Устройство для испытания трансформаторов тока в переходных режимах

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ, содержащее регистратор, источник синусоидального напряжения, соединенный первым выходом с входом блока управления, соединенного первым выходом с первым управляющим входом коммутатора, соединенного выходом с первой клеммой для подклю:чения испытуемого трансформатора .тока, вторая клемма для подключения которого соединена с первым выводом Г резидтора, отличающееся тем, что, сцелью повышения достоверности результатов испытаний, в него введен трансформатор, соединенный первым и вторым выводами первичной обмотки соответственно с вторым и третьим выходами источника синусоидального напряжения, пepвы.1 выводом вторичной обмотки - с первым входом коммутатора, вторым выводом с вторым выводом резистора и с первым входом регистратора, соединенного вторым входом с первым выводом резистора, третьим входом - с вторым выходом блока управления, четвертым входом - с выходом коммутатоi ра, соединенного вторыми входами с первыми отводами вторичной обмотки (Л трансформатора, третьим входом - с средним отводом вторичной обмотки трансформатора, четвертыми входами с вторыми отводами вторичной обмотки трансформатора, вторыми управляющими входами - с соответствующими третьими выходами блока управления. in эо ЭО 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(51) 0 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3450567/18-21 (22) 08.06.82 (46) 30.11.83. Бюл. Р 44 (72) С.И. Федотов (71) Научно-исследовательский центр по испытанию высоковольтной аппаратуры (53) 621.317.79 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 855542, кл. G 01 R 31/02, 1979.

2. Патент ПНР ): 86511, кл. G 01 R 35/02, 1973 (прототип). (54 ) (57 ) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСП(!ТАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ, содержащее регистратор, источник синусоидального напряжения, соединенный первым выходом с входом блока управления, соединенного первым выходом с первым управляющим входом коммутатора, соединенного выходом с первой клеммой для подклю.чения испытуемого трансформатора ,тока, вторая клемма для подключения которого соединена с первым выводом резистора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышенич достоверности результатов испытаний, в него введен трансформатор, соединенный первым и вторым выводами первичной обмотки соответственно с вторым и третьим выходами источника синусоидального напряжения, первым выводом вторичной обмотки — с первым входом коммутатора, вторым выводом— с вторым выводом резистора и с первым входом регистратора, соединенного вторым входом с первым выводом резистора, третьим входом — с вторым выходом блока управления, четвертым входом — с выходом коммутатора, соединенного вторыми входами с первыми отводами вторичной обмотки трансформатора, третьим входом — c средним отводом вторичной обмотки трансформатора, четвертыми входами с вторыми отводами вторичной обмотки трансформатора, вторыми управляющими входами — с соответствующими третьими выходами блока управления.

1057884

2. устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что коммутатор содержит первые и вторые тиристоры и симистор, соединенный первым выводом с катодами первых и вторых тиристоров и с выходом коммутатора, управляющим выводом — с соответствующим вторым управляющим входом коммутатора, вторым выводом — c

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах на специализированных испытательных стендах, а также на заводах-изготовителях трансформаторов тока и на предприятиях, осуществляющих их эксплуатацию.

Известно устройство для определения погрешностей трансформаторов тока в переходных режимах, содержащее формирователь испытательного тока, нагрузку, датчики тока., регистратор, формирователи постоянного то-, ка, быстродействующие коммутаторы и блок автоматического управления (1 .

Недостатком известного устройства является сложность, выражающаяся в необходимости иметь элементы,позволяющие пропускать ток, составляю- 2О щий Десятки килоампер, через первичную обмотку испытуемого трансформатора тока, что позволяет использовать известное устройство только на специализированных испытательных 25 стендах, имеющих мощные испытательные установки, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения погрешностей трансформаторов то- () ка в переходных режимах, содержащее регистратор, источник синусоидального напряжения, соединенный первым выходом с входом блока управления, соединенного выходом с первой клеммой для подключения испытуемого трансформатора тока, вторую клемму для подключения испытуемого трансформатора тока, соединенную с первым выводом резистора (2) .

В известном устройстве для созда40 ния в испытуемом трансформаторе тока режима перемагничивания магнитопровода, эквивалентного тому, который имеет место в реальных условиях необходимо, чтобы ЭДС генератора постоянного тока затухала rro апериодическому закону до нуля. На самом деле при практическом использовании третьим входом коммутатора, соединенного первым и вторым входами через соответствующие первые тиристоры с первым выводом симистора, четвертыми входами через соответствующие вторые тиристоры — c первым выводом симистора, вторыми управляющими входами — с соответствующими управляющими выводами первых и вторых тиристоров. устройства ЭДС генератора затухает до значения, определяемого величиной остаточного напряжения, что снижает точность спределения погрешностей и, следовательно, достоверность результатов испытаний.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для испытания трансформаторов тока в переходных режимах, содержащее регистратор, источник синусоидального напряжения, соединенный первым выходом с входом блока управления, соедийенного первьпл выходсм с первым управляющим входом коммутатора, соединенного выходом с первой клеммой для подключения испьтуемого трансформатора тока, вторая клемма для подключения

1<оторого соединена с первым выводом резистора, введен трансформатор, соединенннй первым и вторым выводами первичной обмотки соответственно с вторым и третьим выходами источника синусоидального напряжения, первым выводом вторичной обмотки с первым входом коммутатора, вторым выводом — с вторым выводом резистора и с первым входом регистратора,, соединенного вторым входом с первым выводом резистора, третьим входом — с вторым выходом блока управления, четвертым входом — с выходом ко лмутатора, соединенного вторыми входами с первыми отводами вторичной обмотки трансформатора, третьим входом — с средним отводом вторичной обмотки трансформатора, четвертыми входами — с вторыми отводами вторичной обмотки трансформатора, вторыми управляющими входами — с соответствующими третьими выходами бпока управления, Кроме того, коммутатор содержит первые и вторые тиристоры и семистор, соединенный первым выводом с катодами первых и вторых тиристоров и с выходом коммутатора, упраляюшим выводом — c соответствующим вто1057884 рым управляющим входом коммутатора, вторым выводом — с третьим входом коммутатора, соединенного первым и вторым входами через соответствующие первые тиристоры с первым выводом симистора, четвертыми входами через соответствующие вторые тиристоры — с первым вывод м симистора, вторыми управляющими входами — с соответствующими управляющими выводами первых и вторых тиристоров. 10

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства," на фиг. 2 — временная диаграмма напряжения на вторичной обмотке испытуемого трансформатора тока в 15 реальном переходном режиме, на фиг. 25 — временная диаграмма напряжения на вторичной обмотке испытуемого трансформатора тока в режиме иммитации с помощью предлагаемого 20 устройства, на фиг. 2 Ь и 2 — временные диаграммы реального и имитируемого намагничивающих токов соответственно.

Устройство содержит источник 1 синусоидального напряжения, трансформатор 2 с первичной 3 и вторичной 4 обмотками, коммутатор 5, симистор б, первые и вторые 7 и 8 тиристоры, резистор 9, блок 10 управления, регистратор 11, первую 12 и вторую 13 клеммы для подключения испытуемого трансформатора 14 тока, содержащего первичную 15 и вторичную 16 обмотки.

Первый выход источника 1 синусоидального напряжения соединен с входом блока 10 управления, соединенного первым выходом с первым управляющим входом коммутатора 5, сое 4 диненного выходом с первой клеммой 40

12 для подключения испытуемого трансформатора 14 тока, вторая клемма 13 для подключения которого соединена с первым выводом резистора 9.

Первый и втоРой выводы первич- . ной обмотки 3 трансформатора 2 соединены соответственно с вторым и третьим выходами источника синусоидального напряжения, первый вы50 ,вод вторичной обмотки 4 — с первым .входом коммутатора 5, второй .вы вод — c вторым выводом резистора 9 и с первым входом регистратора 11, соединенного вторым входом с первым выходом резистора 9, третьим входом — с вторым выходом блока 10 управления, четвертым входом — с выходом коммутатора 5, соединенного вторыми входами с первыми отводами вторичной обмотки 4 трансформатора

2, третьим входом — со средним от- 60 водом вторичной обмотки 4 трансформатора 2, четвертыми входами с вторыми отводами вторичной обмотки 4 трансформатора 2, вторыми управляющими входами — с соответствую- 65 шими третьими выходами блока 10 управления.

Первый вывод симистора 6 соединен с катодами первых 7 и вторых 8 тиристоров и с выходом коммутатора 5, управляющий вывод — с соответствующим вторым управляющим входом коммутатора 5, вторым выводом — с третьим входом коммутатора 5 соединенного первым и вторым входами через соответствующие первые тиристоры 7 с первым выводом симистора б, четвертыми входами через соответствующие вторые тиристоры 8 с первым выводом симистора б, вторыми управляющими входами с соответствующими управляющими выводами первых 7 и вторых 8 тиристоров.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение поступает от источника 1 в первичную обмотку 3 трансформатора 2 и трансформируется во вторичную обмотку 4.В . исходном .положении сигналы на управляющих входах тиристоров 7 и 8 и симистора б отсутствуют, все тиристоры 7 и .8 и симистор б закрыты.

Ток в цепи вторичной обмотки 16 испытуемого трансформатора 14 тока не протекает. После приведения в действие блока 10 управления последний начинает счет полупериодов переменного напряжения источника 1 и выдает импульс управления по различным выходам в определенной временной последовательности. Первый импульс запускает регистратор 11, последующие импульсы управляют работой тиристоров

7 и 8 и симистора б. Тиристоры 7 и 8 переключают отпайки вторичной обмотки 4 трансформатора 2 таким образом, что к последовательно соединенным вторичной обмотке 16 испытуемого трансформатора 14 тока и резистору 9 прикладывается испытательное .переменное напряжение, первая:полуволна которого является максимальной положительной, вторая минимальной (IIQ абсолютной величине) отрицательной, последующие положительные полуволны постепенно уменьшаются, а отрицательные возрастают до их выравнивания по абсолютной величине (фиг. 28). Это напряжение оказывает действие на перемагничивание магнитопровода испытуемого трансформатора 14 тока аналогичное тому, какое имело бы место при наличии испытательного напряжения с апериодической составляющей (фиг.2a). в процессе реального включения. Регистратор 11 осуществляет запись испытательного напряжения и напряжения на резисторе 9 (v< ).

При работе устройства тиристоры

7 коммутируют положительные полуволны напряжения, а тиристоры 8

1057884 отрицательные. Коммутируемый с помо,hN ТНрНсТороВ 7 H 8 ток, являющкйся переходным намагничивающим током испытуемого трансформатора 14 тока, фиг. 2 5 г ), не меняет положительного направления при приложении отрицательных полуволн напряжения, поэтому тирксторы 8 подключены к обмотке 4 анодами, как и тиристоры

7. Переключение тиристорами 7 и 8 отпаек вторичной обмотки 4 трансформатора 2 осуществляется следующим образом.

В положительную полуволну напряжения включен ткристор 7, и в момент окончания этой полуволны ток через тиристор имеет определенное значение. На начало отрицательной полуволны напряжения включается соответствующий тиристор 8, Открыты два тиркстора 7 и 8. Разность потенциалов между отпайками вторичной обмотки 4 трансформатора 2 вызывает дополн »тельный ток через открытые

THpHcToры, который обеспечивает закрытие ТНрНсТора 7, Аналогично осуществл",ется переключение тока при переходе напряжения с отрицатель ной полуволны на положительную. После последовательного переклочения всех отпаек вторич*.»ой обмотки 4 трансформатора 2 тиристорамк 7 и 8 симистор 6 подключает средною отпайку, при этом к цепи испытуемого трансф-,.рматора 14 тока прикладывается скммстричнае напряжение. В начале намагничивающий ток сохраняется однополяриьм положительным, затем постепе»»но его изменения входят и в область отрицательных значений, да-. лее он делается симметричным. После окончания импульса на открытие сНмистора б ток прерывается в момент перехода через нулевое значение.

В результате автоматического переключения отпаек трансформатора 2 действие получаемого испытательного напряженкя имитирует действие напряжения с аперкодической составляющей. Связь между намагничивающим io и приведенным первичным токами испытуемого трансформатора тока определяется дифференциальным уравнением, получаемым из схемы замещения

Ао

"ог у >»г»а = кг» „, где L — индуктивность намагничиог вания вторичной обмотки

16, R — активное сопротивление вторичной цепи.

Из (1, следует, что для получения намагничивающего тока переходного режима можно не пропускать через первичную обмотку 15 трансформатора 14 ток i», а приложкть к це. пк последовательно соединенных П4, к Р, напряжение, равное

U=R2» =й 3„M(coget-e "), где о» вЂ” постоянная времени первичной цепи.

Решение дифференциального уравнения трансформатора тока дает выра1О жение

Взяв пределы интегрирования от момента начала полуволны испытательного напряжения t» до момента ее окончания г и считая в интерва20 »о = ) IJ di, »о(».») e "ог (4) (ог

»,» ле интегрирования I, = cot»st, получаем где 1О (1») — значение намагничивающего тока в момент времени

Для практических целей не учитываем изменения второго члена последнего выражения и, следовательно, приращение намагничивающего тока в каждую полуволну испытательного напряжения огределяется только интегральным значением этой полуволны напряжения. В предлагаемом устройстве обеспечено равенство интегралов полуволн испытательного напряжения интегралам полуволн имитируемого напряжения с апериодкческой

cooTàâëÿþìåé, что обеспечивает полу— чение равных результатов в определени»» намагнкчивающего тока и погрею ностей.

Определение погрешностей осуществляют путем обработки полученной регистриратором 11 осциллограммы и

45 вычислений погрешностей. При этом измеряют на осциллограмме амплитудное значение установившегося испытательного напряжения U,öо> и вычисляют амплитудное значение установившегося

» первкчного тока 3» (приведенное к числу витков вторичной обмотки 16) > для которого определяются погреш» ности

"мм

3 = > ат q сопротивление вторичной

16 испытуемого трансформатока. где г >»». обмотки тора 14

Затем измеряют наибольшее значение напряжения Бэц в интервалах времени, равных периоду испытательного напряжения, к определяют наибольший мгновенный намагничивающий ток

1о„, в этих интервалах

1057884

Составитель В. Дворкин

Ре едактор М. Ткач Техред С. Легеза Корректор Г. Решетник

Заказ 9580/48 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Ц9М ом-

АмплитуДную полную погрешность в каждом из интервалов вычисляют по формуле — 100.

34M

Из осциллограммы могут быть определены и другие виды погрешностей.

Таким образом, за счет введения трансформатора 2, коммутатора 5, выполненного на тиристорах 7 и 8 и симисторе б, обеспечивается приб5 лижение режима перемагничивания трансформатора 14 тока при испытаниях к реальному режиму, что повышает достоверность результатов испытаний.