CC BY
52
расположения полосы, но и её направление. Такая особенность предлагаемого устройства позволит значительно снизить время, необходимое для составления топографического плана всего ЗУ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дынькин Б.Е., Исянов С.Р., Чикаров Ю.А. Диагностика ьонтуров заземления действующих электроустановок // Материалы Первой Российской конференций по заземляющим устройствам. -Новосибирск, 2002. С.165 - 171.
2. В .А. Козлов, В.Н. Коршунов, Г.Е. Кувшинов, Н.В. Савина. Методы обнаружения находящихся под землёй вертикальных электродов контура заземления // Радиоэлектроника, информатика, электротехника: Материалы научной конференции «Вологдинские чтения». -Владивосток: ДВГТУ, 2008. - С. 137 - 139.
3. Бахмутский В.Ф., Зуенко Г.И. Индукционные кабелеискатели. -М.: Связь, 1970.
4. Г.М. Микиртичан, А.Г. Микиртичан, Б.Б. Л>дмер, H.H. Руднева, A.A. Шилин Микиртичанан Г.М., Розенфельд Я.С. Кабелеискатель КИ-4П // Электросвязь,! 974- -№ 10.
Горбенко Ю.М., Комлев А.В., Кувшинов Г.Е.
СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
АКТИВНОГО ТОКА
В настоящее время происходит развивающийся процесс замены трансформаторов тока (ТТ) другой разновидностью измерительных преобразователей тока трансформаторного типа -дифференцирующими индукционными преобразователями тока (ДИПТ), которые измеряют не сам переменный ток, а его производную. Это происходит из-за того, 4fo, по сравнению с ТТ, масса ДИПТ в сотни и тысячи раз меньше. У современных ДИПТ отсутствует магнитный сердечник, поэтому исключаются погрешности измерения, связанные с насыщением сердечника и потерями мощности в нём. Такие измерительные преобразователи, под названием катуцжи Роговского, выпускают фирмы. LEM (США) и РЕМ (Великобритания), а также Siemens и ABB. [L 2]. Обычно их используют для измерения самих переменных токов, поэтому ДИПТ дополняют аналоговым или цифровым интегрирующим фильтром.
Выполненные в ДВГТУ исследования показали, что существует множество электротехнических устройств различного назначения, в которых можно заменять ТТ на ДИПТ без использования интегрирующих фильтров, достигая при этом существенное улучшение показателей таких устройств: снижение массы, повышение точности, упрощение схемы. Така^ возможность существует, прежде всего, в тех электротехнических комплексах, где для получения нужной информации складывают (или вычитают) напряжения источника синусоидального тока и падения напряжения, пропорциональные его токам. В таких случаях громоздкий ТТ с подключённым к его вторичной обмотке резистором заменяется катушкой (вторичной обмоткой) ДИПТ, которая индуктивно связана с токопроводом источника. В частности, известные трёхфазные устройства токовой стабилизации, состоящие из трёх ТТ, нагруженных на громоздкие же резисторы, одного изменяющего фазу источника напряжения трансформатора (с обмотками, включёнными в звезду и в треугольник) и суммирующего трансформатора [3], можно предельно упростить, заменив все перечисленные элементы тремя ДИПТ [4, 5]. На различные варианты выполненных с использованием ДИПТ устройств для равномерного распределения реактивных токов между параллельно работающими источниками нами получены четыре патента и послана заявка на изобретение пятого варианта. Найденные решения можно использовать и при разработке устройств для равномерного распределения активных токов.
Принцип действия современных измерительных преобразователей активного тока (ИПАТ), использующих ТТ, поясняется векторной диаграммой,приведённой на рис. 1, а.
Рис.1. Измерительный преобразователь активного тока: а — векторная диаграмма: б - принципиальная схема.
Синфазные векторы Ul и U2 , имеющие одинаковый модуль U, пропорциональный напряжению источника, складываются с вектором напряжения Ul, модуль которого С/ пропорционален току I нагрузки источника. В нормальных режимах работы U! меньше U на порядок и более. В известных
ИПАТ напряжение U, получают как падение напряжения от тока вторичной обмотки ТТ на подключённом к этой обмотке резисторе с сопротивлением R . Фазовый угол (р равен углу между фазными напряжениями и токами источника напряжения. Модули полученных при суммировании напряжений 03 и UA определяются по теореме косинусов, с дальнейшими упрощениями, связанными с пренебрежением малой величиной Uf и использованием двух членов разложения полученного выражения в ряд Маклорена:
U3 4 = у]и2 ± 2 U Ut cos <р + IJ] «2 ± 2 U Ut cos <р « V ± U, cos (р. (1)
Разность модулей напряжений U% и ¿74 пропорциональна Ia - активному току источника.
Показанный алюритм определения 1а реализуют с помощью фазочувствительного выпрямителя, показанного на рис. 1, б. Напряжения Uv , подводимое к первичной обмотке трансформатора
напряжения ТН, и ток I , проходящий по первичной обмотке ТТ, при чисто активной нагрузке должны быть синфазными. С вторичных обмоток, имеющих одинаковые числа витков W\ и снимают напряжения U{ и U2. Разделительные трансформаторы Ti и Т2 обеспечивают нормальную работу мостовых выпрямителей В] и В2. Выходное напряжение ИПАТ и0, которое равно разности напряжений двух балластных резисторов R] и R2, пропорционально разности модулей U3 и U4, то есть активному току источника напряжения.
Так как в измерительных цепях синхронных генераторов его нулевой вывод не используют, то прежде фазное напряжение получали с помощью искусственного нуля или других устройств с балластными резисторами [6]. Теперь применят более экономичное решение. Напряжение, которое синфазно с фазным, получают как разность двух линейных напряжений. Для этого трансформатор ТН делают трёхстержневым с двумя первичными обмотками, которые помещаются на крайних стержнях и подключаются к двум линейным напряжениям. Вторичные обмотки с числами витков w\ и w2 находятся на среднем стержне. ТТ включают в ту фазу источника, которая является общей для обоих линейных напряжений. Возможно и другое решение: ТН выполняется обычным, с одной — первичной обмоткой, к которой подключается линейное напряжение, а вместо одного ТТ применяют два, вторичные обмотки которых включены встречно-параллельно. По общему резистору R проходит разность токов этих обмоток [7].
Если взять за основу последний вариант то два громоздких ТТ и общий резистор можно заменить одним ДИ1ТГ, включённый в ту фазу источника, к которой не подключена первичная обмотка ТН. Так как напряжение ДЙПТ на 90° опережает измеряемый ток, ю это напряжение при чисто активной нагрузке совпадает по фазе с указанным линейным напряжением. Возможны и другие схемные
решения. Целесообразно также выполнить анализ трёхфазных ИПАТ, без фазочувствительного выпрямителя. В этом случае, при достаточно простой схеме ИПАТ, учитывается несимметричность нагрузки источников напряжения.
ЛИТЕРАТУРА
1. D. W. Shepard, D. W. Yuach. An overview of Rogowski coil current sensing technology. - M.. Высшая школа, 1991. - 496 с.
2. W. F. Ray, С. R. Hewson. Practical Aspects of Rogowski Current Transducer Performance. PEM__paper_PCIM, 2001. - 6 p.
3. Электротехнический справочник: В 3 т. Т. 3. В 2кн. Кн. 1. Производство и распределение электрической энергии (Под общ. ред. профессоров МЭИ: И. Н. Орлова и др.). - М/ Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.
4. Патент РФ № 2239224. МКИ 7 G 05 F 1/20. Устройство токовой стабилизации источника напряжения. // Кувшинов Г. Е., Мазалева Н. Н. (Россия). - № 2003110909. Опубл. 27.10.2004 Бюл № 30.-5 с.
5. Мазалёва H.H. Усовершенствование устройств распределения реактивных нагрузок судовых синхронных генераторов: Дис. канд. техн. наук. - Владивосток: ДВГТУ, 2006 г. — 275 с.
6. Баранов А.П. Судовые автоматизированные электроэнергетические системы. - М.' Транспорт, 1988.-328 с.
7. Константинов В.Н. Системы и устройства автоматизации судовых электроэнергетических установок - Л.: Судостроение, 1988. - 312 с
Белов А.Г., Кувшинов Т.Е., Михайленко О С
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИХ ИНДУКЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
В последнее десятилетие наблюдается развивающийся процесс замены трансформаторов тока (ТТ) другой разновидностью измерительных преобразователей тока трансформаторного типа -дифференцирующими индукционными преобразователями тока (ДИПТ). Их огромное преимущество - это в сотни и тысячи раз меньшая чем у ТТ масса. Такие измерительные преобразователи, под названием катушки Роговского, выпускают фирмы: LEM (США) и РЕМ (Великобритания), а также Siemens и ABB. [1, 2].
Выходное напряжение ДИПТ практически равно его ЭДС, которая пропорциональна производной ^^ измеряемого тока /. В [3] показано, что для восстановления формы тока обычный интегратор не
пригоден: его выходной сигнал имеет постоянную составляющую, зависящую от момента начала интегрирования. Все перечисленные выше иностранные фирмы вместо интегратора используют интегрирующий фильтр, передаточная функция которого, как у апериодического звена первого порядка [1, 2]. Исследования, выполненные в ДВГТУ [3—5], показали, что меньшую погрешность измерения обеспечивает фильтр с передаточной функцией второго порядка:
} (s + af
где а - параметр фильтра, определяемый в зависимости от условий реализации фильтра и желаемой точности измерения тока; к — коэффициент передачи. Передаточная функция ДИПТ, в первом приближении, равна Мл, где М— взаимная индуктивность между катушкой ДИПТ и проводником с измеряемым током. Передаточные функции всего измерительного преобразователя тока W (s) и ошибки измерения Л (я), в относительных единицах (произведение к на взаимную индуктивность М принято в качестве базовой величины этой передаточной функции), имеют вид:
W(s) = 1--^ = Л = f—Y (2)
V ' (s + af V } (s + af Ы
