Вимірювальний перетворювач сигналів змінної напруги або струму

Вимірювальний перетворювач сигналів змінної напруги або струму, що містить два каліброваних резистори, трансформатор струму, операційний підсилювач, перший ключ, перший вивід першого каліброваного резистора є першим входом даного пристрою та з'єднаний з першим виводом першого ключа, другий вивід якого підключений до другого виводу першого каліброваного резистора та до початку первинної обмотки трансформатора струму, кінець якої є другим входом пристрою, початок вторинної обмотки трансформатора струму з'єднано з земляною шиною та неінвертуючим входом опе 3 71856 4 ся в міждержавному стандарті ГОСТ 13109-97. Це резистор, другий та третій ключі, причому перший може бути викликано такими причинами. Повивід третього каліброваного резистора перше, внаслідок різко нерівномірного графіка підключено до кінця вторинної обмотки трансфорспоживання деяких електроприймачів (наприклад, матора, а другий вивід третього каліброваного таких як сталеварні печі, транспорт, силове елекрезистора - до першого виводу др угого ключа та трообладнання, т.п.) можливі суттєві повільні коінвертуючого входу операційного підсилювача, ливання середньоквадратичних значень струму та вихід якого з'єднано з другим виводом другого напруги, причому діапазон зміни може сягати до ключа і першим виводом третього ключа, другий п'ятикратної зміни цих значень, особливо по струвивід якого підключено до першого виходу приму. По-друге, під впливом комутаційних процесів строю, керівний вхід другого ключа з'єднано з та атмосферних явищ в промисловій та побутовій першим входом керування пристрою, керівний вхід електромережах виникають швидкі амплітудні і третього ключа - з другим входом керування причасові спотворення форми сигналів напруги і строю. струму. Причому, такі спотворення приймають як За рахунок введення нових елементів та додатні, так і від'ємні перевищення (до двадцятивзаємозв'язків одержана структура кратного перевищення амплітуди по відношенню вимірювального перетворювача, що забезпечує до синусоїди - перенапруги та імпульси) чи проварозширення функціональних можливостей, а саме ли значення напруг на фоні низькочастотного сиг- можливість, аналізуючи рівень вихідного сигналу налу першої гармоніки мережі. Детально дана напруги U2 , використовувати переключення граінформація наводиться в ГОСТ 13109-97. ниці зміни останньої з метою отримання достатньТаким чином, при конкретно вибраному знаого рівня сигналу, за допомогою якого в подальченні другого каліброваного резистора вихідний шому одержують достовірну і точну інформацію сигнал відомого вимірювального перетворювача про контрольовані сигнали струму і напруги мезмінюється в широких межах - від дуже малого режі. Це дозволяє застосувати запропонований рівня (середньоквадратичного чи амплітудного вимірювальний перетворювач в засобах значення) до надто великого. Це може бути привимірювання і відслідкування якості електроенергії чиною: з одного боку шкідливого впливу завад і в промисловій і побутовій мережах, що сприяє шумів, а з іншого боку - різкого збільшення спожипідвищенню надійності і ефективності роботи вання пристрою (погіршення надійності) чи навіть різноманітного технологічного, силового та побунедопустимого обмеження рівня вихідного сигналу тового обладнання. (втрата інформації). На фіг. 1 представлена схема вимірювального Тому, відомий вимірювальний перетворювач перетворювача сигналів змінної напруги або струсигналів змінної напруги і струму характеризується му. обмеженими функціональними властивостями Запропонований вимірювальний перетворющодо вимірювання різних видів параметрів змінної вач сигналів змінної напруги і струму містить пернапруги та стр уму в електричній мережі, що виший калібрований резистор 1, перший ключ 2, значають показники якості електроенергії згідно трансформатор 5 струму з первинною 3 та втоГОСТ 13109-97. ринною 4 обмотками, операційний підсилювач 6, В основу винаходу поставлене завдання стводругий 7 та третій 8 калібровані резистори, другий рити вимірювальний перетворювач сигналів 9 та третій 10 ключі, котрі управляються першим змінної напруги і струму електромережі з розши11 і другим 12 керівними входами, відповідно. реними функціональними можливостями, в якому Перший вивід першого каліброваного резистозавдяки введенню нових елементів та зв'язків ра 1 є першим входом даного пристрою та з'являється характерна особливість - здатність з'єднаний з першим виводом першого ключа 2, перемикання границь перетворення вхідних другий вивід якого підключений до другого виводу струмів і напруг. першого каліброваного резистора 1 та до початку Поставлене завдання досягається за рахунок первинної обмотки 3 трансформатора 5 струму, того, що у вимірювальний перетворювач сигналів кінець якої є другим входом пристрою. Початок змінної напруги і струму, що містить два вторинної обмотки 4 трансформатора 5 струму каліброваних резистора, трансформатор струму, з'єднано з земляною шиною та неінвертуючим операційний підсилювач, перший ключ, перший входом операційного підсилювача 6, а кінець втовивід першого каліброваного резистора є першим ринної обмотки 4 трансформатора 5 - з першим входом даного пристрою та з'єднаний з першим виводом другого каліброваного резистора 7. Друвиводом першого ключа, другий вивід якого гий вивід резистора 7 з'єднано з першим виходом підключений до другого виводу першого пристрою, а другий вихід даного пристрою - з земкаліброваного резистора та до початку первинної ляною шиною. обмотки трансформатора струму, кінець якої є Перший вивід третього каліброваного резидругим входом пристрою, початок вторинної обстора 8 підключено до кінця вторинної обмотки 4 мотки трансформатора струму з'єднано з землятрансформатора 5, а другий вивід третього ною шиною та неінвертуючим входом опекаліброваного резистора 8 - до першого виводу раційного підсилювача, а кінець вторинної обмотки другого ключа 9 та інвертуючого входу опетрансформатора - з першим виводом другого раційного підсилювача 6. Вихід останнього каліброваного резистора, другий вивід якого з'єднано з другим виводом другого ключа 9 і перз'єднано з першим виходом пристрою, а другий шим виводом третього ключа 10, другий вивід яковихід даного пристрою - з земляною шиною, згідно го підключено до першого виходу пристрою. винаходу, додатково містить третій калібрований Керівний вхід другого ключа 9 з’єднано з першим 5 71856 6 входом керування 11 пристрою, а керівний вхід коефіцієнт трансформації трансформатора 5, w1 третього ключа 10 - з другим входом керування 12 та w 2 - числа ви тків первинної 3 та вторинної 4 пристрою. обмоток. Даний вимірювальний перетворювач сигналів У разі потреби переключення границі перетвозмінної напруги або струму працює наступним чирення вхідного сигналу, підчас другого режиму, ном. змінюються сигнали на керівних входа х 11 і 12 При перетворенні вхідного струму ключ 2 пристрою, що призводить до замикання другого замкнено, а у випадку напруги - розімкнено. У ключа 9 та розмикання третього ключа 10. всьому іншому відмінностей у роботі, виходячи з При цьому, операційний підсилювач 6 повторізновиду вхідного сигналу (напруга чи струм), рює свій вхідний нульовий сигнал та ініціює немає. По первинній обмотці 3 трансформатора 5 протікання струму I2 через третій резистор 8 і струму протікає вхідний струм I1 , котрий створює вторинну обмотку 4 трансформатора 5. А вихідна напруга перетворювача в його осерді магнітний потік F . У вторинній об1 мотці 4 трансформатора 5 за допомогою операційного підсилювача 6 з'являється струм I2 , котрий викликає появу магнітного потоку F 2 , що майже компенсує потік F 1 . В подальшому даний перетворювач працює у двох режимах. В першому режимі на керівних входа х 11 і 12 пристрою встановлені такі сигнали, що викликають розмикання другого ключа 9 та замикання третього ключа 10. При цьому, якщо знехтувати впливом значення третього резистора 8 - R3 , яке набагато менше від вхідного опору операційного підсилювача 6, то вихідна напруга даного перетворювача в першому наближенні U1 их = І2 × R 2 = k w × I1 × R 2 , (1) в де R2 - опір другого резистора 7, k w = Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін w1 w2 U2 их = I2 × R 3 = k w × I1 × R 3 . (2) в Звідси можна зробити висновок, що вибір границь вихідних і відповідно вхідних сигналів визначатиметься співвідношенням опорів резисторів R2 та R3 . Крім того, слід відзначити, що точність перетворення вхідних сигналів напруги чи стр уму в обох режимах є однаковою. Таким чином, запропонований вимірювальний перетворювач представляє собою універсальну структур у з широкими функціональними можливостями для покращеного аналізу, вимірювання та дослідження параметрів якості електроенергії в різноманітних мережах, що характеризуються різкою зміною струмів споживання, можливими явищами перенапруги, провалів напруги та імпульсних відхилень форми сигналів. Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститупромислов ої в ласності”, вул. Глазунов а, 1, м. Київ – 42, 01601