Измерительный преобразователь тока

)ть ис ей за иэмери- обретесшир ти ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторскойф 792153, кл,Патент фркл. С 01 К 1/ ЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ТОКА(57) Изобретение можетзовано в устройствах реты и различных сильнототельных устройствах, Цения - повышение надежно ние области применения устройства.Преобразователь содержит трансформатор 1 тока, элемент 3 нагрузки иблок 5 компенсации, Введение трансформатора 2 тока, элемента 4 нагрузки, эамыкателей 6 и 7, блока 8управления, блоков 9 и 10 фиксациимомента начала переходного процессаи начала установившегося процесса иобразование новых функциональныхсвязей обеспечивает возможность измерения переходного и установившегосяпроцессов без ограничения времениизмерения, В описании приведены примеры выполнения блоков 8-10 управления, фиксации момента начала переходного процесса и начала установившегося процесса и замыкателей6 и 7, 4 э,п, ф-лы, 5 ил,1370579 Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может бытьиспользовано в устройствах релейнойзащиты и различных сильноточных измерительных устройствах,5Целью изобретения является повышение надежности и расширение области применения измерительного преобразователя за счет возможности измерения переходного и установившегосяпроцессов без ограничения времениизмерения.На фиг. 1 изображена функциональная схема измерительного преобразователя тока; на фиг, 2 - электрическая схема быстродействующих замыкателей; на фиг, 3 - функциональнаясхема блока управления, на фиг, 4функциональная схема блока фракциимомента начала переходного процесса;на фиг, 5 - функциональная схемаблока фиксации момента начала установившегося режима,1Измерительный преобразователь тока содержит трансформаторы 1 и 2тока, элементы 3 и 4 нагрузки, блок5 компенсации, эамыкатели 6 и 7,блок 8 управления, блок 9 фиксациимомента начала переходного процесса, ЗОблок 10 фиксации момента начала установившегося процесса, клеммы 11 и 12,причем клемма 11 соединена с силовыми входами замыкателей Ь и 7, а клемма 12 соединена с выходами замыкателей 6 и 7 через шинные трансформаторы 1 и 2, Входы управления замыкателей 6 и 7 соединены с соответствующими выходами блока 8 управления,первый вход которого через блок 10 40фиксации момента начала установшегося процесса соединен с первыми выводами первой обмотки 13 трансформатора 1 тока и элемента 3 нагрузки,Второй вход блока 8 управления фБчерез блок 9 фиксации начала переходного процесса соединен с первыми выводами второй обмотки трансформатора 2 тока и элемента 4 нагрузки,второй вывод последнего подключен к цобщему проводу, к второму выводуэлемента 3 нагрузки и второму выводу вторичной обмотки трансформатора2 тока, а первый и второй выводывторой вторичной обмотки 14 трансфор- ББматора 1 тока и второй вывод первойвторичной обмотки 13 трансформатора1 тока соединены с соответствующимивыходами блока 5 компенсации,2Замыкатели 6 и 7 выполнены идентично и содержат по два включенныхвстречно-параллельно тиристора 15,16 и 17,18 соответственно, выводыкатодов и управляющих электродов которых являются входами управлениязамыкателей 6 и 7, катод тиристора15(17) и анод тиристора 16(18) являются входом замыкателя 6(7), аанод тиристора 15(17) и катод тиристора 16(18) являются выходом замыкателя 6(7),Блок 8 управления содержит трансформатор 19 с обмотками 20-25, выпрямительные мосты 26-30, фильтры31-35, ключи 36-40, триггер 4 1, конденсаторы 42-44,Выводы обмоток 21-24 трансформатора 19 через соответствующие выпрямительные мосты 26-29 и соединенныепоследовательно с ними фильтры 3134 подключены к входам соответствующих ключей 36-39, выходы которых являются выходами управления блока 8,а входы управления ключей 36 и 37соединены с первым выходом триггера4 1, второй выход которого подключенк входам управления ключей 38 и 39,Выводы обмотки 25 трансформаторасоединены последовательно через выпрямительньй мост 30, фильтр 35, ключ40 и конденсатор 44 подключены к первому входу триггера 41, а первый ивторой входы триггера 4 1 через конденсаторы 42 и 43 соединены соответственно с первым и вторым входамиблока 8 управления, Выводы обмотки20 трансформатора 19 являются входамипитания блока 8,Блок 9 фиксации момента начала переходного процесса содержит дифференциальный элемент 45 сравнения, элемент 46 задержки, пороговые элементы 47 и 48, инвертор 49 и элемент И 50. Первый вход элемента 45 срав- нения, являющийся входом блока 9 фиксации момента начала переходного процесса через элемент 46 задержки соединен с вторым входом элемента 45 сравнения, выход которого через пороговый элемент 47 соединен с первым входом элемента И 50, а через соединенные последовательно пороговый элемент 48 и инвертор 49 соединен с вторым входом элемента И 50, выход которого является выходом блока 9 фиксации момента начала переходного процесса70579 10 в линии электропередачи величинасигнала, поступающего без запаздывания на элемент 45 сравнения, изменяется значительно быстрее, чем указанное изменение через элемент 46 задержки поступает на второй входэлемента 45 сравнения, то мгновенноезначение сигнала рассогласования навыходе элемента 45 сравнения превышает наперед заданное (допустимоедля установившегося режима) значение,что приводит к срабатыванию одногоиз пороговых элементов 47 или 48(в зависимости от полярности сигналарассогласования) и выдаче сигнала(после прохождения его через элементИ 50) с выхода блока 9 на второйвход блока 8 управления, Указанныйсигнал является командой на размыкание (с помощью блока 8 управления)замыкателя 6 и включение замыкателя7, Таким образом, информация о токев линии электропередачи в переходном процессе начинает поступать ужес трансформатора 1 тока, а ток через трансформатора 2 тока протекатьперестает,Информация о величине и характере протекания тока в линии электропередачи поступает и на вход блока10 фиксации момента начала установившегося режима,При наступлении установившегося процесса синусоидальный сигнал, поступающий на вход блока 10, выпрямляется и сглаживается с помощью выпрямителя 51 и фильтра 52 и становится постоянным по величине, Поэтому его дифференцирование с помощью блока 53 дает величину, близкую к нулю. Это переводит триггер Шмитте 54 из положения "0" (так как в переходном процессе сигнал с выхода блока 53 дифференцирования по величине превышает порог срабатывания триггера Шмитта 54) в положение "1", что приводит к поступлению сигнала на первый вход блока 8 управления, С помощью блока 8 управления замыкатель 45 50 55 з 13Блок 10 фиксации момента начала установившегося режима содержит соединенные последовательно выпрями- . тель 51, фильтр 52, блок 53 дифференцирования и триггер Шмитта 54, выход которого является выходом блока 10 фиксации момента начала установившегося режима, а вход выпрямителя 51 является входом упомянутого блока.Измерительный преобразователь тока работает следующим образом,После установки устройства при помощи клемм 11 и 12 в линию электропередачи, подачи напряжения сети на блоки 5,8,9 и 10 и приведения линии в рабочее состояние оператор ключем 40, устанавливает триггер 41 в состояние "1", при котором замыкаются ключи 36 и 37 в блоке 8 управления и обеспечивается протекание тока через замыкатель 6, Ключи 38 и 39 в это время разомкнуты, замыкатель 7 также разомкнут, Сигнал на выходе трансформатора 2 тока, протекающий через элемент 4 нагрузки, характеризует величину тока в линии электропередачи. Одновременно незначительная по мощности часть этого сигнала будет поступать на вход блока 9 фиксации момента начала переходного процесса, В связи с тем, что на разные входы элемента 45 сравнения блока 9 указанная часть сигнала поступает с небольшим сдвигом во времени, сигнал рассогласования на выходе элемента 45, равный разности амплитудных зна- . чений входных сигналов в установившемся режиме, представляет собой величину, всегда меньшую наперед заданного значения, достижение которого служит признаком наступления переходного процесса, например, при возникновении режима короткого замыкания или наброса - сброса нагрузки в линии электропередачи, Сигнал рассогласования на выходе элемента 45 сравнения меняет свою полярность в зависимости от того, какой из сигналов (опережающий или запаздывающий) больше по абсолютной величине, Это обеспечивает воэможность различать наступление переходного процесса какна восходящей, так и на ниспадающейветвях синусоидального тока (пропорционального ему напряжения), а такжев случаях как наброса, так и сбросанагрузки в линии электропередачи,15 20 25 30 35 40 Предельные значения положительногои отрицательного сигналов регистрируются пороговыми элементами 47 и 48,Запаздывающий сигнал, поступающийна второй вход элемента 45 сравнения,является опорным для опережающегосигнала, поступающего на первый входэлемента 45 сравнения, Так как при возникновении переходного процессаФормула изобретения 45 1. Измерительный преобразователь тока, содержащий трансформатор тока, элемент нагрузки и блок компенсации, соответствующие выводы которого соединены с первым и вторым выводами второй вторичной обмотки и вторым выводом первой вторичной обмотки трансформатора тока, первый вывод которой через элемент нагрузки соединен с общим проводом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения за счет возможности изме 50 55 5 137 О7 размыкается, а замыкатель 6 замыкается, ток перестает протекать через широкополосный трансформатор 1тока и начинает протекать через за 5мыкатель 6 и трансформатор 2 тока(до возникновения очередного переходного процесса),Переключение замыкателей 6 и 7 спомощью блока 8 управления происходит следующим образом.Когда на второй вход блока 8 управления поступает сигнал, то, пройдя через конденсатор 42, он поступает на второй вход триггера 4 1, переводя его в состояние "О", При этоманалоговые ключи 36 и 37 размыкаются, а ключи 38 и 39 замыкаются. Этовызывает протекание тока линии электропередачи через замыкатель 7 и прерывание его протекания через замыкатель 6,Таким образом, в переходном процессе информация о величине тока влинии электропередачи снимается сширокополосного трансформатора 1 тока, пребывание которого в линии электропередачи в статическом длительном режиме невозможно из-за большихперегревов, обусловленных протеканием через него не только тока линииэлектропередачи, но и тока компенсации, При поступлении же сигнала напервый вход блока 8 управления онпроходит через конденсатор 43 напервый вход триггера 4 1, переводя35его в состояние "1". Это вызываетвозвращение в исходное состояние(размыкание) ключей 38 и 39 и замыкание ключей 36 и 37, Замыкатель 640замыкается, а замыкатель 7 размыкается. Информация начинает сниматьсяс трансформатора 2 тока79рения переходного и установившегосяпроцессов без ограничения времениизмерения, в него введены второйтрансформатор тока, второй элементнагрузки, блок фиксации момента начала переходного процесса, блок фиксации момента начала установившегосяпроцесса, блок управления и первыйи второй замыкатели, токовые входы .которых подключены к входной клеммеустройства, выходы первого и второгозамыкателей соответственно через первый и второй трансформаторы токасоединены с выходной клеммой устройства, первый вывод вторичной обмоткивторого трансформатора тока черезблок фиксации момента начала переходного процесса подключен к второмувходу блока управления, а через второй элемент нагрузки соединен с общим проводом и вторым выводом вторичной обмотки второго трансформатора тока, первый вывод первой вторичной обмотки первого трансформаторатока через блок фиксации момента начала установившегося процесса подключен к первому входу блока управления, выходы которого подключенык соответствующим входам управленияпервого и второго замыкателей,2, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блокфиксации момента начала переходногопроцесса содержит дифференциальныйэлемент сравнения, элемент задержки,два пороговых элемента, инвертор иэлемент И, выход которого являетсявыходом блока фиксации момента начала переходного процесса, а еговходом является первый вход дифференциального элемента сравнения, который соединен с вторым входом черезэлемент задержки, а выход дифференциального элемента сравнения черезпервый элемент задержки и соединенные последовательно второй элементзадержки и инвертор подключены соответственно к первому и второму входам элемента И,3. Преобразователь по п1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок фиксации момента начала установившегося процесса содержит соединенные последовательно выпрямитель, фильтр, блок дифференцирования и триггер Шмитта, выход которого является выходом блока фиксации момента начала137057 установившегося процесса, а его входом является вход выпрямителя,ч. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что каждый замыкатель выполнен в виде двух встречно-параллельно включенных тиристоров.5, Преобразователь по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит трансформатор с пятью вторичными обмотками, пять выпрямительных мостов с фильтрами на их выходах, пять ключей, триггер и три конденсатора, причем выводы каждой из четырех вторичных обмоток соединены с входами соответствующих выпрямительных мостов, выходы которых через последовательно соединенные фильтры нижних частот и ключи рО соединены с соответствующими выходаз 8 ми блока управления, управляемые входы первого и второго ключей соединены с первым выходом триггера, а управляемые входы третьего и четвертого ключей соединены с вторым выходом триггера, первый вход которого через последовательно соединенные первый конденсатор, пятый ключ и пятый фильтр соединен с потенциальным выходом выпрямительного моста, входы которого подключены к выводам пятой вторичной обмотки, второй выход пятого фильтра нижних частот соедйнен с общим проводом, первые выводы второго и третьего конденсаторов подключены соответственно к первому и второму входам триггера, а вторые выводы упомянутых конденсаторов являются соответственно первым и вторым входами блока управления.1370579 Корректор М.Пож Тираж 772 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., Подписи Заказ 4 15/4 Проектная,ино-полиграфическ Произв Редактор И,Рыбченк Составитель В.ПолещенкоТехред А.Кравчук дприятие, г, Ужгород