Устройство для измерения остаточной индукции в сердечнике трансформатора тока Советский патент 1982 года по МПК G01R33/12 

(54) УСТЮЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСТАТОЧНОЙ ИНДУКЦИИ В СЕРДЕЧНИКЕ ТРАНСФОРМАТОРА TdkA

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроизмерительной технике. Эффективное исиользование предполагается в области релейной заищты электроэнергетических систем и электроустановок.

Известны устройства для измерения характеристик постоянного во времени магнитного поля, содержащие измерительную катушку, катушку взаимной индуктивности и баллистический гальванометр П.

При измерении в устройстве необходамо изменить поток, сцепляющийся с витками измерительной катушки. Осуществить изменение потокосцепления можно одним из следующих способов: выдернуть измерительную катзшису из поля, либо повернуть ее на 180°, вращать измерительную катущку в измеряемом поле с постоянной скоростью, качать измерительную катуфку относительно ее среднего попоже- . ния (и т. д.).

Однако такие устройства для измерения требую доступа непосредственно к сердечнику и содержат противоречивые требования плотного прилегания измерительной катущки к сердечнику и особого рода подвижности ее.

Известно также устройство для измерения магнитных параметров, содержащее испытуемый и образцовый элементы, блок сравнения и индикатор 2.

Однако точность измерений в нем недостаточна.

Цель изобретения - повышение точности процесса измерений.

10

Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее испытуемый и образцовый трансформаторы тока с последовательно соединенными первичнь1ми обмотками и резисторами, подключенными к их вторичным обмоткам ,

15 и электроизмерительный прибор, введены интегратор,, два сумматора, нелинейный функциональный преобразователь, блок сравнения и три мacцJтaбиpyющиx блока, входы двух из которых и вход интегратора подключены к ре20зистору испытуемого трансформатора, вход третьего масштабирующего блока - к резисто ру образцового трансформатора, выход его и выход второго масштабирующего блока через 3 первый сумматор и нелинейный функциональный преобразователь подключены к первому ьходу блока сравнения, выход интегратора и первого масштабирующего блока через второй сумматор - к второму входу блока сравнения связанного с регистрирующим прибором. На чертеже изображена блок-схема устройства. Испытуемый трансформатор 1 тока нагруже резистором 2, который осуществляет преобразо aafuie вторичного тока в пропорциональное напряжение. Трансформатор 3 тока образцовый предназначен для точного замера первичного тока трансформатора 1. Трансформатор 3 также нагружен резистором 4, напряжение на котором пропорционально первичному току трансформатора 1, поскольку трансформатор 3 должен работать практически без заметной погрешности, что обеспечивается соответствующим его исполнением и надлежащей величиной вторичной нагрузки; Устройство содержит также интегрирующий блок 5; масштабирующи блоки 6, 7 и 8 служат для изменения масштаба, т. е. для увеличения или уменьшения в необходимом размере величины подаваемых на вход напряжений, тем самым вводятся необходимые постоянные коэффициенты. Сумматоры 9 и 10 суммируют подаваемые на их входы напряжения. Н-линейный функциональный преобразователь 11 призван обеспечить зависимость выходного напряжения от входного такого же вида, что и зависимость В(Н) в сердечнике испытуемого трансформатора 1. Блок сравнения на резисторах 12 и 13 осуществляет вычитание, в результате которого образуется постоянное напряжение, представляющее остаточную индукцию Вг, какой она была до начала измерения в сердечнике трансфор матора 1. Постоянную эту величину измеряют показывающим прибором 14. Работает устройство следующим образом. Первичный и вторичный ток испытуемого трансформатора 1 преобразуют с помощью резисторов 2 и 4, подключенных к вторичным обмоткам трэ-нсформаторов 1 и 3, в измеряемые пропорциональные напряже1шя, которые затем преобразуют интегрирующим, масштабны ми, суммирующими и нелинейными блоками и вычитают друг из друга, причем результат вычитания измеряют показывающим прибором В устройстве образцовый предварительно размагниченный трансформатор 3 служит для точного измерения первичного тока, протекающего в первичной обмотке трэнсформатора 1. Напряжения, пропорциональные вторичному и первичному току испытуемого трансформатора 1, снимаются с резисторов 2 и 4 соответствен но. Напряжение на резисторе 2 пропорционально вторичному току с коэффициентом k, который зависит от сопротивления резистора 2. Напряжение на резисторе 4 пропорционально вторичному току трансформатора 3, а поскольку он образцовый, то оно пропорционально первичному току, протекающему в первичных обмотках трансформаторов 1 и 3, соединенных последовательно, с коэффициентом п, который зависит от коэффициента трансформации трансформатора 3 и величины сопротивления резистора 4. -Напряжение с резистора 2 поступает на вход интегрирующего блока 5 с коэффициентом R/kWjS и на входы двух масштабирующих блоков: 6 с коэффициентом L/kW2S и 7 с коэффициентом Wj/kl. Выходное напряже1ше интегрирующего блока 5 и масштабирующего блока 6 подается в сумматор 9, напряжение на выходе которого представляет индукцию в в сердечнике трансформатора 1 с учетом остаточной .индукции Вг. Напряжение с резистора 4 подается на масштабирующий блок 8 с коэффициентом Wj/ri, из которого вычитается выходное напряжение масштабирующего блока 7, так что на выходе сумматора 10 образуется напряжение, представляющее напряженность Н в сердечнике трасформатора 1. Это последнее поступает на вход нелинейного функционального преобразователя 11, который осуществляет зависимость выход-вход В(Н), характерную для сердечника трансформатора 1, и на выходе преобразователя 11 получаем напряжение, представляющее индукцию В в сердечнике трансформатора 1, обусловленную током ij. На резисторах 12 и 13 производится вычитание В -В, т. е. вычитание соответствующих напряжений, в результате чего получаем напряжение, представляющее остаточную индукцию Вт в сердечнике испытуемого трансформатора 1, какова она была до начала измерений. Это напряжение измеряем показывающим прибором 11 с соответствующей градуировкой. Таким образом, благодаря достижению цели изобретения, процесс измерения остаточной индукции в сердечниках трансформаторов значительно упрощается. В техническом аспекте это позволит более точно }читывать фактические характеристики применяемых трансформаторов и их параметры, что должно повысить точность измерений. Экономический эффект будет сказываться в уменьшении затрат на измерения, благодаря их ускорению. Формула изобретения Устройство для измерения остаточной индукщш в сердечнике трансформатора тока, содержащее испытуемый и образцовый трансформаторы тока с последовательно соединенными первич}1ыми обмотками и резисторами, подключен59ными к их вторичным обмоткам, и электроизмерительный прибор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены интегратор, два сумматора, нелинейный функциональный преобразователь, блок сравнения и три масштабирующих блока, вхЬды двух из которых и вход интегратора подключены к резистору испытуемого трансформатора, вход тр тьего масштабирующего блока - к резнетору образцового трансформатора, выход его и выход второго масштабирующего блока через первый сумматор и нелинейный функцио8нальный преобразователь подключены к первому входу блока сравнения, выход интегратора и первого масштабирующего блока через второй сумматор - к второму входу блока сравнения, связанного с регистрирующим прибором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Электрические измерения. Под. ред. А. В. Фремке. Л., Энергия, 1973, с. 263 265. 2.Авторское свидетельство СССР № 664133, кл. G 01 R 33/12, 1975.

О

г

о

а