Датчик активного (реактивного) тока

(5 01 К 1 0 СУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Е ИЗ ИС ЕТЕНИ Н АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ(54) (57) ДАТЧИК АКТИВНОГО (РЕАКТИВНОГО) ТОКА, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь Фазы контролируемой сети, Фазочувствительный преобразователь, выполненный на основесимистора, первый из анодно-катодных выводов которого через токоограничивающий резистор подключен кпервому выводу вторичной обмоткитрансформатора тока, формирователь торым ан симистора и ной обмотки своими обкла 3629739/203.08.8315. 10.85А. М. БрянцАлма-Атинтут621.317.Патент Ве1442, клторское с525, кл. Бюп. )( 38ев и В.Н.Мозжеринский энергетический импульсов управления, выход которо-.го соединен с цепью управляющегоэлектрода симистора, переключатель,включенный между фазами контролируемой сети и входом формирователяимпульсов управления, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы и быстроцействия, в Фазочувствительный преобразователь введены масштабирующийрезистор, измерительный и запоминающий конденсаторы, причем масштабирующий резистор и измерительный конденсатор включены параллельно междупервым анодно-катодным выводом симистора и вторым выводом вторичнойобмотки трансформатора тока, а запоминающий конденсатор включен межно-катодным выводоморым выводом вторичансформатора тока иами соединен с выход ыми клеммами датчика(2) кС (0,1 Т,. Если трансформатор 1 тока включен в цепь фазы "С", то в положении "А" переключателя 8 вход формирователя 7 импульсов управления окаэывается связанным с Фазой "С" и нейтралью 0 трехфазной сети, а в положении "Р" - с фазами "А" и "В" трехФазной сети.Резисторы 2 и 3, конденсаторы 4 и 6 имеют параметры, которые удовлетворяют следующим условиям.Постоянная времени цепи перезаряда конденсаторов 4 и 6 через сопротивление открытого симистора К должна быть не менее, чем на порядок меньше длительности управляющего импульса С формирователя 7, т.е. где С и С - емкости конденсаторов4 и 6.В результате симистор 5 после окончания действия управляющего импульса закроется, поскольку оба его анодно-катодных вывода будут иметь одинаковый потенциал, а ток, протекающий через симистор 5, к моменту окончания действия управляющего импульса будет равен нулю.Выполнение условия (1) позволяет расширить диапазон измерения активной (реактивной) составляющей тока по уггуразности фаз между током и напряжением сети от О до 7 без дополнительных переключений в схеме датчика, т.е. в конечном счете обеспечивает повышение надежности работы датчика. Постоянная времени цепи заряда конденсатора 4 через резистор 2 должна быть не менее, чем на порядок меньше длительности периода Т сетевого напряжения: Выполнение условия (2) обеспечивает требуемое быстродействие датчика.Датчик активного (реактивного) тока работает следующим образом.При наличии контролируемого переменного тока д в первичной обмотке трансформатора 1 тока, в цепи его вторичной обмотки через конденсатор 4 также протекает ток, пропорциональный контролируемому первичному току. При этом на конденсаторе 4 формируется напряжение Б, пропорциональное контролируемому току , но сдвинутое по его фазе на.(4) 55 3угол Г/2. Это напряжение с учетом наличия угла Ч сдвига фаз между токоми напряжением контролируемой фазы сети равно: 1 пО5П =Х зп(ы +- )сЧ 11 (3) где Х- сопротивление конденсатора4 на частоте контролируемого тока;1 - амплитудное значение контролируемого тока д;К - коэффициент трансформациитрансформатора 1 тока. 15При измерении активной составляющей фазного токаконтролируемой трехфазной сети переключатель 8 находится в положении "А". При этом на вход формирователя 7 управляющих 20 импульсов через переключатель 8 поступает фазное напряжение Б сети, из которого в формирователе 7 формируется опорное напряжение Б , сдвинутое на угол н относительно напря жения П фазы "С", где находится трансформатор 1 тока. В моменты прохождения опорного напряжения Б чеОП рез нулевые значения при нарастающей кривой этого напряжения формирователь 7 импульсов управления формирует на своем выходе разнополярные импульсы, следующие с интерва - лом, равным периоду опорного напря - жения Б , которые поступают на управляющий электрод симистора 5 и35 открывают его. Если измерительное напряжение Б опережает опорное напряжение Бна угол (- 4 ) (фиг.2 а,б), то управляющий импульс отпирает симистор 5 с опережением на угол 1 по отношению к моменту перехода нарастающей кривой измерительного напряжения Б через максиФмальное значение. Поскольку кратковременное включение симистора 5 сов 45 падает с нулевыми значениями опорного напряжения Пна запоминающем конденсаторе 6, включенном последовательно с симистором 5, формируется напряжение постоянного тока П6 П =Х з 1 п(со й - +- й)й йЬ К сч 2 1 р Хсцсоз Ч К 71 а ) где К - коэффициент пропорциональности4Из выражения (4) следует, что на-пряжевие ПЬ пропорционально активной составляющей контролируемого переменного токапри активно-индуктивном характере нагрузки 9 (фиг.2 а,б,в,г).Работа датчика происходит аналогично, если измерительное напряжение Б опережает опорное напряжение Пна угол ( - " фЧ) (фиг.2 д,е,ж з). При этом управляющий импульс поступает на симистор 5 и отпирает его с задержкой на уголпо отношению к моменту перехода нарастающей кривой измерительного напряжения П через максимальное значение. Согласно (4) на конденсаторе формируется положительное напряжение, пропорциональное активной составляющей контролируемого токапри активно-емкостном характере нагрузки 9 (фиг.2 з).При измерении реактивной составляющей контролируемого тока д переключатель 8 переводится в положение 11 1Р , В этом случае на вход формирователя 7 управляющих импульсов поступае т%апряже ни е Б , являющееся опорным в данном случае , сдвинутое на угол н / 2 относительно напряжения П . Управляющие импульсы отпирают симистор 5 в момент прохождения нарас тающей кривой опорного напряжения Бчерез нулевое значение ( фи г . 3 в , ж)Если измерительное напряжение Бопережает опорное Бна угол (фиг . За , б ) , управляющий импульс отпирает симис т ор 5 с задержкой на угол Ч по отношению к моменту перехода нарастающей кривой измерительного напряжения П через нулеФь,вое значение. При этом на.конденсаторе 6 формируется напряжение ПЬ положительной полярности (фиг.Зг), равное1П =Х зп(ой - Ч-- ) =й Н (6 К с 2 2 1 юеХ зжЧ=Ктс (5) и пропорциональное реактивной составляющей контролируемого тока при активно-индуктивной нагрузке.Если же измерительное напряжение Б отстает от опорного напряжения Бна угол т, то управляющий им-, пульс отпирает симистор 5 с опережением на уголотносительно момента перехода нарастающей кривой управляемого напряжения через нуВНИИПИ Заказ б 359 Д 1 Тираж 147 Подписи Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектн левое знаоение ",г, .д е, В атомслучае на конденсаторе 6 формируется напряжение , отрицательной полярности фиг.Зз) 1К сй Х зхп= - К 1 которое пропорционально р" тиннойсоставляющей контролируемого токапри активно-емкостной нагрузке,Таким образом, благодаря введению в схему датчика конденсатора 4и запоминающего конденсатора б, наего выходе имеем напряжение, пропорциональное активной или реактив 1 О ной составляющей контролируемого тока 1,