Устройство для измерения отношения двух электрических величин

(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(45) Дата опубликования описания 07 10 80 Ж, П. Гейдерман, В. П. Горищный, Р. Ф. Стасенко и И. А,:Федотовкачес тИзобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано при создании устройств для определения мест коротких замыканий на линиях электропередачи.Известны устройства для замера отношения. двух электрических величин, содержащие два эталонных запоминающих конденсатора, включенных в цепи сравниваемых электрических величин и заряженных до напряжений, пропорциональных этим величинам, аналогоцифровой преобразователь напряжения в виде конденсатора и переключателя, включенных в цепь запоминающего конденсатора и производящих дискретный разряд запоминающего конденсатора до заданного уровня, и счетчик импульсов, отсчитывающий число циклов разряда запоминающего конденсатора которое является функцией отношения контролируемых электрических величин.В эгих устройствах число импульсов, зафиксированное счетчиком, является логарифмической функцией отношения контролируемых величин. Для получения линейной зависимости показаний счетчикаот Фиксируемого отнощ ения электрических величин и повышения точности ра боты в известном устройстве такого типа преобразователь напряжения снабженэлементом контроля уровня напряжениявспомогательного конденсатора, выходные цепи которого включены в цепь 1 О между вспомогательным и разряжаемым"конденсатором, и разрывает эту цепьпри возрастании напряжения на вспомогательном конденсаторе до величины,пропорциональной величине напряжения 15 на втором запоминающем конденсаторе,Кроме того, для повышения точностиработы, преобразователь дополняетсяисточником стабилизированного напряжения 120 При указанном выполнении устройст-во усложняется введением дополнительныхстабилизированных источников питания,ойства контроля уровня напряженияоме того, оно может быть выполтолько с использованием вве блока отсчета аналогоцифрового преобразователя.В ряде случаев при выполненииустройств релейной зашиты и определения расстояний до мест коротких Ьзамыканий используются более простыеблоки отчета, основанные на измерении временного интервала. Такие устройства также содержат эталонные вапоминающие конденсаторы, включенные фв цепи контролируемых величин, элемен-,ты деления и фиксации отношения этихвеличин. В них отношение указанныхвеличин измеряется по времени зарядаконденсатора в интегрирующей РС-цепи, фподключаемой. к конденсатору, напряжение на котором пропорционально токулинии, до уровня сравниваемого напряжения на втором эталонном конденсаторе, пропорциональном напряжениюмежду поврежденными фазами линии.Измеряемое время в этих устройствах связано с отюшением контролируемых величин также логарифмическойзависимостью, С целью получения линейной зависимости времени зарядаконденсатора КС-контура от отношенияконтролируемых величин в известномустройстве 2 содержащем трансформатор напряжения, транс-реактор, вы 30прямитедьные мосты, схему сравненияи нуль-индикатор, - применен дополнительный нуль-индикатор, который состороны цепей тока подключен к делителю на сопротивлении, а основнойнуль-индикатор со стороны цепей токеподключен к делителю интего-дифференцирующего контура схемы сравне-ния, присоединенному к выпрямитедьному40мосту цепи тока через замыкающийконтакт реле-повторителя дополнительного нуль-индикатора,При этом для замера времени зарядана линейном участке характеристики45используется заряд конденсатора не дополного напряжения на эталонном конденсаторе памяти, до его части, определяемой делителем.К недостатку устройства относитсяневысокая точность работы, отклонениеот линейности выходной характеристики,ссставляющее 20% даже при зарядеконденсатора до 0,5 питающего напряжения, 56С целью устранения указанного недостатка, повышения точности работы,улучшения линейности выходной характеристики при выполнении фиксации отношения контролируемых электрических6 О величин с помощью временного блокаотсчета в предлагаемое устройство, содержащее источники постоянного и переменного тока, пускмое реле с выходными равмыкающими и замыкающимиконтактами,. трансформатор тока, первичная обмотка которого соединена с исследуемой .линией электропередачи, авторичная обмотка шунтирована нагрузкой и первичным выпрямителем тока,трансформатор напряжения, первичнаяобмотка которого соединена и исследуемой линией электропередачиа вторичная обмотка которогошунтиро,вана вторым выпрямителем тока, нульорган, временной блок отсчета, исполнительное реле, первый конденсатор памяти,резисторы, - введен второй конденсатор памяти, зарядный конденсатор идиод, причем первый и второй конденсаторы памяти, через соответствующиезамыкающие контакты пускового релесоединены соответственно с выходнымизажимами первого и второго выпрямителей тока, второй конденсатор памятичерез последовательно соединенныесовтветствующий замыкающий контактпускового реле и первый резистор соединен с первым входом нуль-органа,зарядный конденсатор и диод включенычерез первый резистор параллельновторому конденсатору памяти первыйконденсатор памяти через соответствующий замыкающий контакт пусковогореле соединен со вторым входом нульоргана, между которым и одной из шинисточника постоянного тока включенвторой резистор, выход нуль-органачерез псследоватед но соединенные соответствующий замыкающий контакт пускового реле;и катушку подключен кшине источника постоянного тока, иодин вывод временного блока отсчета,соединен с одной из шин источника переменного тока, вторая шина которого через последовательно соединенныесоответствующий замыкающий контактпускового реле и размыкающий контактисполнительного реле соединена с другим выводом временного блока отсчета,а в качестве нуль-органа использовантранзисторный эквивалент двух-базового диода,На фиг, 1 приведена принципиальнаясхема устройства. Устройство ссстоитиз трансформаторов тока 1 и напряжения 2, выпрямительных мостов 3, 4,нагрувочного резистора 5,запоминаающяхконденсаторов 6, 7, зарядного конден,сатора 8, зарядного резистора 9, разрядного резистора 10, диода 11, выходных контактов пускового реле 12- 1 7, транзисторного эквивалента двух- базового диода на транзисторах 18, 19, исполнительного реле 20 с выходным контактом 21, временного блока отсчета 22, пускового устройства 23.Схема работают следующим Фбразом.При срабатывании пускового реле 23 его контакты 12, 13 подключают запоминаюшие конденсаторы 6, 7 соответственно к выходным зажимам выпрямительных мостов, подключенных ко вторичным обмоткам трансформаторов тока 1 и напряжения 2. Конденсатор 6 заряжается до напряжения- пропорционального току линии 1, а конденсатор 7 - до напряжения,лпропорционального напряжения линия Ч, По истечении выдержки времени,лнеобходимой для заряда указанных конденсаторов, срабатывают контакты 14+16. В начальный момент после пе реключения контактсв 14, 15 потенциал базы транзистора 18 выше потенциала эмиттера, при этом транзисторы 18, 19 закрыты. Указанные транзисторы отпираются при условии;СК8 10,где: И- напряжение на конденсаСторе 8,Я - напряжение на разрядном,10резисторе 10Напряжение О опоецеляетс.я выоа 8жеяием:где: С, С - соответственно емкостьконденсаторов 6 и 8,Ч, - постоянная времени цепи за.1ряда конденсатора 8;68 19 С + С Напряжение Ц определяется выражением:При С =2, 1 в пределах4 откло 40 нение. этой зависимости от линейной не превышает 2%, т. е,0 л Е1л(8) 45Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности я линейности измерения отношения контролируемых величин. При этом оно отличается простотой выполнения и может быть использовано при применении простых временных блоков отсчета. Фо рмула изобретения Устройство для измерения отношения двух электрических величин, содержащее источники постоянного и переменного тока, пусковое реле с выходнымиВО размыкающимя и замыкаюшями контак 769457где:- постояннаявремени цепи рав 5 2ряда конденсатора 7;фГ =ся2 7 10Подставляя значения О и Уюиз (2), (3) в (4) условие отпираниятранзисторов 18, 19 можно представитьв виде:тами, трансформатор тока, первичнаяобмотка которого соединена с исследуемой линией электропередачи, авторичная обмотка шунтирована нагрузкой и первым выпрямителем тока,трансФорматор напряжения, первичнаяобмотка которого соединена с исследуемой линией электропередачи, а вторичная обмотка которого шунтированавторым выпрямителем токе, нульорган,временной блок отсчета, испопнительноереле, первый конденсатор памяти, рези"сторы, отличающееся тем, что, с цельюповышения точности в него введены;вгорой конденсатор памяти, зарядныйконденсатор и диод, причем первыйи второй конденсаторы памяти черезсоответствующие замыкающие контактыпускового реле соединены соответственно с выходными зажимами первого ивторого выпрямителей тока, второй конденсатор памяти через последовательно соединенные соответствующий замы-кающий контакт пускового реле и первый резистор соединен с первым входом нуль-органа, зарядный конденсатори диод включены через первый ревистор параллельно второму конденсатору памяти, первый койденсатор памяти через соответствующий замыкающий контакт пускового реле соединен со вторым входом нуль-органа, между которым и б одной из шин источника постоянного токавключен второй резистор, выход нуль- органа через псследовательно соединенные соответствующий замыкающий контакт пускового реле и катушку подклю О . чен к шине источника постоянного тока,и один вывод .времейного блока отсчета соединен с одной из шин источника переменного тока, вторая шина которого через последсаательно соединенные со-ответствующий замыкающий контакт пускового реле и размыкающий контакт исполнительного реле соединена с другим выводом временного блока отсчета.МИсточники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР25 М 420967, кл. Я 01 К 31/08.2. Авторское свидетельство СССРЙ 301778, кл. Н.02 Н 3/3805,08,69, (прототип)30Заказ 1 Изд ираж Р,Дена цни наб., 4 Государственног по делам изо Москва, 13035 комитета етений и Рву шск вета Министров СССРирытий