×
10.04.2016
216.015.3040

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШИХ ТОКОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к приборам для измерения токов и может быть использовано для контроля и определения формы тока, протекающего в цепях высоковольтных линий передачи. Устройство для измерения больших токов содержит токосъемную штангу, включенную непосредственно в измерительную цепь, на которой смонтированы бесконтактный трансформатор тока и измерительный токовый шунт. Бесконтактный трансформатор тока связан с первым аналого-цифровым преобразователем, а измерительный токовый шунт соединен со вторым аналого-цифровым преобразователем. К первому аналого-цифровому преобразователю подключен первый блок быстрого преобразования Фурье. Ко второму аналого-цифровому преобразователю подключены блок сравнения и второй блок быстрого преобразования Фурье, к выходу которого подключен уровневый детектор, соединенный с первым блоком умножения, вход которого связан с выходом первого блока быстрого преобразования Фурье. Выход первого блока умножения подключен к блоку обратного преобразования Фурье, который соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения. Второй блок умножения соединен с блоком сравнения и с дисплеем. Технический результат заключается в том, что устраняются источники импульсных помех, минимизируются паразитные спектральные компоненты, в том числе высокочастотные и расширяется спектральный диапазон измеряемых токов. 2 ил.
Основные результаты: Устройство для измерения больших токов, содержащее трансформатор тока и измерительный шунт, отличающееся тем, что токосъемная штанга включена непосредственно в измерительную цепь, на которой смонтированы бесконтактный трансформатор тока и измерительный токовый шунт, причем бесконтактный трансформатор тока связан с первым аналого-цифровым преобразователем, а измерительный токовый шунт соединен со вторым аналого-цифровым преобразователем, к первому аналого-цифровому преобразователю подключен первый блок быстрого преобразования Фурье, ко второму аналого-цифровому преобразователю подключены блок сравнения и второй блок быстрого преобразования Фурье, к выходу которого подключен уровневый детектор, соединенный с первым блоком умножения, вход которого связан с выходом первого блока быстрого преобразования Фурье, а выход первого блока умножения подключен к блоку обратного преобразования Фурье, который соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, причем второй блок умножения соединен с блоком сравнения и с дисплеем.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к приборам для измерения токов и может быть использовано для контроля и определения формы тока, протекающего в цепях высоковольтных линий передачи.

Известно устройство для измерения больших токов [RU 2229137 С2, МПК 7 G01R 19/00, опубл. 20.05.2004], содержащее три разветвителя тока, представляющие собой калиброванные проводники, включенные через трансформатор. Проводники расположены в ″окне″ трансформатора тока встречно-параллельно, образуя первичную обмотку трансформатора тока, и создают результирующий магнитный поток, пропорциональный разности магнитных потоков, индуцируемых токами ветвей разветвителя. Проводники имеют одинаковое сечение и посредством линейных зажимов закреплены неразборно, что исключает влияние переходных сопротивлений при присоединениях.

Недостатки данного устройства заключаются в значительных весогабаритных параметрах разветвителя, необходимого для измерения больших токов, низкой временной стабильности, обусловленной коррозией контактов разветвителя, а также в необходимости использования магнитопроводов большего диаметра.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для компенсации погрешности трансформатора тока [RU 2449296 С1, МПК G01R 19/00 (2006.01), опубл. 27.04.2012], содержащее трансформатор тока, измерительный шунт, включенный в цепь вторичной обмотки трансформатора тока, и интегратор, первый вход которого подключен параллельно измерительному шунту. Вход двухполярного релейного органа подключен к выходу интегратора, первый вход детектора разнополярности сигналов подключен параллельно измерительному шунту, а второй вход подключен к выходу интегратора. Первый вход логического элемента И-НЕ которого подключен к выходу двухполярного релейного элемента, а второй вход подключен к выходу детектора разнополярности сигналов. Вход блока добавочного напряжения соединен с выходом логического элемента И-НЕ. Блок добавочного напряжения включен последовательно с измерительным шунтом и подключен к выводу вторичной обмотки трансформатора тока. Интегратор реализован с входным умножителем-сумматором, и его второй вход подключен к выводу вторичной обмотки трансформатора тока.

В этом устройстве блок добавочного напряжения функционирует в импульсном режиме, что приводит к появлению в сигнале паразитных спектральных компонент и ограничивает частотный диапазон измеряемых токов.

Задача изобретения - расширение арсенала средств аналогичного назначения.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство для измерения больших токов, также как в прототипе, содержит трансформатор тока и измерительный шунт.

Согласно изобретению токосъемная штанга включена непосредственно в измерительную цепь, на которой смонтированы бесконтактный трансформатор тока и измерительный токовый шунт. Бесконтактный трансформатор тока связан с первым аналого-цифровым преобразователем, а измерительный токовый шунт соединен со вторым аналого-цифровым преобразователем. К первому аналого-цифровому преобразователю подключен первый блок быстрого преобразования Фурье. Ко второму аналого-цифровому преобразователю подключены блок сравнения и второй блок быстрого преобразования Фурье, к выходу которого подключен уровневый детектор, соединенный с первым блоком умножения, вход которого связан с выходом первого блока быстрого преобразования Фурье. Выход первого блока умножения подключен к блоку обратного преобразования Фурье, который соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения. Второй блок умножения соединен с блоком сравнения и с дисплеем.

Предложенное устройство позволяет измерять большие токи за счет оцифровки сигналов с выходов бесконтактного трансформатора тока и измерительного токового шунта (а) на фиг. 1) и применения быстрого преобразования Фурье к этим сигналам (б) на фиг. 1). Последующее сравнение спектров позволяет минимизировать искажения, вносимые насыщением сердечника бесконтактного трансформатора тока. Далее выполняется восстановление сигнала по его спектру, его масштабное преобразование и визуализация (в) на фиг. 1). Тем самым по сравнению с прототипом устраняются источники импульсных помех, минимизируются паразитные спектральные компоненты, в том числе высокочастотные, и расширяется спектральный диапазон измеряемых токов.

Преимуществом предлагаемого устройства при его реализации является возможность использования распространенных моделей бесконтактных трансформаторов тока, нелинейные искажения выходных сигналов которых компенсируются за счет использования линейных измерительных токовых шунтов.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы основных сигналов, где а) - нелинейно искаженный сигнал с выхода трансформатора тока и линейно искаженный сигнал с выхода измерительного токового шунта; б) - спектр нелинейно искаженного сигнала с выхода трансформатора тока и спектр линейно искаженного сигнала с выхода измерительного токового шунта; в) - результирующий скорректированный выходной сигнал.

На фиг. 2 приведена структурная схема устройства для измерения больших токов.

Устройство для измерения больших токов содержит токосъемную штангу 1, включенную непосредственно в измерительную цепь, на которой смонтированы бесконтактный трансформатор тока 2 и измерительный токовый шунт 3. Блок регистрации и обработки сигнала 4 (БРОС) содержит первый аналого-цифровой преобразователь 5 (АЦП1), к которому подключен первый блок быстрого преобразования Фурье 6 (БПФ1), второй аналого-цифровой преобразователь 7 (АЦП2), к которому подключены второй блок быстрого преобразования Фурье 8 (БПФ2) и блок сравнения 9 (БС). Уровневый детектор 10 (УД) подключен к выходу второго блока быстрого преобразования Фурье 8 (БПФ2), к первому блоку умножения 11 (БУ1), вход которого подключен к выходу первого блока быстрого преобразования Фурье 6 (БПФ1). Выход первого блока умножения 11 (БУ1) подключен к блоку обратного преобразования Фурье 12 (БОПФ), который подключен к первому входу второго блока умножения 13 (БУ2), второй вход которого подключен к выходу блока сравнения 9 (БС). Второй блок умножения 13 (БУ2) соединен с дисплеем 14 (Д) и с блоком сравнения 9 (БС). Бесконтактный трансформатор тока 2 связан с первым аналого-цифровым преобразователем 5 (АЦП1), а измерительный токовый шунт 3 соединен со вторым аналого-цифровым преобразователем 7 (АЦП2).

Первый и второй аналого-цифровые преобразователи 5 (АЦП1) и 7 (АЦП2) выполнены с помощью аналого-цифровых преобразователей AD7693. Блоки быстрого преобразования Фурье 6 (БПФ1), 8 (БПФ2), а также обратного преобразования Фурье 12 (БОПФ) выполнены с помощью цифровых сигнальных процессоров ADSP-21991. Блоки умножения 11 (БУ1), 10 (БУ2), сравнения 9 (БС) и уровневый детектор 13 (УД) выполнены с помощью микроконтроллеров ADSP-TS201S. В качестве измерительного шунта 3 использован токовый шунт Fluke А40В. В качестве трансформатора тока 2 использован трансформатор тока Lilco 13 W0100.

Измеряемый ток i, протекающий по токосъемной штанге 1, преобразуют трансформатором тока 2 в напряжение UТ, а измерительным шунтом 3 - в напряжение UШ. Напряжение UТ претерпевает нелинейные искажения, вызванные насыщением магнитопровода трансформатора тока 2, а напряжение UШ может претерпеть линейные искажения, вызванные частотной зависимостью импеданса шунта 3. Затем напряжения UТ и UШ, оцифровывают с помощью аналого-цифровых преобразователей 5 (АЦП1) и 7 (АЦП2) соответственно. Полученные выборки тока {UТ, i} и {UШ, i}, где i - номер числа в выборке, с помощью блоков быстрого преобразования Фурье 6 (БПФ1) и 8 (БПФ2) соответственно подвергают процедуре преобразования Фурье. В результате получают массивы спектральных компонент сигнала трансформатора тока 2 {SТ, j} и измерительного шунта 3 {SШ, j}, где j - номер спектральной компоненты в выборке. После чего спектральные компоненты сигнала измерительного токового шунта поступают на вход уровневого детектора 10 (УД), где каждую ненулевую компоненту приводят к единичному уровню:

{S2Ш, j}=0, если {SШ, j}=0 и {SШ, j}=1, если

Полученные массивы чисел {SТ, j} и {S2Ш, j} перемножают в блоке умножения 11 (БУ1) и результат этой операции {S2T, j} подвергают обратному преобразованию Фурье в соответствующем блоке 12 (БОПФ). Восстановленный сигнал с выхода блока умножения 13 (БУ2) поступает на вход блока сравнения 9 (БС), на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго аналого-цифрового преобразователя 7 (АЦП2). При различии этих сигналов блок сравнения 9 (БС) формирует управляющее воздействие на блок умножения (БУ2), который выполняет масштабное преобразование сигнала. При совпадении этих сигналов блок умножения (БУ2) прекращает масштабное преобразование сигнала и восстановленный сигнал отображают на дисплее 14 (Д).

Таким образом, минимизируют нелинейные искажения, вносимые в измеряемый сигнал насыщением магнитопровода трансформатора тока 2.

Путем пошаговых приближений производят линейное выравнивание уровней сигнала с выхода блока обратного преобразования Фурье 12 (БОПФ) и аналого-цифрового преобразования 7 (АЦП2). Для этого задействуют блоки сравнения 9 (БС) и умножения 13 (БУ).

В итоге получают результирующий выходной сигнал с минимизированными нелинейными искажениями, прямопропорциональный измеряемому току i.

Устройство для измерения больших токов, содержащее трансформатор тока и измерительный шунт, отличающееся тем, что токосъемная штанга включена непосредственно в измерительную цепь, на которой смонтированы бесконтактный трансформатор тока и измерительный токовый шунт, причем бесконтактный трансформатор тока связан с первым аналого-цифровым преобразователем, а измерительный токовый шунт соединен со вторым аналого-цифровым преобразователем, к первому аналого-цифровому преобразователю подключен первый блок быстрого преобразования Фурье, ко второму аналого-цифровому преобразователю подключены блок сравнения и второй блок быстрого преобразования Фурье, к выходу которого подключен уровневый детектор, соединенный с первым блоком умножения, вход которого связан с выходом первого блока быстрого преобразования Фурье, а выход первого блока умножения подключен к блоку обратного преобразования Фурье, который соединен с первым входом второго блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока сравнения, причем второй блок умножения соединен с блоком сравнения и с дисплеем.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШИХ ТОКОВ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШИХ ТОКОВ
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШИХ ТОКОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 261.
10.04.2013
№216.012.34aa

Устройство для моделирования трехфазного многообмоточного трансформатора

Изобретение относится к моделированию трансформатора. Технический результат заключается в повышении точности моделирования трансформатора и в расширении функциональных возможностей устройств моделирования трансформатора за счет обеспечения автоматизированного изменения параметров моделируемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479025
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.09.2013
№216.012.7086

Устройство для моделирования статического синхронного компенсатора

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем. Техническим результатом является обеспечение всережимного моделирования в реальном времени и на неограниченном интервале процессов, протекающих в статическом синхронном компенсаторе. Устройство для моделирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494457
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.11.2013
№216.012.862e

Устройство для моделирования объединенного регулятора потока мощности

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем и может быть использовано для воспроизведения в реальном времени непрерывного спектра нормальных и анормальных процессов в объединенном регуляторе потока мощности в специализированных многопроцессорных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500028
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.04.2014
№216.012.afc8

Многодекадный индуктивный делитель напряжения

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. Многодекадный индуктивный делитель напряжения содержит тороидальный ферромагнитный сердечник, декады, каждая из которых выполнена в виде делительной обмотки и состоит из К+1 секций, где К - коэффициент деления декады, имеющих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510715
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.09.2014
№216.012.f523

Устройство для определения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик токовых шунтов

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для контроля и определения динамических метрологических характеристик при производстве и эксплуатации токовых шунтов. Устройство содержит источник импульсного тока, в котором к первому выводу вторичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528588
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.07.2015
№216.013.606e

Способ получения поливинилацетата

Настоящее изобретение относится к способу получения поливинилацетата. Описан способ получения поливинилацетата суспензионной полимеризацией с использованием инициатора, отличающийся тем, что процесс суспензионной полимеризации винилацетата проводят в присутствии кристаллического глиоксаля и в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556227
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.10.2015
№216.013.8320

Устройство виброструйной магнитной активации жидкостей и растворов

Изобретение относится к устройствам для получения механических колебаний с использованием электромагнитизма и может быть использовано в различных технологических процессах для обработки жидкостей и растворов путем виброструйного магнитного воздействия, сопровождаемого изменением свойств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565171
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.11.2015
№216.013.8ab4

Вакуумный выключатель тока

Изобретение относится к силовой коммутационной аппаратуре и предназначено для использования в вакуумных выключателях и контакторах постоянного и переменного тока. Вакуумный выключатель тока содержит дугогасительную камеру с аксиальными подвижным и неподвижным электродами, снабженными кольцевыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567115
Дата охранного документа: 10.11.2015
27.11.2015
№216.013.94b1

Способ получения мета-хлорбензгидрилмочевины(галодифа) с использованием магнитных наночастиц, модифицированных сульфогруппами

Изобретение относится к способу получения мета-хлорбензгидрилмочевины(галодифа) с использованием магнитных наночастиц, модифицированных сульфогруппами. Способ включает конденсацию мета-хлорбензгидриламина, закрепленного на магнитных наночастицах FeO@SOH, с цианатами щелочных металлов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569684
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.959c

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569920
Дата охранного документа: 10.12.2015
Показаны записи 1-10 из 150.
20.09.2014
№216.012.f523

Устройство для определения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик токовых шунтов

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для контроля и определения динамических метрологических характеристик при производстве и эксплуатации токовых шунтов. Устройство содержит источник импульсного тока, в котором к первому выводу вторичной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528588
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.07.2015
№216.013.606e

Способ получения поливинилацетата

Настоящее изобретение относится к способу получения поливинилацетата. Описан способ получения поливинилацетата суспензионной полимеризацией с использованием инициатора, отличающийся тем, что процесс суспензионной полимеризации винилацетата проводят в присутствии кристаллического глиоксаля и в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556227
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.10.2015
№216.013.8320

Устройство виброструйной магнитной активации жидкостей и растворов

Изобретение относится к устройствам для получения механических колебаний с использованием электромагнитизма и может быть использовано в различных технологических процессах для обработки жидкостей и растворов путем виброструйного магнитного воздействия, сопровождаемого изменением свойств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565171
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.11.2015
№216.013.8ab4

Вакуумный выключатель тока

Изобретение относится к силовой коммутационной аппаратуре и предназначено для использования в вакуумных выключателях и контакторах постоянного и переменного тока. Вакуумный выключатель тока содержит дугогасительную камеру с аксиальными подвижным и неподвижным электродами, снабженными кольцевыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567115
Дата охранного документа: 10.11.2015
27.11.2015
№216.013.94b1

Способ получения мета-хлорбензгидрилмочевины(галодифа) с использованием магнитных наночастиц, модифицированных сульфогруппами

Изобретение относится к способу получения мета-хлорбензгидрилмочевины(галодифа) с использованием магнитных наночастиц, модифицированных сульфогруппами. Способ включает конденсацию мета-хлорбензгидриламина, закрепленного на магнитных наночастицах FeO@SOH, с цианатами щелочных металлов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569684
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.12.2015
№216.013.959c

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569920
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9734

Устройство для максимальной токовой защиты

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для максимальной токовой защиты закрытых токопроводов от токов коротких замыканий. Техническим результатом является упрощение конструкции. Устройство содержит пластину, один конец которой закреплен в прорези планки, прикрепленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570328
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.9740

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: проводят испытание на изменение величины исходного параметра от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570340
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.975b

Способ прогнозирования износостойкости твердосплавных режущих инструментов

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для прогнозирования - контроля износостойкости твердосплавных режущих инструментов при их изготовлении, использовании или сертификации. Сущность: осуществляют проведение испытания на изменение величины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570367
Дата охранного документа: 10.12.2015
10.12.2015
№216.013.97cf

Солнечная установка

Изобретение относится к гелиоэнергетике, в частности к солнечным энергетическим установкам с датчиками слежения за Солнцем, и может быть использовано в солнечных электростанциях для преобразования солнечной энергии в электрическую, а также в качестве энергетической установки индивидуального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570483
Дата охранного документа: 10.12.2015
+ добавить свой РИД