SU1398014A1 - Устройство дл компенсации погрешности измерительного трансформатора тока - Google Patents

Description

(21)3941143/24-07

(22)13.08.85

(46) 23.05.88. Бюл. К 19

(71)Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе

(72)С.Л.Кужеков, Н.И.Цыгулев и П.Я.Негримовский

(53)621.317.925 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1098060, кл. Н 02 Н 3/28, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 633085, кл. Н 02 Н 3/28, 1978.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА

(57)Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к релейной защите , и предназначено дл  компенсации погрешности измерительного трансформатора токаг Цель изобретени  - повьшение точности компенсации в первом периоде переходного процесса при. возникновении короткого замыкани .

Сигнал от измерительного трансформатора тока (ИТТ) 1 через промежуточньй ТТ 2 поступает на вход блока 13 вы влени  момента насыщени , вход ключа 4 и один из входов сумматора 9. При отсутствии насыщени  ИТТ 1 ключи 4,5 и 6 разомкнуты, компенсаци  не осуществл етс  и сигнал на выходе сумматора 9 пропорционален вторичному току ИТТ. В момент насыщени  ИТТ 1 срабатывает блок 13 и замыкает ключ 4 и один из ключей 5 или 6 (в зависимости от пол рности тока i. При этом на выходе интегратора 7 по вл етс  сигнал, пропорциональный потоко- сцеплению вторичной обмотки ИТТ 1, а через ключ 5 (6) на вход нелинейного элемента 8 поступает сигнал, пропорциональный потокосцегшеншо насыщени  (). Сигнал на выходе элемента 8, пропорциональный току намагничивани , суммиру сь в элементе -9 с сигналом, пропорциональным вторичному току ИТТ 1, дает на выходе элеменi

а

С

со со

00

1398014

та 9 сигнал, пропорциональный первич- щени   вл етс  совпадение знаков входному току ИТТ 1. Условием срабатыва-ного сигнала и его второй пронзвод- ни  блока 13 вы влени  момента насы- ной, 1 з;п. ф-лы, 2 ил

1

Изобретение относитс  к области релейной защиты и предназначено дЛ  компенсации погрешности работающего на активную нагрузку измерительного трансформатора тока,, обусловленной насьпцением его магнитопровода.

Цель изобретени  - повышение точности компенсации в первом периоде переходного процесса при возникновении короткого за1у«ыкани .

На фиг, 1 приведена схема устройства дл  компенсации погрешности измерительного трансформатора тока, реализованна  на базе операционных усилителей; на фиг.2 - то же, реализаци  на пассивных элементах.

Устройство содержит промежуточньй трансформа ор тока (ИТТ), первична  обмотка которого имеет зажимы дл  додклзочени  в цепь вторичной обмот- к  измерительного тр,ансформатора 1 тока (ИТТ),  вл ющийс  нагрузкой вторичной обмотки ПТТ 2 шунт 3, цервый |4, второй 5 и третий 6 полупроводниковые ключи, интегратор 7, нелиней- ньй элемент 8, сумматор 9, источники положительного 10 и отрицательного

11опорных напр жений, элемент ИЛИ 12 и блок 13 вы влени  момента насыщени . Параллельно шунту 3 через первый полупроводниковый ключ 4 подкхло- чен вход интегратора 7, выход которого св зан с первым входом нелинейноiо элемента 8. Выход последнего соединен с первым входом сумматора 9,, второй вход которого подключен параллельно шунту 3. Источники положительного 10 и отрицательного 11 опорных напр жений через ключи 5 и 6 подключены соответственно к второму и третьему входам нелинейного элемента 8, Управл ющие входы первого 4, второго 5 и третьего 6 ключей соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ

12и первым и вторым выходами блока

13вы влени  момента насыщени . Выходы последнего св заны соответст

0

5

0

5

5

венно с первым и вторым входами элемента ИЛИ 12.

Блок 13 вы влени  момента насыщени  магнитопровода ИТТ 1 состоит из первого и второго последовательно включенных дифференцирующих звеньев 14 и первого 15 и второго 16 элементов И, реагирующих соответственно на положительные и отрицательные уровни входных сигналов. Первые, вторые и третьи входы элементов И 15 и 16 подключены соответственно к входу и выходу первого и к выходу второго дифференцирующих звеньев 14. При этом входом и первым и вторым выходами блока 13 вы влени  момента насьпцени   вл ютс  соответственно вход первого дифференцирующего звена 14 и выходы первого 15 и второго 16 элементов И.

При разработке устройства прин то , что нагрузка ИТТ  вл етс  чисто активной (это справедливо дл  большинства устройств релейной защиты), а индуктивностью рассе ни  цепи вторичной обмотки ИТТ можно пренебречь.

Параметры элементов интегратора выбираютс  так, чтобы коэффициент передачи его был пропорционален активному сопротивлению R вторичной цепи ИТТ.

Напр жение источников опорного напр жени  выбираетс  равным

k(±fs),

где j- по то ко сцепление насьщени , k - коэффициент подоби .

Устройство работает следзпощим образом.

До момента замыкани  полупроводниковых ключей 4-6 на вход сумматора 9 подаетс  сигнал, пропорциональный току ij ИТТ, Так как при этом магнитопровод ТТ не насыщен, то ij i,f, поэтому выходной сигнал сумматора 9 пропорционален приведенному первичному току ИТТ 1 i,

В момент t| насьщени  ИТТ :;амы- каетс  ключ 4, управл емый сигналом с выхода элемента ИЛИ 12. На выходе интегратора 7 по вл етс  напр жение пропорциональное потокосцегшению вторичной обмотки ИТТ, обусловленному взаимоиндукцией между его первичной и вторичной обмотками на интервале насыщенного состо ни  ИТТ. Указанное напр жение подаетс  на вход нелинейного элемента 8, причем одновременно на другой вход подаетс  с помощью ключа 5 (или 6) посто нное напр жение (или ) Кгаоч 5 замыкаетс  в момент насыщени  ИТТ положительной полуволной тока, а ключ 6 - при насыщении отрицательной полуволной тока.

Сигнал, поступающий на вход нелинейного элемента 8 на интервале насьщенного состо ни  ТТ, можно представить в виде выражени 

и kCfs +R2 J ijdt). (1)

5

Нелинейный элемент В преобразует входной сигнал в напр жение, пропорциональное намагничиванмцему току ИТТ 1ц , которое затем подаетс  на вход сумматора 9. На выходе сумматора 9 по вл етс  сигнал, пропорциональный первичному току ИТТ

k(i7+io)k i .

При выходе ИТТ из насыщени  ключи 4-6 размыкаютс  и напр жение на выходе сумматора 9 вновь пропорционально вторичному току ij, КОТО1 1Й

равен току i.

Таким образом, устройство компенсации погрешностей подключаетс  в мо мент насыщени  ТТ и отключаетс  при выходе его из насьщени .

Блок 13 вы влени  момента насыщени  состоит из двух дифференцирующих звеньев 14 и двух разнопол рных эле- ментов И, один из которых работает при положительной полуволне тока, другой - при отрицательной.

При насьпцении магнитопровода ИТТ вторичный ток измен етс  по экспоненциальному закону. Это условие фиксируетс  блоком 13 вы влени  момента

насьпцени , так как

Claims (2)

1. Устройство дл  компенсации по грешности измерительного трансформа

0

5

0

5

о

5

0

5

Входы элементов И 15 и 16, подключенные к выходу первого дифференци- р тощего звена, обеспечивают более четкое определение момента насьпцени  в переходном режиме, когда первичный ток состоит из периодической и апериодической слагающих,

При реализации на пассивных элементах (фиг.2) устройство состоит из промежуточного трансформатора 2 тока, включенного во вторичную цепь ИТТ 1, активно-емкостной цепи 17 и 18, шунтов 19 и 20, нелинейного преобразова- тел - На стабилитронах 21 и.22 и резисторе 23, стабилитронов 24 и 25, подключаемых в цепь преобразовател  с помощью ключей 5 и 6, и токоограничи- вающего резистора 26. Блок вы влени  момента насьвдени  имеет схему, показанную на фиг.1.

Устройство работает аналогично первому варианту. До насыщени  ИТТ выходной ток устройства пропорционален вторичному току ИТТ ii. В момент насьщени  ИТТ замыкаетс  один из ключей 5 или 6 (определ етс  пол рностью тока ij) размыкаетс  ключ 4 и на вход преобразовател  на элементах 21- 23 подаетс  напр жение, определ емое выражением (1). При этом напр жение на шунте 20 пропорционально намагни- чивагацему току ТТ, а сигнал на выходе устройства равен , т.е. пропорционален приведенному первичному току ТТ 1 .

Таким образом, введением блока вы влени  момента насыщени , полупроводниковых ключей и источников опорных напр жений обеспечиваетс  учет ; остаточной индукции,в магнитопроводе ИТТ в момент возникновени  короткого замыкани , что позвол ет повысить точность компенсации в первом периоде переходного процесса. Учитьша , что остаточна  индукци  может находитьс  в пределах +1,0 Т, неучет ее может приводить к большим погрешност м в начальные моменты времени возникновени  короткого замыкани . Предлагаемое устройство в отличие от известного работает с достатот1ной точностью уже на первом периоде возникновени  короткого замыкани .

1. Устройство дл  компенсации погрешности измерительного трансформатора тока, соде ржанце е промежуточный трансформатор тока с шунтом во вторичной обмотке, первична  обмотка которого имеет зажимы дл  подключени  в цепь вторичной обмотки измерительного трансформатора тока,интегратор , выход которого соединен с первым входом нелинейного элементами сумматор первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу нелинейного элемента и параллельно шунту ,, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности компенсации в первом периоде переходного процесса при возникновении короткого замыкани , дополнительно введены блок вы влени  момента насьщейи , первый, второй и третий полупроводниковые ключи и элемент ИЛИ, при этом через первый полупроводниковый ключ вход упом нутого интегратора подключен параллельно шунту, вто1эой и третий полупроводниковые ключи соедин ют источники положительного и от- 25 на и выходы первого и второго элерицательного опорных напр жений соответственно с вторым и третьим входами упом нутого нелинейного элеменВНИИПИ Заказ 2605/53 Тираж 650.

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

5

0

та, управл к цие входы второго и третьего полупроводниковых ключей подключены к первому и второму входам элемента ИЛИ и первому и второму выходам блока вы влени  момента насыщени , вход которого подключен параллельно шунту, выход элемента ИЛИ соединен с управл ющим входом первого полупроводникового ключа.

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что блок вы влени  момента насьш1ени  состоит из первого и второго последовательно включенных дифференцирующих звеньев и первого и второго элементов И, реагирующих соответственно на положительные и отрицательные уровни входных сигналов, при этом первые, вторые и третьи входы обоих элементов И подключены соответственно к входу и выходу первого и к выходу второго дифференцирующих звеньев, вход первого дифференцирующего зве-

ментов И  вл ютс  соответственно входом и первым и вторым выходами блока вы влени  момента насыщени .

- 0П

Фие.2

Подписное