Устройство для измерения напряжения нулевой последовательности

(5) 4 ТЕН абилитронов следователь дом звезды итенциала, а в виде двух диодвстречно-параллеответствующих выхкаскадов усилите ьн входами со-.ранзисторных од ля ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт взрывозащищенного и рудничного электрооборудования(56) Цапенко Е.ф. Контроль изоляции в сетях до 1000 В, - М,; Энергия, 1972, с, 46, рис. 23.Авторское свидетельство СССР В 175554, кл. С 01 К 31/02, 1963. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ, содержащее датчик измеряемого напряжения, выполненный в виде резистивной звезды, подключенной к фазам сети,. усилитель, выход которого соединен с входом регистрирующего прибора, ограничитель напряжения, диодныи коммутатор, вспомогательный резистор, о т л и ч а ю-щ е е с я тем, что, с целью повышения уровня электробезопасностиобслуживания и точности измерения,усилитель выполнен двухтактным свключенными по схеме с общим эмиттером выходными транзисторами, базаодного из которых через вспомогательный резистор соединена с общимвыводом звезды, а база другого подключена к шине нулевого потенциала,и снабжен дополнительными транзисторными каскадами отрицательнойобратной связи по току, ограничитель напряжения выполнен в виде дву ключенных встречно между общим вывоой нулевого поныи коммутатор ов, включенных190270 г 5 О 15 20 25 30 55 1 1ИзобреТение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования при реализации измерительных органов релейной защиты от однофазных замыканийна землю в высоковольтных сетяхгорнодобывающих предприятий.Цель изобретения - повышениеуровня электробезопасности обслуживания устройства за счет обеспечения возможности увеличения сопротивлений резистивного датчика напряжения нулевой последовательностии ограничения возможных перенапряжений на выходе последнего, а такжеповышение точности измерения путемобеспечения независимости выходнойвеличины от разброса коэффициентовусиления транзисторов, температурыокружающей среды и колебаний напряжения питания,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для измерениянапряжения нулевой последовательностиУстройство содержит датчик измеряемого напряжения, выполненныйв виде звезды на резисторах 1-3,подключенный к фазам сети, усилитель, выполненный на транзисторах4-7, резисторах 8-11, трансформаторе12 и источнике 13 питания, ограничитель напряжения, выполненныйна стабилитронах 14 и 15, диодныйкоммутатор, выполненный на диодах16 и 17 и вспомогательный резистор 18. Усилитель реализован двухтактным с включенными по схеме с общим эмиттером выходными транзисторами 4 и 5, причем база транзистора 4 через вспомогательный резистор 18 соединена с общим выводом звезды, а база транзистора 5 подключена к шине нулевого потенциала, Дополнительные транзисторные каскады, построенные с использованием транзистора 6 и резистора 1 О, транзистора 7 и резистора 11, обеспечивают отрица. тельную обратную связь .по току. Выход усилителя (вторичная обмотка трансформатора 12) соединен с входом регистрирующего прибора (не показан). Стабилитроны 14 и 15 ограничителя напряжения включены встречно-последовательно между общим выводом звезды и шиной нулевого потенциала.,Диоды 16 и 17 диодного коммутатора включены встречнопараллельно с входами выходных каскадов усилителя на транзисторах4 и 5,Устройство работает следующимобразом.При отсутствии однофазного замыкания фазы на землю напряжениямежду фазами сети и шиной нулевогопотенциала (землей) равны между собой и смещены на 120 О. Если при этомравны между собой и сопротивлениярезисторов 1-3, то между общим выводом звезды н шиной нулевого потенциала напряжение также равно нулю.Вследствие этого напряжение к входуусилителя не прикладывается и выходное напряжение на вторичной обмотке трансформатора 12 отсутствует,При замыкании фазы сети на землю напряжение одних фаз относитель.но шины нулевого потенциала увеличивается, а других снижается. Всвязи с этим между общим выводомзвезды и шиной нулевого потенциалапоявляется переменное напряжение.Замыкаясь по цепи резистор 18 -диод 16 или 17 - эмиттер-базовыйпереход транзистора 5 или 4 - шинанулевого потенциала, это напряжение периодически открывает то один,то другой транзистор, в результатечего во вторичной обмотке трансформатора 12 наводится переменное напряжение, пропорциональное напряжбнию смещения нейтрали .При перенапряжениях, возможныхво время переходных процессов всети, при повреждениях резисторов1-3 звезды и т.п, падение напряжения на резисторе 18 оказываетсядостаточным для пробоя стабилитронов 14 и 15. При этом напряжение,поступающее к входам выходных каскадов на транзисторах 4 и 5, непревышает величину, имеющую местов нормальном рабочем режиме. Изоляция устройства остается неповрежденной, что и обеспечивает безопасность обслуживающего это устройство персонала. С другой стороны при отсоединении транзисторов 4-7 и диодов 16 и 17 конструктивно заключенных в съемный блок от звезды резисторов 1-3 и стабилитронов 4 и 15, установленных стационарно в силовой3 1 высоковольтной части комплексного распредустройства (в отсоединении возникает необходимость при осмотре, ремонте, либо замене элементов), обрыв в цепи резистора 18 вызывает увеличение напряжения между общим выводом звезды и шиной нулевого потенциала. Это также сопровождается пробоем стабилитронов 14 и 15, в результате чего величинанапряжения снижается до уровня, при котором ток через человека, случайно прикоснувшегося к оборванным цепям, не превышает длительно безопасную величину (в несколько миллиампер).Наличие диодного коммутатора позволяет при прочих равных условиях - одинаковых коэффициентах усиления . - получить наибольшим сопротивление звезды из резисторов 1-3 за счет того, что входной ток, замыкающийся через транзисторы 4 и 5 усилителя в нормальном рабочем режиме, не снижается. Более высокое сопротивление резисторов 1-3 подобно высокому сопротивлению изоляции сети, параллельно которому включена звезда, с точки зрения электро- безопасности при прикосновении человека к фазе сети является более благоприятным. Вместе с тем увеличение сопротивлений резисторов 1-3 снижает и их нагрев.Выполнение усилителя с трансформаторным выходом дает возможность при очень малом и потому безопасном напряжении питания получить тре" буемую выходную величину. Для того,190270 4чтобы при пробое одного из резисторов 1-3 и одновременном обрывеустройства от земли высокий потенциал не попал во вторичную обмоткутрансформатора 12 и не привел к поражению обслуживающего персоналаэлектрическим током, первичные обмотки трансформатора 12 от вторичной отделены посредством заземлен ного экрана.Выходной ток транзистора 4 или5, замыкаясь через резистор 8 или9, включенный последовательно сэмиттером, создает падение напря жения, которое, прикладываясь кцепи, составленной иэ эмиттер-базового перехода дополнительно вве"денного транзистора 6 или 7 и резистора 10 или 11, приводит к откры 2 О ванию транзистора 6 или 7. В результате через эмиттер-базовый пере-,ход транзистора 4 или 5 замыкаетсяне весь входной ток. Часть его ответвляется через база-коллекторный 2 з переход транзистора 6 или 7, кото-.рый при таком включении шунтирует,вход транзистора 4 или 5В связи с этим удается получитьвыходное напряжение, практическине зависящее от изменения коэффициентов усиления транзисторов 4 и5. Токи, замыкающиеся по первичнымобмоткам трансформатора 12, оказываются строго пропорциональныминапряжению смещения нейтрали независимо от разброса коэффициентовусиления транзисторов 4 и 5, температуры окружающей среды и колебаний напряжения питания./5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 6 Тираж 747ВНИИПИ Государственногпо делам изобретении 13035, Москва, Ж, Рау Подписноекомитета СССи открытийкая наб., д.