Пристрій для вимірювання струму

Пристрій для вимірювання струму, що складається з високовольтного вимірювального трансформатора струму, операційного підсилювача, вимірювального трансформатора струму, вимірю C2 1 3 84069 4 Сьогодні склалась ситуація, коли з високою струму в W4 , що напруга на вході ОП-2 дорівнюточністю вимірюється електрична енергія, струми ється нулю. При виборі параметрів ВТС такими, по відношенню до вторинних сигналів ВВТС, а що індукції в осердях ВТС і ВВТС однакові, по напомилки вимірювання дійсних значень потужності, пруженості їх магнітних полів однакові, а оскільки струму, енергії визначаються похибками ВВТС та струм є тільки в обмотці W4, приєднаної до ОП-2, високовольтними вимірювальними трансформатото згідно з закону повного струму для ВТС, струм і 3 рами напруги (ВВТН). визначається із співвідношення: Отже, актуальною є задача здійснення такої H l1 Hl1lW1 l1W1 H l корекції ПВС, щоб вони компенсували і помилки (1) i3 = 1 1 = = = i W4 W4 W4 lW1 lW4 m ВВТС. де H1, H - напруженість магнітного поля осерВідома робота [3], яка пов'язана з підвищендя ням точності вимірювального трансформатора BTC-1, ВВТС відповідно; струму де компенсація здійснюється за допомогою l1, 1 - довжина лінії магнітного поля осердя пристрою, встановленого у вторинній обмотці виВТС-1, ВВТС відповідно; мірювального трансформатора струму. Великим W1,W 4 - число витків первинної обмотки ВВТС, недоліком цього пристрою є забезпечення ОП ВТС-1 відповідно; всього струму навантаження, що знижує його надійність. Hl - стр ум намагнічування ВВТС. im = Найбільш близьким по істотних ознаках до W1 пропонованого /прототип/ є вимірювальний переТаким чином, і3 пропорційний струму намагнітворювач стр уму [4], який складається з ВВТС з чування ВВТС. додатковою індикаційною вторинною обмоткою і з Оскільки напруги на індикаційних обмотках резистором навантаження у вторинній обмотці ВТС і ВВТС рівні, то по закону електромагнітної ВВТС, первинна обмотка якого підключена до індукції: джерела вимірювального струму та вимірювальноdB dB го трансформатора струму (ВТС) з двома обмот(2) W2 S = W3 S1 1 ками і операційного підсилювача, вихід якого підdt dt ключено до одного виводу первинної обмотки dB1 ВТС, другий вивід якої з'єднан з одним виводом Для рівності dB = , згідно з (2) необхідно, dt dt резистора навантаження, а його другий вивід підщоб: ключено до загальної точки пристрою, один вхід W2S =W 3S1 (3) ОП підключено к одному виводу індикаційної втоде S, S1 - поперечний переріз осердя ВВТС, ринної обмотки ВВТС, а її другий вивід з'єднаний з ВТС-1 відповідно; одним виводом індикаційної обмотки ВТС, другий W2,W 3 - число витків індикаційної обмотки вивід якої підключено до другого входу ОП. ВВТС, ВТС-1 відповідно; У прототипі індикаційна обмотка ВВТС послі· довно з'єднана з індикаційною обмоткою ВТС. Різтоді Н = Н1 та i 3 W 4 = H1l1 = Hl1 ниця напруг цих двох обмоток підключена до входу ОП таким чином, що вихід ОП через другу Згідно з закону повного струму для ВВТС та обмотку ВТС створює таке значення струму, що ТС ПВС відповідно: напруга на його вході дорівнює нулю. Недоліки · · прототипу: по-перше, необхідність в нестандартній i1 W1 H1l1 (4) i2 = конструкції ВВТС (додаткова обмотка на ВВТС); W2 W2 по-друге, зменшення похибки перетворювання · · вимірювального струму має місце для всього на· i 3 W5 i 2 W 6 (5) вантаження, підключеного до вторинної обмотки i4 = + ВВТС, що вимагає великої потужності від операW7 W7 ційного підсилювача, чим знижується надійність де W5, W 6 - число витків первинних обмоток ТС пристрою. ПВС; Пропонований пристрій, що складається з W7 - число витків вторинної обмотки ТС ПВС; ПВС, який має ТС з додатковою первинною обмоi1 - вимірювальний струм; ткою, один вивід якої з'єднаний з загальною точi2 - вторинний струм ВВТС та первинний струм кою живлення ОП, а її др угий вивід з'єднаний з ТС ПВС; одним виводом первинної обмотки ВТС, другий і4 - вторинний струм ТС ПВС; вивід якої підключено до виходу ОП, один вхід ОП При підстановці (4) в (5) маємо: підключений до одного виводу індикаційної обмот· · ки ВТС, другий вивід якої з'єднаний з одним виво· i 3 W5 i 1 W1W6 H1l1W 6 (6) дом вторинної обмотки ВВТС, а другий вивід ОП i4 = + , W7 W2 W7 W 2 W7 підключено до другого виводу вторинної обмотки ВВТС. · · W1W 6 Пропонований пристрій, зображений на Фіг.1, Для виконання i 4 = i 1 = необхідно W 2W 7 містить ВТС-1, ОП-2, ПВС-3. щоб: Пристрій працює наступним чином. Різниця напруг вторинної обмотки ВВТС і індикаційної обмотки ВТС-1 підключена до входу ОП-2 таким чином, що вихід ОП створює таке значення 5 · i 3 W5 H1l1W 6 (7) = , W7 W 2W 7 При підстановці (1) в (7) маємо: H 1l W 6 W7 l 1W5 lW6 (8) = = , W4 W2 W 7 H W2 Отже, при виконанні співвідношень (8) та (3)має місце компенсація струму намагнічування ВВТС, а отже і помилки ВВТС, і на виході ПВС буде сигнал пропорційний вимірювальному струму. Пропонований пристрій дозволяє одержати струм, пропорційний вимірювальному струму з високою точністю завдяки операційному підсилювачу малої потужності. Усі навантаження, які не потребують високої точності вимірювання живляться як звичайно і пропонований пристрій не знижує надійності вимірювання для цих навантажень. Пропонований пристрій може використовуватись як окремий пристрій, так і в складі з будьяким вимірювальним пристроєм. 84069 6 Використання пропонованого пристрою дає можливість додавати струм і 3 через додаткову обмотку не тільки для одного ТС ПВС, а й для декілька ТС ПВС за допомогою таких самих додаткових обмоток, з'єднаних послідовно одна з одною. Список джерел інформації: 1. Булычев А.В., Ванин В.К. Анализ входных преобразователей сигналов для устройств релейной защиты на интегральных микросхемах. - Электричество, №9, 1985. 2. Устройство для измерения электрических токов: А.с. 1394153 СССР, МПК G01R19/00/ Йохен Эрмиш, Вернер Бренднер (Германия). №7771460/24-21; Заявлено 29.10.80; Опубл.07.05.88, Бюл. №17. 3. Daniel Slomovitz "Electronic Error Reduction for Clamp-on-Probes and Measuring Current Transformers" IEEE Transactions on instrumention and measurement, Vol.49, NO.6, December 2000, p.12781281. 4. Измерительный преобразователь тока: А.с. 1449915 СССР, MПK G01R19/00 / В.У.Кизилов, А.Н.Баранов, В.М. Худокормов.- №4192094/24-21; Заявлено 05.02.87; Опубл. 07.01.89. Бюл.№1. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 84069 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601