Датчик тока

Датчик тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,11 6ОО465

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свпд-ву (22) Заявлено 15.09.75 (21) 217259? 07 (51) М. Кл."- G 01R 19, 22

1-1 021-1 3/08 с присоединением заявки М

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень М 12 (45) Дата опубликования описания 11.04.78 (53) УДК Ы1.316.925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Могилевский, В, Е. Райнин и В. Л. Карась (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ТОКА

Изобретение может быть использовано в устройствах защиты низково Ii THhlx автом 3тических выключателей.

Известны бесконтактные устройства защиты низковольтных автоматических выклю 1ателей, в которых в качестве датчиков тока применяются трансформаторы тока, соединяемые с блоком управления защиты через провис)куточный насыщающийся трансформатор тока, который применяется в качестве измерительного элемента и источника питания блока управления (1).

Наиболее близким к изобретению является техническое решение (2), в котором насыщение шинного трансформатора тока, устанавливаемого непосредственно в полюсе выклюи;веля, происходит при больших токах, «си насыщение промежуточного измер!ггсльно! о трансформатора тока, который насыщается уже при номинальном токе.

Однако непосредственное соединение трансформаторов в этом устройстве затруднено из-за значительного искажения формы вторичного тока шинного трансформатора тока при насьнцении его магнитопровода. Указанное обстоятельство нарушает нормальное функционирование блока защиты при значительных кратностях первичного тока. Для устранения этого недостатка требуется выполнять шинный трансформатор тока ненасыщенным вплоть до максимально возможHûх токов короткого замыкания, которые для низковольтных автоматически. ; выключателей могут достигать весьма больших величин. Это треоование ведет к недопустимому для современных малогабаритных автомяти-IccITIIx выключателей увеличению габаритов шинного трансформатора тока.

Цель изобретения — уменьшение габаритов и улуч;пение выходны. характеристик датчика тока. Эта цель достигается тем, ITo и д;ITчик тока, содержащий шинный трансформатор тока, измерительный трансформатор тоК!1, IICPBIIЧНяя 00:!10ТК;! КОТОРОГО 110ДКЛ!0>1СН;1 1 .

ВГOPI! 111011 00 !ОТК!> IIIIIIIIIOI TPIIIIC))OP%I;!TOP;I

ТОКII, 3 К ВЫХОД> ВТОPII IIIOЙ ООМОТКН ИЗМСPIIТельного трансформатора тока через ныиря. >!итс.>1ь подкл!0>!сии! измсритсл1>н1>!Й рези!..Ор

Il смкостиый накопитель энсрпш,:1011011111тельно между втори шой обмоткой шшшог0

TP3IICQOPМ3ТОР3 ТОКЯ И ПЕРВИЧНОН ООМОТ!.ОЙ измерительного трансформатор» тока последовательно вклю !си нясьицяющийся ipo«ceль, а параллсльl10 гтори шой обмотке шиш!Ого

<) трансформатор;! тока вклю !сн балластный резистор.

HplIMcícIIèc в схеме доиолнитсл!и!Ого 11;lсыщающегося Ipocccля совместно с бяллястнь1)>! рcз1lстороi! нозво чяc 1 иcк т!О 11! 1 ь в 311я30 иис на характеристики избери!.с II>íîãо трянс600465 фОрматора тОК<1 искажения формь! Вторн п10TP а11сфОР м BToP a ванного насыщением его магнитопровода. В этом случае отпадает необходимость выполнять шинный трансформатор ненасыщенным вплоть до максимальной кратности тока короткого замыкания, что в свою очередь позволяет существенно уменьшить eI O габариты и повысить надежность р аботы устройства защиты в целом.

Схема предлагаемого датчика приведена па фиг. 1.

Датчик состоит из шинного трансформатора тока 1, балластного резистора 2, включенного параллельно зажимам вторичной обмотки шинного трансформатора тока, насыщающегося дросселя 3, измерительного трансформатора тока 4, вторичная обмотка которого через диоды 5, б в один из полупериодов нагружена на измерительный резистор 7, а во второй полупериод — на накопительный конденсатор 8, напряжение kIB KoTopoivl стабилизируется стабилитроном 9.

Амплитудное значение напряжения на измерительном резисторе, пропорциональное величине тока защищаемой сети, поступает на вход решающего блока защиты 10. Накопительный конденсатор служит для снабжения энергией отключающего электромагнита вык;; ю ч ателя.

При отсутствии насыщающегося дросселя 3, т. е. при известном способе соединения трансформаторов тока, форма тока во вторичной цепи шинного трансформатора тока 1 при насыщении его магнитопровода упрощенно показана на фиг. 2 сплошной кривой. Пунктирной кривой показана форма первичного тока. Изменение тока на участках Ы вЂ” а4 и cot I

" я соответствует моменту ненасыщенного сосчояния магнитопровода шинного трансформатора тока 1, а на участке 0>4 — а14 и в4— й0 — насыщенного состояния магнитопровода. Поскольку максимальная величина потокосцепления трансформатора тока 4 выбирается значительно меньше, чем у трансформатора тока 1, то угол насыщения измерительного трансформатора 4 Ы4 значительно меньше, чем угол насыщения трансформатора 14п4, т. е, к моменту насыщения трансформатора

1, трансформатор 4 уже насыщен. После перехода вторичного тока трансформатора 1 через нуль в момент ю4 сердечник трансформатора 4 выходит из насыщения. В этом случае перемагничивание трансформатора 4 в промежутке Ыз — в14 производится вторичным током трансформатора 1, сердечник которого находится в зоне насыщения. В этом промежутке трансформатор 4 успевает вырабатывать значительную часть своей индукции. Перемагничивание трансформатора 4 синусоидальным током начинается только с момента

0>Г1, когда трансформатор 1 выходит из режима насыщения. В результате этого угол насыщения B>t4 трансформатора 4 и, следова60

Формула изобретен ия

Датчик тока, содержащий шинный трансформатор тока, проме>куточный измерительный трансформатор, ко вторичной обмотке которого через выпрямитель подключены изметельно, амплитуда пзмсрптcльпо10 11;Illpÿ>14ñния па его выходе оказываюгся меньше, чем в случае, когда перемагппчп1«а11пс трансформа5 тора 4 производилось бы все время с1п1усопдальным током, начиная с моме14га 1>4, т. е. если бы трансформатор 1 пе BIIoc11;I иска>кепий в форму вторичного токa трансформатора

4. Угол насыщения трансформатора 4 в этом у Iae cocTBIIkI бы величину ь>г4. HpaI4TI«Ie ски искажение формы вторичного тока трансформатора 1 приводит к тому, что при насыщении его магнитопровода с ростом первичного тока прекращается рост измерительного

15 напряжения а выходе трансформатора 4.

Кроме того, папря>кение па конденсаторе 8 может понижаться ни>ке м1111имальпо допустимой величины.

Прп наличии дросселя форма вторичного тока трансформатора 1 показана на фиг. 3.

В этом случае перемагничиванпе трансформатора 4 начинается в момент 1>4 и производится все время до 1>г2 практически синусоидальным током, что обеспечивает необходимую величину его амплитудной погрешности.

Поясним физические процессы, протекающие во вторичной цепи трансформатора 1 при насыщении его магнитопровода и при наличии насыщенного дросселя в его вторичной цепи.

3О К момент> О/g, кОГДа BTQPH IIIIIII TQK TPBIIcформатора 1 проходит через пулевое значение, дроссель 3 и трансформатор 4 выходят из насыщения. При этом дроссель начинает представлять для вторичного тока трансфорз5 матора 1 большое сопротивление, в результате чего вторичный ток трансформатора 1 в промежутке cot — о/О замыкается через балластный резистор 2, не попадая в первичную обмотку трансформатора 4. Параметры схемы

40 подбираются такими, чтобы перемагничивание дросселя 3 закончилось к моменту ь>10.

После его насыщения практически весь вторичный ток трансформатора 1 начинает ответвляться в цепь трансформатора 4. Как показывают исследования, за счет ввода дросселя небольших габаритов удается значительно уменьшить габариты шинного трансформатора тока и уменьшить погрешность защитной характеристики измерительного трансформатора тока.

Предложенное решение за счет снижения габаритов шинного трансформатора тока noBâîëÿåò снизить мощность, рассеиваемую тремя трансформаторами тока, устанавливаемые в каждом выключателе в среднем на

10 Вт, что при предполагаемом выпуске выключателей 100 тыс. штук в год составит экономию примерно 10000 рублей в год.

600465

Составитель Л. Васькова

Редактор 3. Старикова Тскрсд Л. Гладкова 1;оррскторы: А, Степанова и Н. Федорова

Подписное

Заказ 267/15 Изд. М 334 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета Минпстрог СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раугискав наб., д. 4, 5

Т !пог1>а!1)ив, пр. Сапунов;!, 2 ритсльный резистор ll смкостный накопитель энер Jill, отличающийся тем, ITo, с цельк! уменьшения габаритов и улучшения выходных дарактсристик, в него дополнительно введены насьпца!ощийся дроссель и балластный резистор, причем дроссель включен последовательно мс кду вторичной обмоткой шинного трансформатора и первичной обмоткой промежуточного измерительного трансформатора, а балластный резистор подключен параллельIio выводам в!оричной обмотки шинного тр !нс форм а тор а.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лкцептованная заявка Англии № 1097809

Н2К. 19б8.

2. Могилевский Г. В. Бссконтактныс устройства защиты для низковольтнык электри10 !ескина аппаратов. М., «Энергия», 1971, с. 10.