Устройство для измерения отношения двух электрических величин

 

(1ц У6 9 45»

Союэ Советскмх

Социалнстмческик йеспублмк

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.

G 0l К 31108 (22) Заявлено 01 03. 78 (21) 2584620/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (43) Опубликовано СР 10 80 Бюллетень №3 (53) УДК

621. 3 1 6, 295(0 88. 8) (45) Дата опубликования описания 07 10 80

Ж. П. Гейдерман, В. П. Горишный, P. Ф. Стасенко и И. А.:Федотов (72) Авторы изобретения и !

Изобретение относцтся 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 эгях устройствах число импульсов, зафиксированное счетчиком, является логарифмической функцией отношения контролируемых величин, Для получения линейной зависимости показаний счетчика от фиксируемого отношения электрических величин и повышения точности ра5 боты в известном устройстве такого типа преобразователь напряжения снабжен элементом контроля уровня напряжения вспомогательного конденсатора, выходные цепи которого включены в цепь

)О между вспомогательным и разряжаемым конденсатором, и разрывает эту цепь при возрастании напряжения на вспомогательном конденсаторе до величины, пропорциональной величине напряжения

15 на втором запоминающем конденсаторе.

Кроме того, для повышения точности работы, преобразователь дополняется источником стабилизированного напряжения (1)

20 При указанном выполнении устройст- во усложняется введением дополнительных стабилизированных источников питания, :устройства контроля уровня напряжения и, кроме того, оно может быть выпол25 .нено только с использованием в качест 1 ве блока отсчета аналогоцифрового преобразователя.

В ряде случаев при выполнении устройств релейной зашиты и определения расстояний до мест коротких Ь замыканий используются более простые блоки отчета,. основанные на измерении временного интервала. Такие устройства также содержат эталонные ва» поминающие конденсаторы, включенные ® в цепи контролируемых величин, элемен-, ты деления и фиксации отношения этих величин. В них отношение указанных величин измеряется по времени заряда конденсатора в интегрирующей PC-цепи, подключаемой. к конденсатору, напряжение на котором пропорционально току линии, до уровня сравниваемого напряжения на втором эталонном конденсаторе, пропорциональном напряжению между поврежденными фазами линии.

Измеряемое время в этих устройствах связано с отюшением контролируемых величин также логарифмической зависимостью, С целью получения линейной зависимости времени заряда конденсатора RC-контура от отношения контролируемых величин в известном устройстве (2 содержащем трансфор матор напряжения, транс-реактор, вы30 прямительные мосты, схему сравнения и нуль-индикатор, - применен дополнительный нуль-индикатор, который со стороны цепей тока подключен к делителю на сопротивлении, а основной нуль-индикатор со стороны цепей тока подключен к делителю интего-дифференцирующего контура схемы сравне-1 ния, присоединенному к выпрямительному

40 мосту цепи тока через замыкающий контакт реле-повторителя дополнительного нуль-индикатора, При этом для замера времени заряда на линейном участке характеристики

45 используется заряд конденсатора не до полного напряжения на эталонном конденсаторе памяти, до его части, определяемой делителем.

К недостатку устройства относится невысокая точность работы, отклонение от линейности выходной характеристики, ссставляющее 20% даже при заряде конденсатора до 0,5 питающего напряжения. 55

С целью устранения указанного недостатка, повышения точности работы, улучшения линейности выходной характеристики при выполнении фиксации отношения контролируемых электрических ) gp величин с помощью временного блока отсчета в предлагаемое устройство, содержащее источники постоянного и переменного тока, пуск<мое реле с выходными равмыкающими и замыкающими контактами,. трансформатор тока, первичная .обмотка которого соединена с исследуемой .линией электропередачи, а вторичная обмотка шунтирована нагрузкой и первичным выпрямителем тока, трансформатор напряжения, первичная обмотка которого соединена и исследуемой линией электропередачи а вторичная обмотка которогошунтиро;вана вторым выпрямителем тока, нульорган, временной блок отсчета, исполнительное реле, первый конденсатор памяти, резисторы, - введен второй конденсатор памяти, зарядный конденсатор и диод, причем первый и второй конденсаторы памяти, через соответствующие замыкающие контакты пускового реле соединены соответственно с выходными зажимами первого и второго выпрямителей тока, второй конденсатор памяти члрев последовательно соединенные совтветствующий замыкающий контакт пускового реле и первый резистор соединен с первым входом нуль-органа, зарядный конденсатор и диод включены через первый резистор параллельно второму конденсатору памяти, первый конденсатор памяти через соответствующий замыкающий контакт пускового реле соединен со вторым входом нульоргана, между которым и одной из шин источника постоянного тока включен второй резистор, выход нуль-органа через псследовател но соединенные соответствующий замыкающий контакт пускового реле;и катушку подключен к шине источника постоянного тока, и один вывод временного блока отсчета ,соединен с одной из шин источника переменного тока, вторая шина которого через последовательно соединенные соответствующий замыкающий контакт пускового реле и размыкающий контакт исполнительного реле соединена с другим выводом временного блока отсчета, а в качестве нуль-органа использован транзисторный эквивалент двух-базового диода.

На фиг, 1 приведена принципиальная схема устройства. Устройство ссстоит из трансформаторов тока 1 и напряжения 2, выпрямительных мостов 3, 4, нагрувочного резистора 5,запоминаающях конденсаторов 6, 7, зарядного конден769457

l где: Т вЂ” постояннаявремени пепи рав5 2 ряда конденсатора 7; а .4

2 7 10

Подставляя значения U u ю из (2}, (3) в (4) условие отпирания транзисторов 18, 19 можно представить в виде: сатора 8, зарядного резистора 9, р азрядного резистора 10, диода 11, выходных контактов пускового реле 1217, транзисторного эквивалента двухбазового диода на транзисторах 18, 19, исполнительного реле 20 с выходным контактом 21, временно блок отсчета 22, пускового устройства 23.

Схема работают следующим Фйразом

При срабатывании пускового реле

23 его контакты 12, 13 подключают запоминающие 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, л пропорционального напряжения линия

Ч . По истечении выдержки времени, л необходимой 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:

Отсюда:,Так как IL

К а к, i л -Е

1л е, tfС > UR

8 10, t

1-е < э сс

1л где: И вЂ” напряжение на конденсаСЕ торе 8, R — напряжение на разрядном ,10 резисторе 10.

Напряжение О опоецеляетс.я выва8

При С =2, 40 нение. этой пр юышает

Ua

1 л (8) жением: где: С, С вЂ” соответственно емкость конденсаторов 6 и 8, Ч, - постоянная времени цепи за.

1 ! ряда конденсатора 8;

i К 1 — (1-е ), (2}

С8 1 лС Г

«t

j К Т вЂ” (1 — е -К И е г {,4.)

1лС

Ь

2 Л с и Uл Kä 1 — е < () л

При Г =1, а 1 о(Г

1 2

1 в пределах g 4+ отклозависямости от линейной не

2%, т. е, 45

Таким образом, предлагаемое ус ройство 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

6 8

1 - 9

С + С

Напряжение Ц определяется выражением:

Устройство для измерения отношения двух электрических величин, содержащее источники постоянного и переменного тока, пусковое реле с выходными

ВО размыкающимя и замыкающими контакl

769457

7 8 тами, трансформатор: тока, первичная обмотка которого соединена с исследуемой линией электропередачи, а вторичная обмотка шунтирована нагрузкой и первым выпрямителем тока, трансформатор напряжения, первичная обмотка которого соединена с исследуемой линией электропередачи, а вторичная обмотка которого шунтирована вторым выпрямителем токе, нульорган, временной блок отсчета, исполнительное реле, первый конденсатор памяти, рези» сторы, отличающееся тем, что, с иелью повышения точности в него введены

;вгорой конденсатор памяти, зарядный конденсатор и диод, причем первый и второй конденсаторы памяти через соответствующие замыкающие контакты пускового реле соединены соответственно с выходными зажимами первого и второго выпрямителей тока, второй конденсатор памяти через последовательно соединенные соответствующий замы- кающий контакт пускового реле и первый резистор соединен с первым входом нуль-органа, зарядный конденсатор и диод включены через первый ревистор параллельно второму конденсатоlpy памяти ° первый конденсатор памяти через соответствующий замыкающий контакт пускового реле соединен со вторым входом нуль-органа, между которым и

5 одной из шин источника постоянного тока включен второй резистор, выход нульоргана через псследовательно соединенные соответствующий замыкающий контакт пускового реле и катушку подклюIO . чен к шине источника постоянного тока, и один вывод .времейного блока отсчета соединен с одной иэ шин источника переменного тока, вторая шина которого через последсаательно соединенные со-!

Ф ответствующий замыкающий контакт пускового реле и размыкающий контакт исполнительного реле соединена с другим выводом временного блока отсчета.

Источники информаиии, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

25 М 420967, кл. G Ol R 31/08.

2. Авторское свидетельство СССР

Й 301778, кл. Н. 02 Н 3/38, 05.06.69, (прототип} °

Заказ

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 13035, Раушская наб., 4