Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках содержит высоковольтные делители 1, 2 напряжения, имеющие высоковольтные плечи 3 и 5 и низковольтные плечи 4 и 6 соответственно , измерительные кабели 7, 8, емкостно-омические делители 9, 10 напряжения в виде / С-цепочек, включающие резисторы 11, 13, 14, 17 и конденсаторы 12, 14, 16, 18, регистрирующие приборы 19, 20, / С-цепочки 21-25, включающие резисторы 26, 28, 30, 32, 34 и конденсаторы 27, 29, 31, 33, 35, согласующие резисторы 36, 37, точки 38, 39 измерения и регистрирующий прибор 40. Устройство имеет повыщенную точность регистрации разности потенциалов между точками измерения. 1 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„, Я0„„1397839 А 1 (50 4 G О1 R 15 04, 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2Ф 25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3998328/24-21 (22) 02.01.86 (46) 23.05.88. Бюл. № 19 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина (72) А. С. Субачев (53) 621.317.7 (088.8) (56) Болотин И. Б., Эйдель Л. 3., Измерения в переходных режимах короткого замыкания

Л.: Энергия, 1981, с. 125,.рис. 3 — 31 б.

Авторское свидетельство СССР

¹ 941901, кл. G 01 R 15/04, 06.11.80. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

НА(1РЯЖЕНИЯ В ВЪ|СОКОВОЛЬТНЫХ

УСТАНОВКАХ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике. Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках содержит высоковольтные делители 1, 2 напряжения, имеющие высоковольтные плечи 3 и 5 и низковольтные плечи 4 и 6 соответственно, измерительные кабели 7, 8, емкостно-омические делители 9, 10 напряжения в виде RC-цепочек, включающие резисторы 11, 13, 14, 17 и конденсаторы 12, 14, 16, 18, регистрирующие приборы 19, 20, RC-цепочки 21 — 25, включающие резисторы 26, 28, 30, 32, 34 и конденсаторы 27, 29, 31, 33. 35, согласующие резисторы 36, 37, точки 38, 39 измерения и регистрирующий прибор 40.

Устройство имеет повышенную точность регистрации разности потенциалов между точками измерения. 1 ил.

1397839

35

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения напряжения в электрических сетях высокого напряжения.

Цель изобретения — повышение точности регистрации разности потенциалов между точками измерения, расположенными на токоведущих частях электроустановок, находящихся под высоким напряжением относительно земли.

На чертеже изображена электрическая схема устройства.

Устройство содержит высоковольтные делители 1 и 2 напряжения, например емкостные. Высоковольтный делитель 1 напряжения имеет высоковольтное плечо 3 и низковольтное плечо 4, а высоковольтный делитель 2 напряжения — высоковольтное плечо 5 и низковольтное плечо 6. К низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения с помощью измерительных кабелей 7 и 8 подключены емкостно-омические делители 9 и 10 напряжения, состоящие каждый из двух плеч, выполненных в виде RC-цепочек. В делителе 9 напряжения одна RÑ-цепочка состоит из резистора 11 и конденсатора 12, другая включает в себя резистор 13 и конденсатор 14, а в делителе 10 напряжения одна RC-цепочка состоит из резистора 15 и конденсатора 16, а другая — из резистора 17 и конденсатора 18. К выходам делителей 9 и 10 напряжения подключены соответственно регистрирующие приборы 19 и 20. Устройство содержит также RC-цепочки 21 — 25, состоящие соответственно из резистора 26 и конденсатора 27, резистора 28 и конденсатора 29, резистора 30 и конденсатора 31, резистора 32 и конденсатора 33, а также резистора 34 и конденсатора 35.

RC-цепочки 2! и 22 и соответственно RCцепочки 23 и 24 соединены последовательно.

При этом RC-цепочка 21 другим выводом подключена к жиле измерительного кабеля 7, RC-цепочка 23 — к жиле измерительного кабеля 8, а RC öåïî÷êè 22 и 24 другими выводами соединены с экранами измерительных кабелей 8 и 7 соответственно, причем экраны измерительных кабелей 7 и 8 подключены к точкам заземления низковольтных плеч 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения. RC-цепочка 25 своими выводами подключена к объединенным выводам

RC-цепочек 21 и 22 и RC-цепочек 23 и 24, к которым также присоединен регистрирующий прибор. Жилы измерительных кабелей 7 и 8 подключены к низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения через согласующие резисторы 36 и 37 соответственно. В качестве измерительных кабелей 7 и.8 могут быть использованы и симметричные кабели, при этом для подключения их к низковольтным плечам 4 и 6 высоковольтных делителей и 2 используют жилы кабелей. Высоковольтные делители и 2 напряжения подключают к точкам 38 и 39 измерения, расположенным на токоведущих частях контролируемой электроустановки, выводами высоковольтных плеч 3 и 5. На чертеже обозначен также регистрирующий прибор 40.

Устройство работает следующим образом.

Для создания условий, обеспечивающих отсутствие амплитудных и фазовых искажений регистрируемых напряжений, постоянные всех RC-цепочек устройства устанавливают равными, т. е. И„С12=013 С14 ——

=RIs C16=R17 C1s=R26 C27=R2s Сго=

=Рзо С31=йзг Сзз=йз4.Сзв. Импедансы

RC-цепочек 21 — 24 выбирают много большими импульсов делителей 9 и 10 напряжения, т. е.

R26))RI I+R 13, R26))R I5+R 17 R32))RI I+R13

R3(i)) R I 5+ R17!

C I 2 С14 CI 6 С16 C I 2 ° C I 4

Сг-4 — — — --, Сго - — —, C33 —

С12+ С14 C 16+ C I 8 С12+ С! 4

CI6 С16

С16+ С16

Это требование вызвано тем, что сигнал с выхода одного высоковольтного делителя, например делителя 1 напряжения, не должен попадать на выход другого делителя 2 напряжения, чтобы не вносить погрешность в регистрацию напряжений в точках 38 и 39 измерения, осуществляемую регистрирующими приборами 19 и 20.

В случае, когда напряжения на делителях

9 и 10 напряжения при одном и том же напряжении в точках 38 и 39 не одинаковы, должны быть выполнены соотношения и к u, Км Къ Uà

I с с„ ь <

C33 ul где U7 и U6 — напряжения на делителях 9 и 10 напряжения, подключенных к измерительным кабелям 7 и 8 соответственно при одном и том же напряжении в точках 38 и 39 измерения.

Из равенства постоянных времени RCцепочек вытекает независимость соотношения амплитуд и фаз потенциалов всех узловых точек схемы устройства от частоты регистрируемых напряжений. Поэтому определение напряжения на входе регистрирующего прибора 40, регистрирующего разность потенциалов между точками 38 и 39 измерения, достаточно выполнить лишь для крайних частот f=0 и f=oo.

Обозначим потенциалы жилы и экрана измерительного кабеля 7 через rp7, у7, а потенциалы жилы и экрана измерительного кабеля 8 через рв, 4рв соответственно. Тогда дЛя f=oo ПОтЕНцИаЛЫ yI u Cp2 ВХОДНЫХ Зажнмов регистрирующего прибора 40 могут быть определены как

1397839

Я, R28 зо Изг

4Р2 гртт +7 +гР8

Учитывая, что

Ки !А 1/ у получим соответственно

10 P l = 14.g (Р7+ К Р8)

ВНИИПИ Заказ 2266/44 Тираж 772 Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Р2 — 1+к (Р7+К Р8) !

Тогда напряжение (/4о на входе регистрирующего прибора 40 будет равно с- 40= гР! гР2= (гР7 тР7 К(гР8 гР8)) = п

1 К

20 (U7 КUs), 14.1 где с/7 и /8 — напряжения на делителях 9 и 10 напряжения, подключенных к измерительным кабелям

7 и 8.

Из последнего выражения следует, что напряжение (/4о на входе регистрирующего прибора 40 определяется только разностью напряжений на делителях 9 и 10 напряжения что подтверждает независимость показаний gp регистрирующего прибора 40 от потенциалов точек заземления высоковольтных делителей 1 и 2 напряжения, чем и повышается точность регистрации разности потенциалов между точками 38 и 39 измерения.

Если потенциалы точек 38 и 39 измерения одинаковы и в последнем выражении вместо

/ / U7 (/7 и Us имеем U7 и Us, то при,— К U4o= ич

=<Рг — Р2= — — (К ° Us — К Us)=0, т. е. на1+к 40 пряжение U4o на входе регистрирующего прибора 40 равно нулю, что и должно иметь место в указанном случае.

Как правило, высоковольтные делители 1 и 2 напряжения одинаковы, т. е. (/7=(/8, 45 поэтому напряжение U4o на входе регистрирующего прибора 40 равно U4o

= U7o — Us). ЛЛя ПОЛуЧЕНИя ОДНОГО И ТОГО же масштаба представления регистрируемых напряжений на входах регистрирующих приборов 40, 19 и 20 плечи делителей 9 и 10 напряжения должны быть выбраны так, чтобы на вход регистрирующего прибора 19, подавалось напряжение, равное U7, 14-К а на вход регистрирующего прибора 20-напряжение — — Us. При этом разность

К

1+К этих напряжений равна — (U7 — KUs), что

1+K соответствует ранее выведенному выражению для напряжения U4o на входе регистрирующего прибора 40 и подтверждает равенство масштабов представления регистрируемых напряжений для всех регистрирующих приборов устройства. RC-цепочка

25 позволяет регулировать уровень напряжения на входе регистрирующего прибора 40.

Предложенное устройство и меет повышенную точность регистрации разности потенциалов между точками измерения, что позволяет получить более точную информацию о работе высоковольтных аппаратов, например выключателей, необходимую для внесения корректив в конструкцию новых выключателей с целью повышения надежности их работы. Более точная регистрация междуфазовых напряжений, обеспечиваемая предложенным устройством, позволяет более оптимально выбирать междуфазовую изоляцию, в частности правильно рассчитывать габариты воздушных линий электропередач.

Формула изобретения

Устройство для регистрации напряжения в высоковольтных установках, содержащее два высоковольтных делителя напряжения, включенных между соответствующими точками измерения и заземления три регистрирующих прибора, два из которых раздельно подключены к выходам двух емкостно омических делителей напряжения, каждый из которых измерительным кабелем соединен с выходным низковольтным плечом соответствующего высоковольтного делителя напряжения, и две RC-цепочки, первая из которых первым выводом присоединена к жиле первого измерительного кабеля, а вторая первым выводом подключена к жиле второго измерительного кабеля, отличающееся тем, что с целью повышения точности регистрации разности потенциалов между точками измерения, дополнительно введены третья и четвертая RC-цепочки, причем первые их выводы соединены с вторыми выводами первой и второ" RC-цепочек соответственно, второй вывод третьей RC-цепочки подключен к экрану второго измерительного кабеля, второй вывод четвертой RC-цепочки подсоединен к экрану первого измерительного кабеля, а третий регистрирующий прибор одним входным зажимом подключен к объединенным выводам первой и третьей RC-цепочек, а другим соединен с объединенными выводами второй и четвертой RC-цепочек.