Научная статья на тему 'Применение дифференцирующих индукционных измерительных преобразователей в измерительных преобразователях тока обратной последовательности'

Применение дифференцирующих индукционных измерительных преобразователей в измерительных преобразователях тока обратной последовательности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
115
98
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Козлов А. Н., Кувшинов Г. Е., Ханнанов A. M.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Применение дифференцирующих индукционных измерительных преобразователей в измерительных преобразователях тока обратной последовательности»

статора составит около 110°С. Приблизительно такая же температура будет на поверхности ротора, содержащего постоянные магнить]. Для используемых фенеборовых магнитов марки 35 ЕН максимальная рабочая температура составляет 120°С.

ЛИТЕРАТУРА

1.Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - М.: Эяергоатомиздат, 1988. -280 с.

2.Бут Д.А. Бесконтактные электрические машины. - М: Высш. Шк., 1990. - 416 с.

3. Турбогенераторы. Расчёт и конструкция. Под ред.И.П.Иванова и Р.А.Лютера. Энергия, Л., 1967, с.782-783.

Козлов А.Н., Кувшинов Г.Е., Ханнанов A.M.

ПРИМЕНЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИХ ИНДУКЦИОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ ТОКА ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Измерительный прсобразовахель тока обратной последовательности применяется для измерения асимметрии в трёхфазных сетях и выявления таких аварийных режимов, как обрыв и короткое замыкание.

Известно большое разнообразие измерительных преобразователей обратной последовательности, содержащих трансформаторы тока и фильтры тока обратной последовательноеги. Ряд известных зарубежных фирм, таких как Siemens, используют измерительные преобразователи тока в устройствах защиты электрических двигателей малой и средней мощности, например в электронно-тепловых реле 3RB10. Используются такие устройства и в системах релейной защиты. Все они обладают существенными недостатками. Это высокие значения массы, габаритных размеров и стоимости трансформаторов тока, особенно на больших мощностях нагрузки, необходимость применения усилителей и аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с очень низким входным сопротивлением.

Измерительные преобразователи напряжения обратной последовательности позволяют широко использовать стандартные инструментальные усилители и АЦП, но обладают слабой чувствительностью при защите таких устройств как электрические двигатели, а в системах с большими значениями напряжений требуется устанавливать измерительные трансформаторы напряжения, у которых отношение номинальной мощности к массе выше, чем у трансформаторов тока.

Во всех таких преобразователях используются фильтры обратной последовательности, например, последовательно соединенные конденсаторы и резисторы, с тщательно подобранными параметрами [1].

Если на такой фильтр подавать напряжения, пропорциональные токам трехфазной системы, но от дифференцирующих индукционных преобразователей тока (ДИПТ), то можно избавиться от указанных выше недостатков. ДИПТ. именуемые еще трансреакторами, обладают значительно меньшими массогабаритными показателями, проще и дешевле при изготовлении.

Ниже на рисунке показана схема предлагаемого преобразователя с применением двух ДИПТ, I имеющих одинаковые параметры катушек, в том числе и одинаковые взаимные индуктивности со I своими токопроводами.

с«

Измерительный преобразователь тока обратной последовательности В предлагаемом преобразователе, предназначенном для трёхфазных сетей, не имеющих нулевого провода, использован фильтр напряжения обратной последовательности, отличающийся от стандартных дополнительным резистором ЯЗ и другими соотношениями сопротивлений резисторов и конденсаторов.

В стандартном фильтре с источником напряжения, имеющим бесконечно малое внутреннее сопротивление, используются следующие соотношения при номинальном значении рабочей частоты:

сопротивление первого конденсатора равно сопротивлению второго резистора и в >/3 раз больше

сопротивления первого резистора, а сопротивление второго резистора в >/3 больше сопротивления второго конденсатора.

Применяемые ДИПТ обладают относительно большой индуктивностью, которая тем больше, чем меньше измеряемые токи. В предлагаемом преобразователе влияние этих индуктивностей учтено тем, что абсолютные значения сопротивлений резисторно-конденсаторной цепи фильтра связаны следующими дополнительными соотношениями. При номинальном значении рабочей частоты

сопротивление третьего резистора в >/з раз больше индуктивного сопротивления катушки второго ДИИПТ. а сопротивление первого конденсатора равно сумме индуктивного сопротивления катушки

первого ДИИПТ и делённого на >/3 сопротивления первого резистора. Такие соотношения позволяют скомпенсировать влияние индуктивных сопротивлений катушек дифференцирующих индукционных измерительных преобразователей тока.

Измерительный преобразователь тока обратной последовательности является линейной системой, поэтому, когда в токах трёхфазной системы имеются обе последовательности, выходное напряжение преобразователя пропорционально току обратной последовательности.

Характеристики предлагаемого преобразователя и его массогабаритные показатели зависят от параметра

хк т = — ,

Я2

где — сопротивление катушки ДИИПТ на номинальной частоте.

Модуль выходного тока ДИИПТ, в относительных единицах, и его фаза определяются выражением:

2 т

1ь =

л/4 + 4т

— агс1ап

При значении параметра ТП = - выходной ток и его фаза будут равны ih = >/3/2, <р~ Тг/З.

Для токов прямой последовательности и отключённой нагрузке выходное напряжение предлагаемого преобразователя практически равно нулю. Его абсолютное значение составляет 0,11% от ЭДС катушки ДЙПТ. При измерении же токов обратной последовательности и отключённой нагрузке преобразователя выходное напряжение в 1,5 раза превосходит ЭДС катушек ДШ1Т.

Таким образом, предлагаемый измерительный преобразователь тока обратной последовательности обладает весьма высокой избирательностью, пригоден для непосредственного сопряжения с аналого-цифровым преобразователем и имеет значительно меньшую суммарную массу по сравнению с известными аналогами.

ЛИТЕРАТУРА

I Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. — М.: Высш. тнк.. 1991.-496 с. (Прототип-С. 58-59, рис. 1.18.)

В.А. Козлов*, В.Н. Коршунов", Г.Е.Кувшинов", В.В. Шаталов**4

- АмГУ, г. Благовещенск " - ДВГТУ (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) *** - МГУ им. адм. Г.И. Невельского

МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ НАХОДЯЩИХСЯ ПОД ЗЕМЛЁЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Заземляющие устройства (ЗУ) предназначены для выполнения важных функций рабочего и защитного заземления. ЗУ подстанции, а именно ему посвящен настоящий доклад, выполняется в виде уложенной в грунте сетке, состоящей из горизонтальных полос с тагом 6 - 10 м, которая объединяет дополнительные, забитые в случае необходимости, вертикальные электроды. Как полосы, так и вертикальные электроды выполняются из стали и соединяются в контур с помощью электросварки. В [I] рассмотрены причины повреждения таких ЗУ. Там же описан индукционный метод контроля ЗУ. Согласно этому методу по лежащей в земле полосе ЗУ пропускается электрический ток специального генератора определённой частоты, а над поверхностью земли с помощью индукционной рамки измеряется индукция создаваемого этим током магнитного поля. Таким способом можно определить как место прокладки полосы, так и возможный разрыв в ней.

В [2] указан недостаток этого способа: приходится выполнять большой объём работ по неоднократному подключению источника к контуру заземления, и многократно перемещать измерители для поиска точного положения и направления горизонтального элемента. Можно значительно уменьшить трудоёмкость диагностики ЗУ, если определение расположения горизонтальных полос ЗУ выполнять с помощью, так называемого, метода электроразведки, являющегося разновидностью индукционных методов [3]. В этом случае генератор подключают к основной индукционной рамке, наводящей ток в полосе ЗУ, а приемное устройство - к другой индукционной рамке (приёмной катушке). При расположении, в частности, осей обеих рамок под прямым углом исключается их взаимное влияние.

Недостаток обоих индукционных методов — необходимость защиты приёмного устройства от помех. Для этого используют генераторы с кварцевой стабилизацией частоты и полосовые фильтры высокого порядка (до десятого) [4].

Чтобы уменьшить эти затруднения, целесообразно кардинально изменить последний метод. В качестве генератора предлагается использовать более простой по конструкции источник стабильного постоянного тока. А вместо приёмной катушки — гальваномагнитные преобразователи Холла, в сочетании с усилителем и фильтром нижних частот. Последний имеет гораздо более простую конструкцию, по сравнению с полосовыми фильтрами высокого порядка. Если использовать только одну основную индукционную рамку с диаметром около 1 м и несколько размещённых в её контуре гальваномагнитных преобразователей Холла, то можно сразу определять не только место

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.