Датчик составляющих синусоидальной электрической величины Советский патент 1981 года по МПК G01R19/06 

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам выделения реактивной или активной составляющей тока или напряжения, и может быть использовано в устройствах определения места повреждения на линиях электропередачи при замере реактанса поврежденного участка, а также в других устройствах защиты и автоматики энергосистем Известны датчики составляющих синусоидальной электрической величины, содержащие два входных трансформатора, два транзисторных каскада с общим эмиттером, коллекторные цепи которых подключены к первому трансформатору , а базовые - ко второму Tl .Недостаток, данного устройства заключается-в низкой точности и недостаточном быстродействии. Как и в других аналогах, погрешность здесь образуется на переходах эмиттер-база эмиттер-коллектор транзисторов. Выходная величина выделяется в виде среднего значения электрического сиг нала сложной формы. Измерение же среднего значения сигналовтребует время,как правило, значительно превы шающее период сигнала. Наиболее близким к предлагаемому является датчик составляющих синусоидального тока, содержащий два входных трансформатора, к одному из которых через ключ подключены интегрирующие конденсаторы, а ко второму - формирователь, выход которого подключен к управляющему входу ключа L2J . Несмотря на некоторые преимущества в точности перед другими известнымй устройствами, данный датчик принципиально обладает такими же недостатками - низкими быстродействием и точностью. Удовлетворительные результаты по точности здесь могут быть достигнуты лишь в случае, когда трансформатор формирователя подключен к малоизменяющемуся напряжению сети. При этом к управляющему входу ключа подводится во всех случаях достаточно большое напряжение. Если же напряжение изменяется в большем диапазоне, например, при замере реактанса поврежденного участка линии электропередачи во время горения дуги, то на управляющий вход ключа может поступать напряжение, соизмеренное с падением напряжения на переходах ключа, что вызывает значительную погрешность.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается те1и, что датчик, содержащий два входных трансформатора, ключ и формирователь, первый вход которого подключен к выходу первого трансформатора, а выход - к управляющему входу Ллюча, ; снабжен амплитудным детектором и выпрямителем, имеющим дополнительный вход обратной связи, причем вход ключа подключен к выходу второго трансформатора через выпрямитель, выход ключа подключен к входу амплитудного детектора, выход которого соединен с дополнительным входом выпрямителя, кроме того, второй вхОд формирователя подключен к выходу второго трансформатора, выход амплитудного детектора является выходом дат.чика.

. На чертеже приведена блок-схема составляющих синусоидальной электрической величины.

Датчик составляющих синусоидальной электрической величины содержит два входных трансформатора 1 и 2, формирователь 3, выпрямитель 4, выход которого через ключ 5 соединен с входом амплитудного детектора 6.

В режиме вьвделения реактивной составляющей входного напряжения датчик работает следующим образом.

Входные электрические величины (ток и напряжение) через трансформаторы 1 и 2 соответственно поступаю на входы формирователя 3, Одновременно входное напряжение с выхода трансформатора 2 поступает на основной вход выпрямителя 4. Формирователь 3 формирует импульсы, обеспечивающие открытое состояние ключа 5 на время несовпадения знаков мгновенных значений входных величин. При этом выпрямитель 4 соединен с ампли тудным детектором с момента прохождения входного напряжения через ноль до момента, когда абсолютная величина мгновенного значения входного напряжения станет равна Ug,, Обратная связь с выхода амплитудного детектор на дополнительный вход выпрямителя обеспечивает во- время нарастания выходного напряжения его равенство абсолютной величине входного напряхсени После закрытия ключа 5 напряжение на выходе амплитудного детектора сохраняет значение UginM Д° которого зарядился конденсатор, входящий в состав амплитудного детектора. Приследуюидах импульсах формирователя несмотря на открытие ключа 5, состояние конденсатора не меняется. так ка выходное напряжение превышает входное ,

Выделение активной составляющей входного напряжения достигается соответствующей настройкой формирователя при которой осуществляется сдвиг выходной величины трансформатора 1 на угол 90.

Таким образом, предлагаемый датчи составляющих синусоидальной электрической величины обеспечивает формирование на выходе постоянного напряжения, пропорционального соответствующей составляющей, за время не превышаквдее 10 м-с(полупериода промышленной частоты), причем с высокой точностью.

Формула изобретения

Датчик составляющих синусоидальной электрической величины, содержащий два входных трансформатора,ключ и формирователь, первый вход которого подключен К- выходу первого трансформатора, а выход - к управляющему входу ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он снабжен амплтудным детектором и выпрямителем,имеющим дополнительный вход обратной связи, причем вход ключа подключен к выходу второго трансформатора чере выпрямитель, выход ключа подключен к входу амплитудного детектора, выход которого соединен с дополнительным входом выпрямителя, кроме того, второй вход формирователя подключен к выходу второго трансформатора, выход амплитудного детектора является выходом датчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Вострокмутов П,Н. и др. Применение полупроводников в устройствах репейной защиты, М., Высшая школа, 1962, с. 98,

2,Потаповский И,Б, и др. Датчик составляющих синусоидального тока, Промышленная энергетика, 1978, 10, с.-46-49, рис, 1 (прототип).