Устройство для измерения напряжения в высоковольтных сетях

1 е;1 Ть ояко т:,.. Сеюз Севетскмк Сфцнапнстычжкии Республикисоединением заявкн19/00 Госуда веииый комитеССРи изобретенийоткрытий 23) Приоритет К 621317, 725(088.8) Опубликовано 250479, Бюллетень РВата опубликования описания 28047 Р, Н. Соколова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕНИ В ВЫСОКОВОЛВТНХ СЕТЯХ яия ь и Изобретение относитсяэлектротехники, а именнотельным трансформаторам нпредназначенным для питанчувствительных быстродейсщит,В настоящее время в сетях 500750 кВ нашли широкое применение, благодаря своей экономичности, устройства для измерения напряжения, содержащие емкостные делители. Эти устройства используются для релейных защити системной автоматики.Известны устройства, в которых дляуменьшения погрешностей с помощью индуктивного сопротивления реакторакомпенсируется емкостное сопротивление делителя. Однако эта компенсацияобеспечивается только в установившемся режиме для основной частоты.Для гашения феррореэонансных колебаний в таких устройствах применяются балластные сопротивления 1 ифильтры 21 для гашения феррорезонансных кою)ебаний. Однако наличие. этихсредств, в свою очередь, способствует увеличению погрешностей в работеэтих устройств в переходных режимах,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устройство для измерения напряжения в высоковольтных сетях, содержащее емкостной делитель напряжения, компенсирующий реактор, понижающий трансформатор, ко вторичной обмотке которогоподключен демпфирующий блок 3.Недостатком этого устройства явлется наличие погрешностей (7-8) впереходном режиме, обусловленных влнием полезной нагрузки, а также значительных угловых и амплитудныхпогрешностей для гармонических составляющих и погрешностей, обусловленных потерями напряжения в соединителных проводах.Цель изобретения - повышение точности измерения в установившемся иперехсдном режимах,Указанная цель достигается тем,что в предлагаемое устройство, содержащее емкостный делитель напряжения,компенсирующий реактор и понижающийтрансформатор, ко вторичной обмоткекоторого подключен демпфирующий блок,дополнительно введены блок измерениятока в первичной обмотке понижающеготрансформатора, активный четырехполюсник, передаточная функция которогопропорциональна операторному сопрот влению со стороны высокого напряженияустройства, блок измерения падениянапряжения в соединительных проводах,сумматор и блок коррекции, причем выход блока измерения тока в первичнойцепи, понижающего трансформатора соединен со входом активного четырехполюсника, выход которого подключен кпервому входу сумматора, соединенного вторым входом с выходом блока измерения падения напряжения в соединительных проводах, а на ныход сумматора подключен блок коррекции, ны- иходная цепь которого включена последовательно в цепь нагрузки понижающего трансформатора.Как видно из чертежа, устройстводля измерения напряжения в высоконольтных цепях состоит из емкостногоделителя напряжения 1 и 2, компенсиРующего реактора 3, понижающего.трансформатора 4, ко вторичной обмотке которого (на чертеже не обозначена)подключен демпфирующий блок 5, служащий для гашения феррорезонансных колебаний, блока б измерения тока впервичной обмотке понижающего трансформатора 4, активного четырехполюсника 7, блока 8 измерения падения напряжения в соединительных проводах,сумматора 9 и блока 10 коррекции.Выход блока б измерения тока в первичной цепи понижающего трансформатора 4 соединен со входом активногочетырехполюсника 7. В качестве блокаб измерения тока н первичной цеги понижающего трансформатора может бытьиспользован, например резистор. 35Активный четырехполюсник 7 служитдля выявления погрешностей описываемого устройства и состоит из суммирующего усилителя 11, усилителя 12,передаточная функция которого выбрана пропорциональной операторному сопротивлению компенсирующего реактора 3, усилителя 13, передаточная функция которого выбрана пропорциональной операторному сопротивлению эквивалент., йой емкости делителя, усилителя 14, передаточная функция которого пропорциональна операторному сопротивлениюветви намагничивания понижающего трансформатора 4, и инвертора 15.Выход (на чертеже входы и выходы блоков не обозначены) активного че тырехполюсника 7 подключен к первому н оду сумматора 9, включающего в сехо ой бя суммирующий усилитель 16. Второ . вход сумматора 9 соединен с ных дхо ом 55 блок-. 8 измерения падения напряже- ния в соединительных проводах. Выход сумматора 9 подключен к блоку 10 коррекции, выходная цепь которого включена последовательно в цепь нагрузки понижающего трансформатора 4. Блок 10 коррекции содержит усилитель 17 мощности.Напряжение с выхода блока б измерения тока в первичной обмотке пони жающего трансформатора, пропорциональное току 1 в первичной обмотке понижающего трансформатора 4, подается нг вход активного четырехполюсника 7, напряжение на выходе которого равно0 = 1 ЧЧ(Р) К, (1) где К 1 - коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров блока б, измерения тока в первичной обмотке понижающего трансформ- ора;ЪР)- передаточная функция актинного четырехполюсника 7, определяемая параметрами его элементов.Мгновенное напряжение Ц на выходе описываемого устройства при выполнении его без коррекции определяется выражениемгде Ю - ЭДС на входе устройства;и - коэффициент трансформации пофнижающего трансформатора;С- величины емкостей конденсато 1 2ров делителя напряжения;Ь - индуктивность компенсирующего реактора;2 - актинные потери в контуре первичной .обмотки понижающего трансформатора.Часть выражения (2), заключеннаяв квадратных скобках, представляет собой операторное сопротинление со стороны высокого напряжения устройства.При условииР(+ )2где К - принятый масштабный коэффициент пропорциональности, напряжение на выходе активного четырехполюсника 7 характеризует погрешность устройства.Это напряжение через сумматор 9 иблок 10 коррекции подается н первичную или вторичную обмотку понижающего трансформатора и суммируется с его выходным напряжением, компенсируя его мгновенную погрешность при соблю/ денни условия3 2 1где К - масштабный коэффициент усиле= ния блока 10 коррекции.ЭПри введении корректирующего напряжения. во вторичную обмотку трансформатора учет индуктивностей ветви намагничивания понижающего трансформатора и демпфера можно осуществить соответствующим преобразованием операторного сопротивления, Однако для большинства случаев влияние этих индуктивностей можно не учитывать, поскольку оно проявляется только при низких частотах,Одновременно в компенсирующее напряжение вводится поправка на паде 658482 6ние напряжения в соединительных проводах, которо . выявляется измерениемпадения напряжения от токг нагрузкив соединительных проводах вторичнойобмотки трансформатора, Для этогонапряжение д П с "выхода блока 8 измерения падения напряжения в соединительных проводах, пропорциональноепадению напряженйя в активном сопротивлении соединительных проводов Яот тока нагрузки вторичной обмотки1 ц. подается на второй вход сумматора 9, где суммируется с напряже чем,пропорциональным погрешности трансформатора. При этом компенсирующеенапряжение увеличивается,На щите управления, где устанавли-.вается измерительная аппаратура, поддерживается напряжение Ы, пропорциональное ЭДС на входе устройстващ н аб. с(5)Исходя из выражений (1), (2), (5),имеем при наличии коррекцииОбм ю н 3 41где К - коэффициент пропорциональности, который характеризуется параметрами блока 8 измерения падения напряжения в соединительных проводах и выбирается таким образом, чтобыобн епф )При этом, исходя из выражений (3),(5), (7), имеем11 =еТаким образом в предложенном устройстве для измерения напряжения в высоковольтных сетях осуществлена компенсация погрешностей, в результате чего увеличена точность измерения высокого напряжения как основной составляющей напряжения, так и его гармонических составляющ"х, При выходной мощности усилителя блока коррекции на порядок меньшей мощности нагрузки полностью исключается появление остаточного напряжения на выходе устройства при коротком замыкании на его входе, а также возникновенке соответствующих переходных процессов при влючении линг:. с даннымустройством для измерения напряжения,что не нарушает правильность действия быстродействующих чув .твительныхзащит,Формула изобретенияУстройство для измерения напряже-ния в высоковольтных сетях, содержащее емкостный делитель напряжения,компенсирующий реактор, понижающийтрансформатор, ко вторичной обмоткекоторого подключен демпфирующий блок,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности, в него дополнительно введены блок измерениятока в первичной обмотке понижающеготрансформатора, активный четырехполюсник, передаточная фу.1 кция которого пропорциональна операторному со"противлению со стороны высокого напряжения устройства, блок измерения паденкя напряжения в соединительныхпроводах, сумматор и блок коррекции,при этом выход блока измерения токав первичной цепи понижающего трансформа-ора соединен со входом упомянутого активного четырехполюсника, выход которого подключен к первому входу сумматора, соединенного вторымвходом с выходом блока измерения падения напряжения в соединитльных проводах, а на выход сумматора подключен блок коррекции, выходная цепькоторого включена последовательно вцепь нагрузки понижающего трансформатора.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Вавин В. Н. Трансформаторы напряжения и их вторичные цепи, ИфЭнергия, 1967, с. 34-36,2. Авторское свидетельство СССРР 221124, кл, Н 01 Г 40/13, )9683, Авторское свидетельство СССР9 524235, кл, Н 01 Г 40/14, 1975,049/4 ака илиал ППП Патент, г, Ужгород, ул тная,0 Тираж 1089ЦНИИПИ Государственного копо делам изобретений и о 113035 Москва . ЖРа Подписноемитета СССРкрытий4 5