Устройство для определения масштабного коэффициента масштабных преобразователей высоких напряжений

Патент 737868

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

< о737868

1 (5!)М. Кл 2 (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 151277 (21) 2555620/18-21

G R 27/00

G 01 R 35/02 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300580- Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 05. ОЬ . 80 (53) УДК 621. 361.6. .089.68 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Бржезицкий, В. В, Копшин и В. И. Проненко

Украинский республиканский центр метрологии и стандартизации и Всесоюзный институт стандартизации и метрологии (7! ) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАСШТАБНОГО

КОЭФФИЦИЕНТА МАСШТАБНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ВЫСОКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения Масштабного Коэффициента масштабных преобразователей высоких напряжений (в том числе трансформаторов, делителей напряжения) при их поверке метрологической аттестации и экспериментальных исследованиях.

Известен измеритель масштабного коэффициента, в котором входное напряжение заменяется суммой составляющих напряжении, реализуемых с помощью делителей напряжений, а масштабный коэффициент определяется как сум- !5 ма отношений составляющих входного и выходного напряжений (1).

Недостатком его является значительная погрешность измерений из-за неучета токов утечки при измерении 20 высоких напряжений.

Известно также устройство для .определения отношения входного и выходного напряжений трансформатора, которое содержит источник высокого напря- 25 кения с секциями соответственно входным напряжениям двух аттестованных трансформаторов, а также вольтодобавочные регулируемые источники напряжения (2) . 30

Недостатком его являются значительные весовые и габаритные показатели и низкая точность измерений изза наличия тока утечки в первичной обмотке трансформатора и необходимости увеличения экранировки высоковольтной обмотки понижающих трансформаторов.

Цель изобретения вЂ” ускорение процесса проведения измерений и повышение их точности.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее два понижающих преобразователя и два регулируемых источника напряжения, введены компаратор напряжений, два разделительных преобразователя, третий регулируемый источник напряжения, вспомогательный делитель напряжения, аттестационный делитель напряжения, нагрузка масштабного преобразователя высоких напряжений и три нуль-индикатора, при этом один из входов устройства соединен с входом аттестационного н вспомогательного делителей напряжения, а другой вход устройства соединен с входом нагрузки масштабного преобразователя высоких напряжений и с выходом первого нуль-индикатора, выход которого соединен с входом первого понижающего преобразователя непосредственно н через первый регулируемый истОчник напряжения вЂ” с первым вывОдом секции вспомогательного делителя напряжения, выход которого подключен к корпусу устройства, а его второй выВОд секции сОединен через ВтО рой регулируемый источник напряжения с выходом второго нуль-индикатора, с выходом втОрОгО пОнижающегО преобра . зователя и с одним из Входов второго разделительного преобразователя, другой вход которого подключен к среднему выводу второго понижающего преобразователя, вход которого соединен через третий регулируемый источник напряжения с третьим выводом секции вспо43 могательного делителя напряжения и че1 рез третий нуль-индикатор вЂ” с третьим выводом секции аттестационного делителя напряжения, Второй Вывод секции которого соединен с Входом второго 39 нуль-индикатора, а выход аттестационного делителя напряжения соединен с корпусом устройства, причем первый

Выход второго разделительного преобразователя соединен с корпусом устройства, а его второй выход через компаратор- напряжений подключен к одному из Выходов первого разделительного преобраэОвателяр первый ВМОд кОтОрОГО подключен к среднему выводу первого З понижающего преобразователя, выход которого соединен с третьим входом устройства, с Выходом нагрузки масштабного преобразователя высоких напряжений, с корпусом устройства н с

Вторым ВхОдОм перВОгo рВ.BäeëèòÿëüHÎrо преобразователя,,другой выход которого подключен к корпусу устройства, при этом Вспомогательный и аттестационный делители напряжения содержат ступени с номинальным напряжением, 49 кратным номинальному напряжению сек ций.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства для Определения масштабного коэффициента масштабного преобразователя высоких напряжений (ИПВЯ), где АДН и ВДН вЂ” соответственно, аттестационный и вспомогательный делители напряжения с аналогичными по номинальным значениям © напряжений секциями (на фиг. 1 цифрами от 1 до п отмечены секции делителей), ПП1, ПП2, ПР1, ЙР2 вЂ” соответствЂ:венио, однотипные понижающие и разделительные преобразователи первой и;

Второй преобразовательных цепей (I, II), НИ1, НИ2, НИЗ" - нуль-инйикаторыр

РИН1, РИН2, РИНЗ вЂ” вольтодобавочиые регулируемые источники напряжения, у„ -- нагрузка выхода аттестуемого мас- штабного преобразователя, K - компара-ф) тор напряжений, Осуществление Ю Одном узле (аттестационном делителе АДН) деления напряжения. от входного .до выходного напряжения ИПВН (вместо использования набора промежуточных трансфор-.д маторов) снижает материальные затра ы на изготовление устройств для оп ределения Масштабных коэффициентов масштабных преобразователей Высоких напряжений. Введение цепи понижающий преобразователь-разделительный преобразователь позволяет реализовать преобразовательные узлы с высокой стабильностью коэффициентов преобразования, т. е. с минимальным изменением коэффициента преобразования при изме-, нении потенциала между входом и выходом преобразователя. Кроме того, использование понижающих и разделительных преобразователей как составных элементов преобразовательных узлов позволяет производить их аттестацию

Ъ рабочих условиях раздельно и таким образом создает возможность аттестации реобраэовательных узлов с целью определения изменения их козфвЂ” фициента при изменении потенциала между их входом и выходом, что позволяет повысить точность измерений при определении масштабных коэффициентов масштабных преобразователей высоких напряжений.

Применение понижающих преобразователей в предлагаемом устройстве снижает затраты на разработку и изготовление преобразовательных узлов.

Введение в состав устройства аттестационного и Вспомогательного делителей позволяет существенно сниэить потери времени на подготовку измерений, так как отпадает необходимость сборки отдельных схем для аттестации каждого из промежуточных трансформаторов. Это в .целом позволяет существенно ускорить процесс проведения измерений при определении масштабных коэффициентов масштабных преобразователей высоких напряжений. Во избежание нагрузки АДН токами преобразовательных цепей I, II их подключение к аттестационному делителю осуществляется через нуль-индикаторы

НИ1, НИ2, НИЗ. Вспомогательный дели.тель напряжения (ВДН) может быть выполнен на основе последовательно-параллельного соединения понижающих преобразователей типа ПП1.

Изобретение может быть реализовано в ряде устройств. Если номиналь ное эначеиие масштабного коэффициен 1а масштабного преобразователя высоких напряжений превышает 10-15 единиц, то в этом случае деление напряжения в АДН целесообразно производить по ступеням с номинальными значениями напряжений, кратными выходному напряжению МПВН, при этом ниэкопотенциальиая студень АДН содержит секции с номинальными значениями напряжений, равными выходному напряжению ИПВЙ, и вспомогательный делитель имеет ступени и секции, аналогичные по номинальным значениям напряжению АДН. В случае, если номинальное значение масш-.4см

737868

4 Ь

3 4 т ю,Ж, с,Д

4 Ь

65 табного коэффициента масштабного преобразователя высоких напряжений ,не является целым числом, номиналь- ное значение напряжениЙ секций АДН может быть принято большим выходного напряжения МПВН (до достижения целочисленного отношения номинальных, значений напряжений входа МПВН и секций АДН), при этом параллельно первой секции АДН постояннО включается прецизионный делитель напряжения, осуществляющий преобразование напряжения секции АДН до напряжения, соответствующего напряжению выхода МПВН.

В том случае, когда аттестуеьый МПВН выполнен в виде делителя с составляющими напряжения, равными и кратными номинальному значению напряжения его выхода, включение аттестационного делителя в устройство для определения масштабного коэффициента МПВН не требуется, и аттестация МПВН производится непосредственно с помощью преобразовательных цепей, вспомогательного делителя и регулируемых источников напряжения, нуль-индикаторов, а также компаратора напряжения. Преобразовательные цепи I u I I, в общем, выполняются из однотипных понижающих и разделительных преобразователей и являются идентичными. Однако в том случае когда номинальное значение масштабного коэффициента разделительного преобразователя ПР2 равно единице, разделительный преобразователь ПР1 может быть исключен из схемы устройства и компаратор подключается непосредственно к выходу понижающего преобразователя ПП1.

Примером конкретного выполнения предлагаемого изобретения является установка для аттестации образцовых масштабных преобразователей высоких напряжений,промышленной частоты.

На фиг. 2 представлена функциональная схема установки.

Установка содержит исходный масштабный преобразователь высоких напряжений МПВН-36 (трансформаторы напряжения Tl-T7) с номинальным значением напряжения входа Зб кВ и напряжением выхода 500 В. " помощью прецизионного б-каскадного индуктивного делителя масштабного преобразователя низких напряжений (МПНН) вЂ” осуществляется преобразование выходного напряжения

МПВН-36 до любого из напряжений в диапазоне 0-500 B с дискретностью

0,001 В. Установка содержит вспомогательный делитель напряжения ВДН (трансформаторы Т8-Т12). Преобразовательные цепи I II установки состоят, соответственно, из понижающих трансформаторов ТП1, ТП2 и разделительного трансформатора ТР с экранированными обмотками и номинальным значением коэффициента трансформации, равным едииице. Установка также содержит нуль-индикаторы НИ1, НИ2, НИЗ, в качестве. которых используются нуль-индикаторы типа Ф5046/1, вольтодобавочные регулируемые ИСточйики напряжения PHHl, РИН2, РИНЗ и компаратор напряжения (К). Все высоковольтные элементы ус5 тановки, эа исключением Т7 и ТР, выполнены на основе трансформаторов напряжения типа И-50 (Tl-Ò6, ТП1, ТП2, 78-Т12).

На фиг. 2 указаны номинальные на о пряжения в кВ иа отводах аттестуемого исходного преобразователя NIlBH-36 и вспомогательного делителя ВДН..

МПВН-36 и ВДН соответственно на фиг.2 содержат 3 ступени с номинальным напряжением 12 кВ, 4 ступени с напря1з жением 3 кВ и 7 секций с напряжением

0,5 кВ ° Определение масштабного коэффициеита МПВН-36 производится посредством его аттестации, проводимой с, помощью преобразовательных цепей I, 20 II, вспомогательного делителя ВДН, нуль-индикаторов, вольтодобавочных регулируеми источников, а также компаратора напряжения. Первоначально обе преобразовательные цепи подклюgg чаются параллельно друг другу на вторичную обмотку Т7 (соответственно, сту пень 0 вЂ” 3 кВ или 0 вЂ” 12 кВ MtIBH-36

:при аттестации ступеней 4 х 3 кВ или .3 х 12 кВ), при этом. подключение цепей I, II к вспомогательному делителю производится к аналогичным МПВН-36 по номинальному напряжению отводам.

После балансировки нуль-индикаторов, выполняемой с помощью вольтодобавочных регулируемых источников напряжения, вспомогательными потенциометрами компаратора производится компенсация неидентичности преобразовательных цепей I, II по погрешности. 3а тем преобразовательная цепь II nepe4О ключается на вторую секцию (или, соответственно, ступень) МПВН-36, производится балансировка НИ1, НИ2, НИЗ и с помощью измерительных потенциометров компаратора определяются ,45 параметры f

МПВН"36

=((+% )6 и

Аналогично производится определение отношения напряжений 3-й и 1-й ,секции и т, д. По результатам аттестации производится определение действительного значения масштабного коэффициента исходного масштабного преобразователя МПВН-36

737В68

Формула изобретения

rn f 42 dim ° f э ° d 3 ° fbi dos соответственно, параметры, полученные при аттестации МПВН-36 по ступеням и секциям с номинальными напряжениями 12, 3 и 0,5 кВ.

Исходный, аттестуемый с помощью предлагаемого устройства масштабный преобразователь МПВН-36 совместно с преобразователем MIIHH используется для аттестации других образцовых масштабных преобразователей высоких напряжений (трансформаторон, делителей напряжения) и служит для передачи размера вольта н область высоких напряжений. Описанная установка для аттестации образцовых масштабных преобраэонателей высоких напряжений является установкой высшей точности.

На ней производится поверка и аттестация образцовых средств измерений высоких напряжений лабораторий госнадзоРа и ведомственных метрологических служб страны.

Устройство для определения масштабного коэффициента масштабных преобразователей высоких напряжений, содержащее дна понижающих трансформатора и два регулируемых источника напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и ускорения процесса измерений, в него введены компаратор напряжений, два разделительных преобразователя, . третий регулируемый источник напряжения, вспомогательный делитель напряжения, аттестационный делитель напряжения, нагрузка масштабного преобразователя высоких напряжений и три нуль-индикатора, при этом один иэ входов устройства соединен с входом аттестационного и вспомогательного делителей напряжения, а другой вход устройства соединен с входом нагрузки масштабного преобразователя высоких напряжений и с входом первого нуль-индикатора, ныход которого соединен с входом первого понижающего преобразователя непосредственно и через первый регулируемый источник напряжения вЂ” с первым выводом секции вспомогательного делителя напряжения, выход которого подключен к корпусу устройства, а его второй вывод сек5

50 ции соединен через второй регулируемый источник напряжения с выходом второго нуль-индихатора, с выходом второго понижающего преобразователя и с одним из входов второго раздели- ° тельного преобразователя, другой вход которого подключен к среднему выводу второго понижающего преобра« зователя, вход которого соединен через третий регулируемый источник напряжения с третьим выводом секции вспомогательного делителя напряжения и через третий нуль-индикатор вЂ” с третьим выводом секции аттестационного делителя напряжения, второй вывод секции которого соединен с входом второго нуль-индикатора, а выход атТестационного делителя напряжения соединен с корпусом устройства, причем первый выход второго разделительного преобразователя соединен с корпусом устройства, а его второй выход через компаратор напряжений подключен к одному иэ выходов первого разделительного преобразователя, первый вход которого подключен к среднему выводу первого понижающего преобразователя, выход которого соединен с третьим входом устройства, с выходом нагрузки масштабного преобразователя высоких напряжений, с корпусом устройства и с вторым входом первого разделительного преобразователя, другой выход которого подключен к корпусу устройства.

2. Устройство для определения масштабного коэффициента масштабных преобразователей высоких напряжений по п.l,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вспомогательный и аттестационный делители напряжения содержат ступени с номинальным напряжением, кратным номинальному напряжению секций. источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Данилюк И. Я. и Драбенко И. Ф.

Поверка высоковольтных делителей напряжения при рабочем напряжении по методу отношения ЭДС. вЂ” Сб. Микропровод и приборы сопротивления, вып. 7. Кишинев Картя мол довеняскэ с, 227-132, 1970.

2. Zinn Е. Fundamentà е Bestimmung

der Feh ter von Spannunqswande urn

dureh ein Summierverfahxen Gber

Zwischenwandter,- Zeitschr1ft fur

angewandte Phisik, 1958, Х, Band, Не -11, S 511-516 (прототип).