Устройство для измерения угла сдвига фаз трансформаторов тока

(51)5 0 01 Я 25/О АНИЕ И ЕТ ЕТ ВТОРСК ВУ тения: с цеения притво содержи с Входнойорматора 2днего соещего интегинен с вхоаратора 5и управляклемма траоСче б ност ност едиого т фазосд торого выход инверт 7, выхо соедин ход шу выходь усилит индика ГЛ входом первого оединен с вхо й 7 и 8 соедин ыход усилителя 0 1 ил люча вход динен и ла Щ вый сдвиг трансформаторов тока только косвенным путем при этом с низкой точностью не выше 5Целью изобретения является повышение точности измерения при малых углах сдвига фаз,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения угла сдвига фаз трансформаторов тока, состоящего из входа устройства, соединенного с входом трансформатора, фазосдвигающего устройства, выход которого соединен с входом компаратора и усилителя, соединенного с индикатором, дополнительно введены, шунт, инвертор, первый и второй ключи, причем вход устройства соединен с шунтом, выход трансформатора соединен с входом первого ключа, выход шунта соединен с входом второго ключа и входом фазосдвигающего устройства, выход компаратора соединен с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 3/2103, Бюл. 1 Ф 1водственное объединение "КрЗИП"нтимуровкое свидетельство СССР, кл.С 01 Я 25/00, 1982.ЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УФАЗ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОьзование: в электроизмеритеке, в фазометрах, предназначизмерения угла сдвига фазьнык трансформаторах тока,х, в частности; в ваттметрахгде допустимая величина уз может быть менее 0,1. Су(21) 47990 (22) 08.01,9 (46) 07,01.9 (71) Произ нодарский (72) Ю,И.Га (56) Авторс М 1061061 (54)УСТРО СДВИГА (57) Испол ной техни ных для измерител пользуемы варметрах сдвига фа Изобретение относится к электроизме. рительной технике и может быть использовано в фазометрах, предназначенных для измерения угла сдвига фаз в измерительных трансформаторах тока используемых в частности в ваттметрах и варметрах, где допустимая величина угла сдвига фаз может быть менее 0,1 О в зависимости от класса точности ваттметра или варметра,Известно устройство, предназначенное для измерения фазовых характеристик четырехполюсников. Однако оно не позволяет с необходимой точностью измерять малые углы сдвига фаз ( р 410), в частности между токами,Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство, предназначенное для измерения угла сдвига фаз в энергетических установках. Однако указанное устройство позволяет определить фазоизмер тройс енны рансф осле вигаю соед комп ора 6 дная ена с нта 3клю лью повышения точмалых углах сдвига ит источник 1 тока,клеммой измеряетакаи шунта 3, выдинен с аходам ратора 4, выход кодом компаратора 5, соединен с входом ющим входом ключа нсформатора 2 токаключа 7, вы 1786447входом инвертора и управляющим входомпервого ключа, выход инвертора соединенс управляющим входом второго ключа, выходы ключей соединены с входом усилителя.Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройствоотличается тем, что оно снабжено шунтом,инвертором, первым и вторым ключами,причем вход устройства соединен с шунтом,выход трансформатора соединен с входомпервого ключа, а выход шунта соединен свходом второго ключа и входом фазосдвигающего устройства, выход компаратора соединен с входом инвертора и управляющимвходом первого ключа, выход инвертораключей соединен с входом усилителя,Таким образом, заявляемое устройствосоответствует критерию изобретения "новизна", Сравнение заявляемого решения нетолько с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки,отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенныеотличия".На фиг.1 изобракена функциональнаясхема устройства, содержащая 1 источниктока, трансформатор 2 тока, в котором производится измерение угла сдвига фаз невходит в состав заявляемого устройства),шунт 3, фазосдвигающее устройство 4, компаратор 5, инвертор б, первый и второй ключи 7 и 8, усилитель 9, индикатор 10,Источник тока 1 соединен с входамипроверяемого трансформатора 2 и шунта 3,выход трансформатора 2 соединен с входомпервого ключа 7, выход шунта 3 соединен свходом ключа 8 и входом фазосдвигающегоустройства 4, выход фазосдвигающего устройства 4 соединен с входом компаратора5, выход компаратора 5 соединен свходоминвертора б и управляющим входом ключа7, Выход инвертора б соединен с управляющим входом ключа 8, выходы ключей 7 и 8соединены с.входом усилителя 9, выход усилителя соединен с индикатором 10.Устройство работает следующим обра: зом,Со входа источника тока 1 подается калиброванная величина переменного тока.На выходе шунта получаем напряжение,пропорциональное величине калиброванного тока. В качестве шунта 3 используетсябезреактивный шунт, Сдвиг фазы, вносимый безреактивным шунтом н зависимостиот конструкции шунта, мокет колебаться от десятых долей до единиц минут и не сказы-,вается на точность измерения. Сигнал с вы 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1хода шунта 3 подается на фазосдвиганщее устройство 4, обеспечивающее сдвиг 90. С помощью компаратора 5 вырабатывается прямоугольный импульс, который подается на управляющий вход ключа 7. Сигнал с выхода трансформатора 2 подается на вход ключа 7.При отсутствии сдвига в трансформаторе 2 постоянная составляющая сигнала на выходе ключа 7 будет равна нулю. При сдвиге фаз трансформатора 2 средняя составляющая на выходе ключа 7 будет равна: где 01-.амплитуда напряжения, получавмая на выходе трансформатора 2, Сигнал, получаемый на выходе ключа 7, усиливается усилителем и отображается на индикаторе 10. Таким образом, на индикаторе будет отображаться величина, пропорциональная сдвигу фаз.В случае погрешности р 1 получения 90 в интеграторе 4 появится погрешность измерения.Для повышения точности измерения устройства используется сигнал получаемый на шунте. Он подается на ключ 8, который управляется инвертором б в противофазе по отношению к ключу 7, В этом случае величина сигнала 02, подаваемый на усилитель 9 будет равна: 02 = зп (+ф 1) - 3 п ф 1 (2) 201,2 ОЗ где Оз - амплитуда синусоидального напряжения, получаемого на выходе шунта, Минус у второго элемента правой чЭсти формулы (2) получается благодаря работе ключей 7 и 8 в противофазе. Из выракения (2) следует, что при р и р 1 малых величИнэх, меньших 2 О, мы имеем 02 = 3 и фсоз ф 1 + 2 01Следовательно при 01 = Оз мы получаем компенсацию погрешности возникаюЩую от работы интегратора, Таким образом, использование сигнала шунта 3 инверторэ 6 и ключа 8 позволяет повысить точносгь изме1786447 Составитель Ю. Техред М.Морге акто итета ва,Ж оизводсгвенно издательский комбинат "Пате т", г. Уж ул Гагарина 10 рения угла сдвига фаз токового трансформатора,При р ( 2" (диапазон измерения заявляемого устройства) и разности между О 1 и Оз не более 1.0% величина погрешности, определяемая разностью выражений (1) и (3) не будет превышать 0,10,Использование заявляемого технического решения позволяет ввести технологический контроль измерительных трансформаторов тока перед сборкой приборов, что снижает трудоемкость, а также повышает надежность прибора,Формула изобретения Устройство для измерения угла сдвига фаз трансформаторов тока, содержащее клеммы для подключения первичной и вторичной обмоток трансформатора тока, последовательно соединенные фазосдвигающий интегратор и компаратор,аказ 246 Тираж ВНИИПИ Государственного к 113035, Мпоследовательно соединенные усилитель и индикатор, отл ич а ю щеес я тем, что, с целью повышения точности измерения малых углов сдвига фаз трансформаторов тока, 5 в него дополнительно введены источник тока, шунт, инвертор и два ключа, причем первая клемма источника тока соединена с первой клеммой первичной обмотки трансформатора тока, вторая клемма упомянутой 10 обмотки соединена с входом фазовращающего интегратора и через шунт с второй заземленной клеммой источника тока, выход компаратора соединен с управляющим входом первого ключа и входом инвертора, 15 выход которого соединен с управляющимвходом второго ключа, вход которого соеди" нен с входом фазосдвигающего интегратора, а выход - с входом усилителя и выходом первого ключа, вход которого соединен с 20 клеммой для подключения вторичной обмотки трансформатора тока,тимуровл Корректор О,Кравцова Подписноеизобретениям и открытиям при Г