УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТРОЙКИ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТРОЙКИ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ


RU (11) 2180462 (13) C2

(51) 7 H02H9/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000110053/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.04.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.04.20 
(45) Опубликовано: 2002.03.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1504718 А1, 30.08.1989. SU 913514 А, 30.07.1980. SU 1686591 А2, 23.10.1991. ЕР 0083306 А1, 06.07.1983. DE 2911169 А1, 02.10.1980. 
(71) Заявитель(и): Томский политехнический университет 
(72) Автор(ы): Березницкий С.Л.; Вайнштейн Р.А.; Заподовников К.И.; Шестакова В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Томский политехнический университет 
Адрес для переписки: 634034, г.Томск, пр. Ленина, 30, ТПУ, отдел интеллектуальной и промышленной собственности 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТРОЙКИ КОМПЕНСАЦИИ ЕМКОСТНОГО ТОКА ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ 

Изобретение может быть использовано для сетей с компенсированной нейтралью. В известное устройство, содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, вводится трансформатор тока, включенный в цепь источника контрольного тока, первый промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения, а выход - к входу первого фильтра низкой частоты, трансреактор, включенный в цепь трансформатора тока, выход которого включен между выходом первого измерительного трансформатора напряжения и входом первого промежуточного трансформатора напряжения, второй промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения, а первый выход - к входу второго фильтра низкой частоты, потенциометр, подключенный к второму выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, третий фильтр низкой частоты, вход которого подключен к потенциометру, а выход - к второму входу фазового детектора, выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого фильтра низкой частоты, а выход - к второму входу делительного блока, причем первый измерительный трансформатор напряжения подключен к дугогасящему аппарату. Технический результат заключается в измерении расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю, что позволяет настраивать дугогасящие аппараты наиболее близко к резонансу и обеспечивает снижение количества однофазных замыканий на землю, перешедших в междуфазные и двойные на землю. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для сетей с компенсированной нейтралью.

Для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю применяют устройство [Гиря В.И., Петров О.А. Автоматическая настройка компенсации емкостных токов // Электрические станции, 1977, 3, с. 80-83], содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, усилитель мощности, генератор непромышленной частоты, блок автоматического регулирования настройки компенсации.

Недостатком данного устройства является необходимость выполнения элементов для обработки сигналов, обладающих высокой точностью и стабильностью.

Известно также устройство для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю [А.с. СССР 913517, МПК 4 Н 02 Н 9/08, БИ. 10, 1982] , содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, источник контрольного тока, подключенный к сети, реле, подключенное к дугогасящему аппарату, разделительный трансформатор, вход которого подключен к реле через контакт, частотный фильтр, вход которого подключен к выходу разделительного трансформатора, резистивный делитель, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока через контакт, фазоповоротную схему, вход которой подключен к резистивному делителю, схему сравнения, первый вход которой подключен к выходу частотного фильтра, а второй вход - к выходу фазоповоротной схемы, фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу схемы сравнения, а второй вход - к силовой обмотке источника контрольного тока, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, контакт, подключенный к измерительному устройству.

Недостаток данного устройства заключается в том, что данное устройство требует высокой точности и стабильности коэффициента передачи частотного фильтра.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю является устройство [А.с. СССР 1504718, МПК 4 Н 02 Н 9/08, БИ. 32, 1989], выбранное в качестве прототипа и содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, источник контрольного тока, подключенный к сети через дугогасящий аппарат и заземляющий трансформатор, первый измерительный трансформатор напряжения, подключенный к фазе сети, второй измерительный трансформатор напряжения, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока, первый фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения, второй фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения, фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра низких частот, блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу первого фильтра низких частот, а второй вход - к выходу фазовращателя, первый фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу блока сравнения, а второй вход - к выходу фазовращателя, второй фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу первого фильтра низких частот, а второй вход - к выходу фазовращателя, делительный блок, первый вход которого подключен к выходу первого фазового детектора, а второй вход - к выходу второго фазового детектора, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу делительного блока.

Недостатками данного устройства является то, что из-за подключения первого измерительного трансформатора напряжения к фазе сети на выходе данного трансформатора появляется напряжение, значительно превышающее напряжение с частотой источника контрольного тока, что вызывает нестабильность работы устройства, а также данное устройство требует высокой стабильности коэффициентов передачи используемых фильтров нижних частот.

Задача изобретения - повышение точности измерения и упрощение эксплуатации устройства путем уменьшения напряжения на выходе первого измерительного трансформатора напряжения и возможности снижения требований к стабильности коэффициентов передачи используемых фильтров нижних частот.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю, содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, первый измерительный трансформатор напряжения, источник контрольного тока, подключенный к сети через дугогасящий аппарат и заземляющий трансформатор, второй измерительный трансформатор напряжения, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока, первый фильтр нижних частот, второй фильтр нижних частот, фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя, делительный блок, первый вход которого подключен к выходу фазового детектора, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу делительного блока, согласно изобретению дополнительно вводится трансформатор тока, включенный в цепь источника контрольного тока, первый промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения, а выход - к входу первого фильтра низкой частоты, трансреактор, включенный в цепь трансформатора тока, выход которого включен между выходом первого измерительного трансформатора напряжения и входом первого промежуточного трансформатора напряжения, второй промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения, а первый выход - к входу второго фильтра низкой частоты, потенциометр, подключенный к второму выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, третий фильтр низкой частоты, вход которого подключен к потенциометру, а выход - к второму входу фазового детектора, выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого фильтра низкой частоты, а выход к второму входу делительного блока. Причем первый измерительный трансформатор напряжения подключен к дугогасящему аппарату.

Именно заявленное выполнение устройства обеспечивает возможность измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю при уменьшении напряжения на выходе первого измерительного трансформатора напряжения и возможность снижения требований к стабильности коэффициентов передачи используемых фильтров нижних частот, тем самым выполняется задача изобретения.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с существующим, позволяет проще и с меньшей абсолютной погрешностью (1-2%) измерить расстройку компенсации емкостного тока замыкания на землю. Эксплуатация заявленного устройства более проста и надежна. Это достигается за счет уменьшения напряжения на выходе первого измерительного трансформатора напряжения и снижения требования к стабильности коэффициентов передачи используемых фильтров нижних частот.

На чертеже представлена схема устройства для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю.

Устройство содержит объект измерения - дугогасящий аппарат 1, связанный с сетью через заземляющий трансформатор 2, первый измерительный трансформатор напряжения 3, подключенный к дугогасящему аппарату 1, источник контрольного тока 4, подключенный к сети через дугогасящий аппарат 1 и заземляющий трансформатор 2, второй измерительный трансформатор напряжения 5, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока 4. Первый фильтр нижних частот 6, второй фильтр нижних частот 7, выполненные по структуре Рауха. Фазовращатель 8, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот 7, фазовый детектор 9, выполненный на операционном усилителе, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя 8, делительный блок 10, выполненный на микросхеме, первый вход которого подключен к выходу фазового детектора 9, измерительный прибор 11, вход которого подключен к выходу делительного блока 10, трансформатор тока 12, включенный в цепь источника контрольного тока 4, первый промежуточный трансформатор напряжения 13, вход которого подключен к выходу первого измерительного трансформатора напряжения 3, а выход - к входу первого фильтра низкой частоты 6. Трансреактор 14 - трансформатор с воздушным зазором в магнитном сердечнике, вход которого включен в цепь трансформатора тока 12, а выход - между выходом первого измерительного трансформатора напряжения 3 и входом первого промежуточного трансформатора напряжения 13, второй промежуточный трансформатор напряжения 15, вход которого подключен к выходу второго измерительного трансформатора напряжения 5, а первый выход - к входу второго фильтра низкой частоты 7, потенциометр 16, подключенный к второму выходу второго промежуточного трансформатора напряжения 15. Третий фильтр низкой частоты 17, выполненный по структуре Рауха, вход которого подключен к потенциометру 16, а выход - к второму входу фазового детектора 9. Вход выпрямителя 18, выполненного на управляемых диодах, подключен к выходу первого фильтра низкой частоты 6, а выход к второму входу делительного блока 10.

Устройство работает следующим образом. Источник контрольного тока 4 накладывает на сеть контрольный переменный ток непромышленной частоты, например 25 Гц. В цепи трансформатора тока 12 протекает ток, пропорциональный току в дугогасящем аппарате 1. На вторичной обмотке трансреактора 14 появляется напряжение UTAV, определяемое током в первичной обмотке, включенной в цепь трансформатора тока 12. На вторичной обмотке первого измерительного трансформатора напряжения 3 появляется напряжение UДГР, пропорциональное напряжению на дугогасящем аппарате 1. На первый промежуточный трансформатор 13 подается сумма напряжений на дугогасящем аппарате и на трансреакторе (UДГР+UTAV). На вторичной обмотке второго измерительного трансформатора напряжения 5 появляется напряжение U, пропорциональное напряжению на силовой обмотке источника контрольного тока 4, которое используют в качестве опорного.

Опорное напряжение U через второй промежуточный трансформатор 15 подается на потенциометр 16, включенный в первую вторичную обмотку второго промежуточного трансформатора 15. Также опорное напряжение со второй вторичной обмотки второго промежуточного трансформатора 15 подается через второй фильтр низкой частоты 7 и фазовращатель 8 на первый управляющий вход фазового детектора 9. Потенциометр 16 подобран таким образом, чтобы напряжение на нем было равно 1/3 от опорного напряжения U. Вторичная обмотка промежуточного трансформатора 13 и первая вторичная обмотка промежуточного трансформатора 15 включены таким образом, чтобы напряжения на них вычитались друг из друга. С выхода потенциометра 16 разность суммарного напряжения на дугогасящем аппарате и на трансреакторе со вторичной обмотки промежуточного трансформатора 13 и напряжения на потенциометре 16 через третий фильтр низкой частоты 17 подается на второй вход фазового детектора 9, где сравнивают полученную разность напряжений с опорным напряжением и выделяют из результата сравнения ортогональную составляющую, совпадающую по направлению с опорным напряжением. Информационный сигнал с выхода фазового детектора 9 подается на первый вход делительного блока 10.

Сумма напряжений на дугогасящем аппарате и на трансреакторе (UДГР+UTAV) со вторичной обмотки промежуточного трансформатора 13 подается через первый фильтр низкой частоты 6 и выпрямитель 18 на второй вход делительного блока 10, где выделенная фазовым детектором 9 ортогональная составляющая делится на напряжение, пропорциональное сумме напряжений на дугогасящем аппарате и на трансреакторе. Напряжение с делительного блока 10 подается на измерительный прибор 11.

Таким образом, устройство работает в соответствии со следующим соотношением:



где - измеряемая расстройка компенсации;

UДГР - напряжение непромышленной частоты на дугогасящем аппарате;

UTAV - напряжение непромышленной частоты на трансреакторе;

U - напряжение источника контрольного тока. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для измерения расстройки компенсации емкостного тока замыкания на землю, содержащее объект измерения - дугогасящий аппарат, связанный с сетью через заземляющий трансформатор, первый измерительный трансформатор напряжения, источник контрольного тока, подключенный к сети через дугогасящий аппарат и заземляющий трансформатор, второй измерительный трансформатор напряжения, подключенный к силовой обмотке источника контрольного тока, первый фильтр нижних частот, второй фильтр нижних частот, фазовращатель, вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, фазовый детектор, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя, делительный блок, первый вход которого подключен к выходу фазового детектора, измерительный прибор, вход которого подключен к выходу делительного блока, отличающееся тем, что в него дополнительно введены трансформатор тока, включенный в цепь источника контрольного тока, первый промежуточный трансформатор напряжения, выход которого подключен к входу первого фильтра низкой частоты, трансреактор, включенный в цепь трансформатора тока, выход которого включен между выходом первого измерительного трансформатора напряжения и входом первого промежуточного трансформатора напряжения, второй промежуточный трансформатор напряжения, вход которого подключен к выходу второго фильтра низкой частоты, потенциометр, подключенный к второму выходу второго промежуточного трансформатора напряжения, третий фильтр низкой частоты, вход которого подключен к потенциометру, а выход к второму входу фазового детектора, выпрямитель, вход которого подключен к выходу первого фильтра низкой частоты, а выход к второму входу делительного блока, причем первый измерительный трансформатор напряжения подключен к дугогасящему аппарату, а вторичная обмотка первого промежуточного трансформатора напряжения и первая вторичная обмотка второго промежуточного трансформатора напряжения включены таким образом, чтобы напряжения на них вычитались.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru