Преобразователь переменного тока в унифицированные сигналы постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, требующих размыкания токовых цепей, например измерительных преобразователях, реле защиты, показывающих приборах. Техническим результатом является повышение удобства эксплуатации измерительного преобразователя, улучшение условий труда обслуживающего персонала. В преобразователе переменного тока в унифицированные сигналы постоянного тока содержится модуль трансформаторов тока, в состав которого входят разделительные трансформаторы тока, модуль преобразования и коммутации, состоящий из нормирующих усилителей и коммутатора, входы модуля преобразования и коммутации соединены с выходами модуля трансформаторов тока, а выход подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выходная шина которого соединена с входной шиной блока управления, управляющие выходы которого подключены соответственно к управляющим входам блока преобразования и коммутации, аналого-цифрового преобразователя и выходного блока, а выходная шина - к входной шине выходного блока, входы модуля трансформаторов тока через разъединитель соединены с блоком защиты, который через блок связи с объектом подключен к измерительным трансформаторам тока. В результате обеспечивается мгновенное отключение и подключение преобразователя к контору измерения без отключения действующей электрической установки. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах, требующих подключения к токовым цепям и отключения от токовых цепей действующих электрических установок, например измерительных преобразователях, реле защиты, показывающих приборах.

Известны измерительные преобразователи, например преобразователи серии "Е", выпускаемые Производственным объединением "Электроизмеритель", г. Витебск, которые широко используются на объектах энергетики для измерения электрических параметров. Электрическая схема измерительного преобразователя подключается к измерительным цепям электрической установки посредством клеммных зажимов под винт [1]. Опыт эксплуатации описанных преобразователей выявил ряд недостатков, заключающихся в том, что для проведения регламентных работ при поверке или ремонте преобразователей их необходимо отключить от действующей электрической установки, то есть отсоединить все цепи, идущие к данному преобразователю, при этом необходимо отвернуть около десятка винтов. Как правило, на действующей электрической установке отключение и подключение преобразователей осуществляется без снятия напряжения или тока, что допускается правилами техники безопасности [2]. Если отключение цепей напряжения не вызывает затруднений, то отключение токовых цепей на действующей электрической установке требует соблюдения определенной последовательности действий: сначала необходимо закоротить перемычкой токовую цепь преобразователя, а затем отключить преобразователь, обеспечивая таким образом безразрывное отключение преобразователя от токовой цепи. Подключение преобразователя к токовой цепи электрической установки осуществляется в обратном порядке.

Во время замены измерительных преобразователей на действующей электрической установке могут быть допущены ошибочные действия, например разрыв токовой цепи или замыкание цепей напряжения, которые приводят к возникновению аварийных ситуаций и отключению установки.

Известны усовершенствованные измерительные преобразователи серии "Е" [3] , содержащие входной трансформатор, во вторичную обмотку которого включен выпрямитель с фильтром, подключенным к схеме управления, выходом соединенной с выходным устройством. Электронная схема преобразователя монтируется на диэлектрическую пластину, которая устанавливается на контрольный штепсель, имеющий достаточное число контактных штырей, к которым винтами подсоединяются провода, идущие от электронной схемы преобразователя, контрольный штепсель с измерительным преобразователем, в свою очередь, вставляется в испытательный блок, контакты которого подключены к измерительным цепям тока и напряжения электрической установки. При извлечении контрольного штепселя из испытательного блока токовые цепи закорачиваются ламелями в испытательном блоке (см. фиг.3).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является техническое решение, приведенное в [4], содержащее модуль трансформаторов тока (МТТ), состоящий из разделительных трансформаторов тока, первичные обмотки которых соединены с входами модуля трансформаторов тока, а вторичные обмотки подключены к выходам модуля трансформаторов тока, соединенным с входами модуля преобразования и коммутации, в состав которого входят нормирующие усилители, входами подключенные к выходам модуля трансформаторов тока, а выходами через коммутатор - к аналого-цифровому преобразователю, соединенному с вычислительным узлом, осуществляющим цифровую обработку сигналов и управление.

Недостатком описанного технического решения (как и преобразователей серии "Е") является то, что оно не в полной мере отвечает требованиям техники безопасности и удобства эксплуатации, поскольку в случае проведения профилактических работ для удаления измерительного преобразователя из действующей электрической установки необходимо производить действия, описанные выше, что может привести к аварийной ситуации.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи создания измерительного преобразователя, который позволял бы производить мгновенное изъятие его из контура измерения для поверки, профилактических работ, замены и т.п. и такой же мгновенной установки в контур измерения без отключения действующей электрической установки, исключая при этом возможность возникновения аварийных ситуаций.

Поставленная задача решается за счет того, что в схему преобразователя, содержащего модуль трансформаторов тока, модуль преобразования и коммутации, входы которого соединены с выходами модуля трансформаторов тока, а выход подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, блок управления, входная шина которого соединена с выходной шиной аналого-цифрового преобразователя, выходная шина подключена к входной шине выходного блока, а управляющие выходы соединены с соответствующими управляющими входами модуля преобразования и коммутации, аналого-цифрового преобразователя и выходного блока, введен блок защиты, выполненный на диодах, включенных встречно-параллельно, одни выводы которого через разъединитель соединены с входами модуля трансформаторов тока, а другие выводы через блок связи с объектом подключены к измерительным токовым цепям электрической установки.

Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять практически мгновенное отключение схемы преобразователя от внешних измерительных токовых цепей за счет того, что в устройство введена электронная схема защиты по току, позволяющая автоматически замыкать измерительную токовую цепь, предотвращая тем самым выход из строя обмоток измерительных трансформаторов тока. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет улучшить условия работы персонала, повысить надежность преобразователя, исключает возникновение аварийных ситуаций при отсоединении преобразователя от объекта контроля.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема измерительного преобразователя, на фиг.2 приведен пример практической реализации и включения в схему преобразователя блока защиты, на фиг. 3 представлена схема, поясняющая принцип действия усовершенствованного измерительного преобразователя, при этом на фиг.3 приняты следующие обозначения: XS - ламели испытательного блока, ТТ - измерительный трансформатор тока, ХР - контакты контрольного штепселя.

Измерительный преобразователь (фиг. 1) содержит модуль трансформаторов тока 1, состоящий из разделительных трансформаторов тока 2, первичные обмотки которых соединены с входами модуля трансформаторов тока 1, а вторичные обмотки - с выходами модуля трансформаторов тока 1, подключенными к модулю преобразования и коммутации 3, в состав которого входят нормирующие усилители 4 и коммутатор 5, входы нормирующих усилителей 4 подключены к соответствующим выходам модуля трансформаторов тока 1, а выходы через коммутатор 5 соединены с входом аналого-цифрового преобразователя 6, выходная шина которого соединена с входной шиной блока управления 7, первым управляющим выходом подключенного к управляющему входу коммутатора 5, а выходной шиной - к входной шине выходного блока 8, выходы которого являются выходами преобразователя, а вход записи соединен с вторым управляющим выходом блока управления 7, третьим управляющим выходом подключенного к входу запуска аналого-цифрового преобразователя 6, входы модуля трансформаторов тока 1 через разъединитель 9 соединены с соответствующими выводами блока защиты 10, другие выводы которого через блок связи с объектом 11 подключены к внешним токовым цепям, например к измерительным трансформаторам тока.

Блок управления 7 выполнен на основе микропроцессора и предназначен для вычисления действующего значения тока и управления работой входящих в состав устройства блоков.

Выходной блок 8 предназначен для формирования нормированного выходного сигнала и выполнен на основе операционных усилителей.

Описанное устройство работает следующим образом.

В режиме измерения параметров электрической установки измерительный преобразователь включен в измерительную цепь, например подключен к измерительным трансформаторам тока (на чертеже не показаны). При этом токовые сигналы через блок связи с объектом 11 поступают на входные зажимы разделительных трансформаторов тока 2, входящих в состав модуля трансформаторов тока 1, и далее на модуль преобразования и коммутации 3, который с помощью нормирующих усилителей 4 нормирует по уровню поступающие входные сигналы переменного тока и через коммутатор 5 подает их на вход аналого-цифрового преобразователя 6, осуществляющего преобразование поступающего сигнала в цифровой код, который с выходов аналого-цифрового преобразователя 6 поступает на соответствующие входы блока управления 7, производящего необходимые арифметические и логические операции для вычисления действующего значения переменного тока и выдающего кодовый сигнал на вход выходного блока 8, преобразующего кодовый сигнал в унифицированный сигнал постоянного тока.

В случае, если необходимо произвести отключение измерительного преобразователя для поверки или ремонта, разъединитель 9 размыкается, отключая тем самым преобразователь от измерительной цепи. При этом электрическая цепь прохождения измеряемого тока замыкается с помощью диодов 12, 13 блока защиты 10, предотвращая тем самым выход из строя измерительного трансформатора тока. Подключение преобразователя к измерительной цепи осуществляется в обратном порядке.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить безопасность выполнения работ, удобство эксплуатации измерительного преобразователя, улучшить условия труда обслуживающего персонала за счет введения в устройство блока защиты, позволяющего производить изъятие преобразователя из контура измерения без разрыва токовой цепи и, следовательно, без отключения электрической установки. Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы преобразователя за счет того, что закорачивание токовой цепи осуществляется с помощью электронного устройства, что положительно влияет на состояние контактов, так как безразрывное отключение токовой цепи предотвращает электрохимическую коррозию последних.

Источники информации 1. Преобразователи серии "Е". Проспект ПО "Электроизмеритель", г. Витебск.

2. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. - СПб.: ДЕАН, 2000, с. 80.

3. Топорков Р. И. О модернизации измерительных преобразователей серии "Е", журнал "Энергетик", 2000, 10, с. 35.

4. Лавров Г.Н., Доронина О.М., Портнов М.Л., Портнов Е.М. Система преобразования, интегрирования и накопления параметров электроэнергии "Спринт", журнал "Энергетик", 1996, 12, с.13.

Формула изобретения

Преобразователь переменного тока в унифицированные сигналы постоянного тока, содержащий модуль трансформаторов тока, модуль преобразования и коммутации, входы которого соединены с выходами модуля трансформаторов тока, а выход подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, блок управления, входная шина которого соединена с выходной шиной аналого-цифрового преобразователя, выходная шина подключена к входной шине выходного блока, а управляющие выходы соединены с соответствующими управляющими входами модуля преобразования и коммутации, аналого-цифрового преобразователя и выходного блока, отличающийся тем, что в него введен блок защиты, выполненный на диодах, включенных встречно-параллельно, одни выводы которого через разъединитель соединены с входами модуля трансформаторов тока, а другие выводы через блок связи с объектом подключены к измерительным токовым цепям электрической установки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3