SU1138878A1 - Датчик тока короткого замыкани - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ , содержащий сердечник из магнитного материала с трем  обмотками - силовой, компенсирующей и измерительной , причем силова  обмотка включена в контролируемую цепь посто нного тока, а измерительна  обмотка св зана с исполнительным органом , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повышени  надежности, он снабжен пороговым элементом, включенным последовательно в цепь измерительной обмотки, а силовай обмотка выполнена в виде стандартного калиброванного шунта, к измерительным зажимам которого подключена встречно компенсирующа  обмотка , сопротивление которой выбираетс  равным сопротивлению шунта, умноженному на число витков компенси- .рукицей обмотки. 00 00 00 00

Description

Изобретение относитс  .к электротехнике и может быть использовано дл  защиты статических преобразователей от тока короткого замыкани  на стороне посто нного тока. Известен датчик тока, выполненньй в виде устройства дифференциальной защиты преобразовател , содержащий сердечник с выходной обмоткой, через который проход т щины посто нного . тока преобразовател  . Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность срабатывани  при коротком замыкании между шинами. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  датчик тока короткого замьжани , содержащий сердечник из магнитного материала с тре м  обмотками - силовой, компенсирующей и измерительной, причем силова  обмотка включена в контролируемую цепь посто нного, тока, а измери тельна  обмотка св зана с исполнител ным органом Недостаткам известного датчика  вл етс  зависимость его работы от величины тока нагрузки, что вынуждает измен ть уставку защиты при изменени х рабочего режима. Это снижает надежность работы датчика тока. Кроме того, устройство сложно - необход мьГдва середчинка из разных к1атериалов требуетс  источник питани  подмагничивающей обмотки,.сложно расположить два сердечника на силовом проводе. Подбор материалов дл  изготовлени  сердечника также затруднителен. Цель изобретени  - повышение наде ности в работе и упрощение датчика тока. Поставленна  цель достигаетс  тем что датчик тока короткого замыкани , содержащий сердечник из магнитного материала с трем  обмотками - силовой , компенсирующей и измерительной, причем силова  обмотка включена в контролируемую цепь посто нного тока а измерительна  обмотка св зана с ис полнительным органом, снабжен порого вым элементом, включенным последовательно в цепь измерительной обмотки, а силова  обмотка выполнена в виде стандартного калиброванного шунта, к измерительным зажимам которого подключена встречно компенсирующа  обмо ка, сопротивление которой выбираетс  равным сопротивлению шунта, умноженному на число витков компенсирующей обмотки. На фиг. 1 приведена .принциг.л льна  схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 - по снительные диаграммы. Датчик тока короткого замыкани  состоит из сердечника 1 из магнитного материала с пропущенной через него силовой обмоткой 2, выполненной в виде калиброванного стандартного шунта, включенного в контролируемую цепь 3, к измерительным зажимам 4 и 5 которого подключена встречно компенсирующа  обмотка 6. Измерительна  обмотка 7 через пороговый элемент 8 подключена к исполнительному органу 9. Датчик работает следующим образом. При режиме нормальной работы ток 1 нагрузки в проводе 3 распредел етс  между шунтом 2 и обмотк 6 обратно пропорционально из активным сопротивлени м -токи через шунт 2 и обмотку 6; -сопротивление обмотки 6; ulHOM -сопротивление шунта 2; -номинальные параметш ном ш ном ры шунта. Следовательно, где об отношение токов через шунт 2 и обмотку 6, которое принимаетс  из услови  удобства расположени  обмотки 6 на сердечнике 1. Дл  обеспечени  взаимной компенсации намагничивающих сил (амперитков ) шунта 2 и обмотки 6 должно облюдатьс  условие где (/|, - число витков обмотки - число витков шунта 2 , ди /R,;r,, dU /R гдеЛОц - падение напр жени  на шунте 2 ои рабочем токе нагрузки.

31

Тогда значение активного сопротивлени  этой обмотки находитс  по формуле

(2)

.Wfc , а сопротивление шунта вычисл етс  по его номинальным параметрам. Задава сь длиной провода к УДоб ной дл  размещени  на сердечнике 1 требуемого числа витков обмотки 6, d, с помощью определ ем ее диаметр известной формулы е . 45 , 5 Г iTd При нормальном токе нагрузки в проводе 3 намагничивающие силы шунта 2 и обмотки 6 взаимно скомпенсиро ваны, поэтому магнитный поток в сердечнике 1 практически отсутствует, ток нагрузки не вли ет на датчик тока, напр жение U, на зажимах выходной обмотки 7 равно нулю, Работа датчика при к.з. на выходе преобразовател  основана на том, что в шунте 2 и в обмотке 6 токи возрастают с разной, скоростью. Пусть к,з. происходит в момент (фиг, 2), Скорость возрастани  тока нагрузки и тока шунта зависит от индуктивности L питающей сети, котора  настолько мала в сравнении с индуктивностью LH обмотки бис индуктивностью U. нагрузки преобразовател , что Измене до значений I ь,, и н и1ш ние токов 1ц,{;5можно считать скачкообразным (фиг, 2а, 5). Ток i в обмотке 6 не может изменитьс  скачком, так как этому преп тствует ее индуктивность котора  зависит от параметров сердеч ника 1 и квадрата числа витков обмбт 1, |U. - магнитна  проницаемость сердечника; Яс площадь его сечени ; ср средн   длина магнитной линии. Поэтому ток в обмотке 6 экспоненциально увеличиваетс  от значени  нормального режима дл  значени  соответствующего короткому замыка--. Hiflo (фиг. 2б). В этом же интервале времени i эрсспоненциально возрас тает напр жение uUf, на активном со1388784

противлении обмотки 6 (фиг. 2) и по вл етс  свободна  составл юща  этого напр жени , уравн онвшивающа  ЭДС самоиндукции: При этом результирующее напр жение на шунте измен етс  скачком, повтор   по формуле изменение тока ,, ЭДС самоиндукции с начальным значением ii,(0) (фиг. 2д) трансформируетс  в выходную обмотку 7 и дает импульс выходного напр жени , как показано на фиг. 28 . Амплитуда выходного напр жени  в момент к.з, , где Л- - коэффициент трансформаций от обмотки 6 к обмотке 7. Импульс выходного напр жени  обмотки 7 через пороговьй элемент 8 воздействует на исполнительный орган 9, в результате чего система управлени  запирает тиристоры преобразовател  и автоматически отключает -его. . При включении преобразовател  под нормальный режим, а также в случа х наброса или сброса нагрузки, происходит плавное изменение токо со скоростью , завис щей главным образом от индуктивности нагрузки L .(величиной Хц, тем более Сд, можно пренебречь), Ввиду малой скорости изменени  тока tii/di сигнал помехи на выходной обмотке 7 датчика невелик и легко устран етс  пороговым элементом 8, Дл  обеспечени  работоспособности датчика должно обеспечиватьс  соотношение легко.выполн етс  ввиду разницы междуLу и несколько пор дков , даже при самых больших Ц„ и саМЫХ малых Ь , которые могут иметь место на практике. Поэтому область приемлемых значений L.. получаетс  остаточно широкой. Таким образом, благодар  тому, что датчик не реагирует на абсолютное значение тока, а только на его скачкообразное увеличение при к,з., не требуетс  перестройки защиты при изменении рабочего режима, что упрощает конструкцию датчика и повьш1ает надежность его в работе.

Фиг.2

Claims (1)

1. ДАТЧИК

   КАНИЯ, содержащий сердечник из маг-

   Фиг.1 ‘J