, состоящий из последовательно соединенных коммутаторов 4, на выходах которых включены трансформаторы 5 повышающего блока трансформации. В состав устройства входяттакие дроссели б, установленные ПО концам емкостного канала связи, выполненного на конденсаторах 7. На стороне низкого размещен понижающий / блок трансформации, состоящий из трансформаторов 8, вторичные обмотки которых соединены параллельно через выпрямители 9. Сигнал информации о токе линии электропередачи выделяется на нагрузочном сопротивлении 10. Устройство работает следующим об-j разом. Ток линии электропередачи 1 измеряется трансформатором 2 тока и через блок 3 выпрямления поступает на вход последовательно соединенных коммутаторов 4, где осуществляется его коммутация. С выходов коммутаторов 4 сигналы направляются на первичные обмотки повышающих трансформаторов 5, трансформируются и через конденсаторы 7 емкостного канала связи подаются на понижающие трансформаторы S. Со вторичных обмоток

трансформаторов 8 результирующий сигнал о токе линии 1 через выпрямители 9 поступает в нагрузочное сопротивление 10.

Увеличение количества коммутаторов 4 позволяет/ увеличив напряжение на выходе измерительного трансформатора 2 тока, а значит на входе коммутаторов 4, при неизменной передаваемой мощности, снизить коэффициент трансформации повышающих трансформаторов 5 и частоту коммутации что повышает точность измерительного устройства. Увеличение напряжения на выходе измерительного трансформатора 2 тока не приводит к увеличению влияния паразитных емкостей, так как он работает на промышленной частоте. Для уменьшения несимметрии работы трансформаторов 5 и 8, обмотки, подсоединенные к конденсаторам 7 емкостного канала связи, выполнены в виде двух полуобмоток о одинаковым числом витков и соединены так, как показано на схеме. При этом магнитные потоки, создаваемые током, протекающим от линии электропередачи 1 по этим полуобмоткам через конденсаторы 7 емкостного канала связи к земле, равны и направлены встречно т.е. не оказывают влияния на режим . работы повышающих трансформаторов 5 и понижающих трансформаторов. 8.

Повышение надежности работы предложенного устройства достигается последовательным включением ряда коммутаторов.

При отказе типа обрыв одного из трансформаторов коммутатора все напряжение в полупериод, когда должен работать отказавший транзистор, прикладывается к неисправному коммутатору, -происходит пробой и затемнапряжение перераспределяется на оставшихся коммутаторах.

При отказе типа короткое замыкание одного из транзисторов коммутатора с выхода этого коммутатора на соответствующий трансформатор поступают однополярные импульсы, которые замагничивсиот трансформатор, Замагниченный трансформатор шунтирует неисправный коммутатор, и напряжение

перераспределяется на оставшиеся коммутаторы.

Формула изобретения Устройство для измерения тока линли электропередачи сверхвысокого 5 напряжения, содержащее измерительный трансформатор тока, расположенный на контролируемой фазе линии, два блока выпрямления, первый из которых подключен ко вторичной обмотке измериЮ тельного трансформатора тока, а второй связан с .нагрузочным сопротивлением, блок коммутации, установленный в выходной цепи, первого блока выпрямления, повышающий и понижающий 5 блоки трансформации первый из кото(Рых включен на выходе блока коммутации, а второй - на входе второго блока выпрямления, емкостной канал связи, состоящий из двух кснденсаQ торов, размещенных между блоками трансформации, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, в нем блок коммутации выполнен в виде ряда последовательно соединенных коммута5торов, а оба блока трансформации в виде ряда трансформаторов, причем первичные обмотки трансформаторов повышающего блока трансформации подключены к выходам соответствующих 0 коммутаторов, а каждая из двух групп последовательно соединенных вторичных полуобмоток включена между контролируемой фазой линии и соответствующим конденсатором емкостного 5 канала связи, вторичные обмотки трансформаторов понижающего блока трансформации соединены параллельно через индивидуальные выпрямители второго блока выпрямления, а Q каждая из двух групп последовательно соединенных первичных полуобмоток .. включена между шиной нулевого потенциала -и соответствующим конденсато ром емкостно о канала связи. Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1., Автоматизация и релейная защита электрических систем. Под ред. И. М. Сироты, К., Наукова думка, 1977, с.82-85.

0 2. Патент Великобритании W 1279795, кл. G ,1 V, 1971.