УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА


RU (11) 2192020 (13) C1

(51) 7 G01R35/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

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

(14) Дата публикации: 2002.10.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2001104740/09 
(22) Дата подачи заявки: 2001.02.19 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2001.02.19 
(45) Опубликовано: 2002.10.27 
(56) Аналоги изобретения: ЛЮБИМОВ Л.И. Вопросы поверки и аттестации масштабных преобразователей переменного тока. - М.: Машиностроение, 1984, с.4-13, 21-27. RU 2086996 С1, 10.08.1997. SU 1334099 A1, 30.08.1987. RU 2024890 С1, 15.12.1984. 
(71) Имя заявителя: Нефедьев Дмитрий Иванович 
(72) Имя изобретателя: Нефедьев Д.И. 
(73) Имя патентообладателя: Нефедьев Дмитрий Иванович 
(98) Адрес для переписки: 440901, Пензенская обл., г. Заречный, ул. Строителей, 10, кв.38, Д.И. Нефедьеву 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА 

Использование: в электроизмерительной технике для поверки измерительных трансформаторов тока в широком диапазоне измеряемых величин и частот. Устройство коаксиальный частотонезависимый шунт в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока, выполненный в виде трех параллельно соединенных резисторов низкой точности с возможностью их отключения из цепи первичной обмотки и измерения коэффициента преобразования коаксиального частотонезависимого шунта. Измерительная цепь для определения токовой и угловой погрешности измерительного трансформатора тока выполнена в виде электромагнитного компаратора токов, первое плечо которого выполнено однодекадным, второе многодекадным. Первое плечо через переменный резистор подключено к потенциальным зажимам третьего резистора коаксиального частотонезависимого шунта в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока. Второе плечо через резистор подключено к потенциальным зажимам коаксиального частотонезависимого шунта в цепи его вторичной обмотки. Номинальное значение его сопротивления равно номинальному значению сопротивления третьего резистора коаксиального частотонезависимого шунта в цепи первичной обмотки. Обмотка для определения угловой погрешности измерительного трансформатора тока через фазосдвигающий конденсатор подключена ко вторичной обмотке вспомогательного трансформатора тока. Индикаторная обмотка присоединена к нулевому индикатору. Техническим результатом является упрощение конструкции устройства, повышение точности поверки измерительных трансформаторов тока в широком диапазоне токов и частот. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для поверки измерительных трансформаторов тока в широком диапазоне измеряемых величин и частот.

Известно устройство для поверки измерительных трансформаторов тока, содержащее эталонный трансформатор тока с коэффициентом трансформации, равным коэффициенту трансформации поверяемого трансформатора тока, дифференциально-нулевой аппарат и источник переменного тока [1].

Недостаток этого устройства заключается в сложности его применения для поверки трансформатора тока из-за необходимости периодической поверки эталонных трансформаторов тока.

Известно устройство для поверки измерительных трансформаторов тока на основе компарирования токов, содержащее компаратор токов трансформаторного или автотрансформаторного типа с коэффициентами трансформации, равным коэффициенту трансформации поверяемого трансформатора тока, источник переменною тока и указатель разности коэффициентов преобразования поверяемого трансформатора тока [2].

Недостаток этого устройства заключается в сложности поверки компаратора токов, применяемого в устройстве.

Известно устройство для поверки измерительных трансформаторов тока с разными номинальными коэффициентов трансформации, содержащие одноразрядный или многоразрядный индуктивный делитель тока, источник переменного тока и указатель разности коэффициентов преобразования поверяемого трансформатора тока и индуктивного делителя тока [3,4].

Недостаток известного устройства заключается в сложности изготовления и поверки индуктивного делителя тока, применяемого в устройстве.

Известно устройство (прототип) для поверки измерительных трансформаторов тока, содержащее источник переменного тока, коаксиальные частотонезависимые шунты, магазины сопротивления и емкости и нуль-индикатор [5].

Недостаток известного устройства (прототипа) заключается в сложности изготовления частотонезависимых коаксиальных шунтов высокой точности, а также в ограниченном диапазоне измеряемых величин.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке технического решения, которое обеспечивает получение следующих технических результатов:

- конструктивное упрощение устройства для поверки измерительных трансформаторов тока;

- повышение точности поверки измерительных трансформаторов тока в широком диапазоне токов и частот.

Эта задача решена в результате того, что устройство для поверки измерительных трансформаторов тока содержит коаксиальный частотонезависимый шунт в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока, выполненные в виде трех параллельно соединенных резисторов низкой точности и (0,1 - 1,0%) с возможностью их отключения из цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока и изменения коэффициента преобразования коаксиального частотонезависимого шунта, при этом потенциальные зажимы первых двух резисторов с меньшим сопротивлением присоединены к токовым зажимам третьего резистора с большим сопротивлением [6] . Измерительная цепь для определения токовой и угловой погрешности измерительного трансформатора тока выполнена в виде электромагнитного компаратора токов, первое плечо которого выполнено однодекадным, второе многодекадным, при этом первое плечо через переменный резистор подключено к потенциальным зажимам третьего резистора шунта, второе плечо через резистор подключено к потенциальным зажимам шунта в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, номинальное значение сопротивления которого равно номинальному значению сопротивления третьего резистора коаксиального частотонезависимого шунта в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока, обмотка для определения угловой погрешности измерительного трансформатора тока через фазосдвигающий конденсатор подключена ко вторичной обмотке вспомогательного трансформатора тока, первичная обмотка которого подключена последовательно с первичной обмоткой измерительного трансформатора тока, а индикаторная обмотка присоединена к нулевому индикатору.

Возможность поверки измерительных трансформаторов тока в широком диапазоне токов и частот обеспечивается тем, что в устройстве используются коаксиальные частотонезависимые шунты, рассчитанные на большие токи, а также электромагнитный компаратор токов высокой точности.

На фиг. 1 приведена схема устройства для поверки измерительных трансформаторов тока при определении 1 и 2;

на фиг. 2 приведена схема устройства для поверки измерительных трансформаторов тока при балансировке плеч компаратора токов и при определении 3.

Устройство для поверки измерительных трансформаторов тока содержит источник переменного тока 1, коаксиальные частотонезависимые шунты в цепи первичной и вторичной обмоток измерительного трансформатора тока 2 и 3, электромагнитный компаратор токов 4, вспомогательный трансформатор тока 5 и поверяемый измерительный трансформатор тока 6 с резистивно-индукивной нагрузкой 7 во вторичной цепи измерительного трансформатора тока 6. Коаксиальный частотонезависимый шунт 2 в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока 6 выполнен в виде трех параллельно соединенных резисторов 8, 9, 10 низкой точности с возможностью их отключения из цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока и изменения коэффициента преобразования шунта посредством коаксиальных разъемов, рассчитанных на большие тики, при этом потенциальные зажимы первых двух резисторов 8, 9 присоединены к токовым зажимам третьего резистора 10 коаксиального частотонезависимого шунта 2. Номинальные значения сопротивления резисторов 8, 9, 10 коаксиального частотонезависимого шунта 2 находятся между собой в соотношении 1:10:100. Например, номинальное значение сопротивления резистора 8 равно 0.001 Ом, резистора 9 - 0.01 Ом, резистора 10 - 0.1 Ом. При этом следует отметить, что знать точные значения сопротивлений резисторов 8, 9, 10, а также величину их отношений не требуется [6]. Коаксиальный частотонезависимый шунт 3 в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока 6 конструктивно выполнен аналогично резисторам шунта 2, номинальное значение сопротивления которого равно номинальному значению сопротивления резистора 10 коаксиального частотонезависимого шунта 2 в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока 6, т.е. равно 0.1 Ом.

Электромагнитный компаратор токов 4 выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования, первое плечо 11 выполнено однодекалным и через переменный резистор 13 подключено к потенциальным зажимам третьего резистора 10 коаксиального частотонезависимого шунта 2, второе плечо 12 выполнено многодекадным и через резистор 14 подключено к потенциальным зажимам коаксиального частотонезависимого шунта 3 в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, а также обмотку для определения угловой погрешности измерительного трансформатора тока 15, которая присоединена к вспомогательному трансформатору тока 5 через фазосдвигающий конденсатор 16, первичная обмотка которого подключена последовательно с первичной обмоткой измерительного трансформатора тока 6. Индикаторная обмотка 17 компаратора токов 4 присоединена к нулевому индикатору 18.

Работа устройства для поверки измерительных трансформаторов тока заключается в следующем.

Перед операцией поверки измерительных трансформаторов тока производится балансировка плеч компаратора токов 4 в следующей последовательности. Собирается схема в соответствии с фиг.2. При этом значение сопротивления коаксиального частотонезависимого шунта 2 в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока 6 равно значению сопротивления резистора 10. В цепи вторичной обмотки поверяемого измерительного трансформатора тока 6 выставляется номинальное значение тока, например 12 = 5 (А). На плечах компаратора токов 11,12 выставляются значения, равные единице (отсчеты по шкалам первого плеча 11 и второго плеча 12 компаратора токов 4 соответственно равны: = 1, = 1). Затем при помощи переменного резистора 13 в первом плече компаратора токов (например, магазина сопротивлений) добиваются равенства нулю магнитного потока в сердечнике компаратора токов 4, что отмечается по нулевому (минимальному) показанию нулевого индикатора 18.

Далее производится измерение коэффициента трансформации измерительного трансформатора тока и выполняются следующие операции. Собирается схема в соответствии с фиг.1. При этом коаксиальный частотонезависимый шунт 2 в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока 6 составлен из трех параллельно соединенных резисторов 8, 9, 10, выполняющих функции делителя тока. Схема уравновешивается путем урегулирования ампер-витков в плечах 11, 12 и обмотке для определения угловой погрешности измерительного трансформатора тока 15 компаратора токов 4. Выполняется равенство:



где R8, R9, R10 - сопротивление резисторов 8, 9, 10 коаксиального частотонезависимого шунта 2;

К6 - коэффициент трансформации измерительного трансформатора тока 6;

1 - отсчет по шкале второго плеча 12 компаратора токов 4.

На следующем этапе измерений коаксиальный частотонезависимый шунт 2 составляется из двух параллельно соединенных резисторов 8, 10. Производится уравновешивание схемы и составляется новое равенство:



Далее собирается схема в соответствии с фиг.2, при этом коаксиальный частотонезависимый шунт 2 в первом плече 11 компаратора токов 4 составляется из двух параллельно соединенных резисторов 9, 10. Затем производится уравновешивание схемы, что соответствует новому равенству:



При этом левые части равенств (1), (2), (3) являются коэффициентами шунтирования коаксиального частотонезависимого шунта 2 или его элементов [4, 5].

Решая совместно уравнения (1), (2), (3), находим коэффициент трансформации К6 измерительного трансформатора тока по полученным значениям 1,2,3. Для этого перепишем уравнение (1) в виде:



Из выражений (2) и (3) найдем соответственно R8 и R9:





Подставляя выражения (5) и (6) в (4), после несложных промежуточных преобразований, получим:



В случае, если при балансировке плеч компаратора токов отношение плеч что имеет место при поверке измерительных трансформаторов тока на большие первичные токи, то выражение (7) принимает вид:



Так как в процессе поверки измерительного трансформатора тока 6 не требуется знать точное значение сопротивления коаксиальных частотонезависимых шунтов 2, 3 или их отношения, то обеспечивается по сравнению с прототипом упрощение устройства для поверки измерительных трансформаторов тока.

С точки зрения точности поверки трансформаторов тока единственным требованием к коаксиальным частотонезависимым шунтам 2, 3 является независимость их сопротивлений от частоты и от изменения тока в широком диапазоне, что обеспечивается коаксиальным исполнением указанных шунтов, выбором соответствующего материала шунтов (например, манганина). Конструкция коаксиальных шунтов приведена в [6, 7].

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет определять с высокой точностью и в широком диапазоне токов и частот коэффициент трансформации измерительных трансформаторов тока, что обеспечивается за счет нового системного эффекта путем объединения в систему коаксиального частотонезависимого шунта 2 низкой точности и компаратора токов 4 высокой точности.

Источники информации

1. ГОСТ 8.217-86. Трансформаторы тока. Методы и средства поверки.

2. Векслер А.З. Применение магнитного компаратора для измерительных трансформаторов переменного тока / А.З. Векслер, Б.В. Захаров // Труды институтов Комитета стандартов. - М. : Издательство стандартов, 1963, вып.74 (134).

3. Векслер М.С. Индуктивные делители тока / М.С. Векслер, М.И. Кофман // Измерение, контроль, автоматизация, 1982, 1(41), с. 17-20.

4. Хахамов И. В. Применение делителей тока при поверке трансформаторов тока // Измерительная техника, 1969, 1, с. 90-92.

5. Любимов Л.И. Вопросы поверки и аттестации масштабных преобразователей переменного тока / Л.И. Любимов, И.Д. Форсилова, Е.З. Шапиро. - М.: Машиностроение, 1984, с. 4-13, 21-27.

6. Векслер М.С. Шунты переменного тока / М.С.Векслер, А.М.Теплинский. - Л.: Энергоатомиздат, 1987, с. 11-21.

7. Шваб А. Измерения на высоком напряжении: Измерительные приборы и способы измерения. М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 150-163. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для поверки измерительных трансформаторов тока, содержащее источник переменного тока, коаксиальные частотонезависимые шунты в цепи первичной и вторичной обмоток измерительного трансформатора тока, резистивно-индуктивную нагрузку в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока цепь для определения токовой и угловой погрешности измерительного трансформатора тока, и нулевой индикатор, отличающееся тем, что в нем коаксиальный частотонезависимый шунт в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока выполнен в виде трех параллельно соединенных резисторов с возможностью их отключения из цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока и изменения коэффициента преобразования коаксиального частотонезависимого шунта, при этом потенциальные зажимы первых двух резисторов с меньшим сопротивлением присоединены к токовым зажимам третьего резистора с большим сопротивлением, а цепь для определения токовой и угловой погрешности измерительного трансформатора тока выполнена в виде электромагнитного компаратора токов, первое плечо которого выполнено однодекадным, второе - многодекадным, при этом первое плечо через переменный резистор подключено к потенциальным зажимам третьего резистора коаксиального частотонезависимого шунта, второе плечо через резистор подключено к потенциальным зажимам коаксиального частотонезависимого шунта в цепи вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, номинальное значение сопротивления которого равно номинальному значению сопротивления третьего резистора коаксиального частотонезависимого шунта в цепи первичной обмотки измерительного трансформатора тока, обмотка цепи для определения угловой погрешности измерительного трансформатора тока через фазосдвигающий конденсатор подключена ко вторичной обмотке вспомогательного трансформатора тока, а индикаторная обмотка присоединена к нулевому индикатору.




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
Электроника и электротехника




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: "+автомобильная -сигнализация".

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


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru