SU1721524A1

SU1721524A1 - Zero sequence current-to-voltage converter

Info

Publication number: SU1721524A1
Application number: SU884611217A
Authority: SU
Inventors: Виталий Иванович Щуцкий; Анатолий Иванович Федоров; Константин Николаевич Потапов; Фаррух Насирджонович Масуми
Original assignee: Душанбинское Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро "Спецавтоматика"
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к .измерительной технике и может использоватьс в устройствах защиты электрических сетей от замыкани на землю. С целью упрощени конструкции, повышени устойчивости к переходным процессам и точности преобразовани начало и конец вторичной обмотки 3 соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилител 5, включенного по схеме повторител напр жени . При.атом выходной сигнал усилител 5 пропорционален току нулевой последовательности в цепи 2, вызывающему магнитный поток в сердечнике 1. Резистор 6 и конденсатор 7 обеспечивают протекание тока с выхода усилител на общую шину и сглаживание импульсных помех . В случае больших токов ключом 10 включаетс повторитель 9 напр жени , который в обмотке 4 и резисторе 8 вызывает дополнительный компенсирующий ток. 2 з.п,ф-лы. 1 ил. (Л GThe invention relates to measuring technique and can be used in devices protecting electrical networks from earth faults. In order to simplify the construction, increase the resistance to transients and the accuracy of the conversion, the beginning and end of the secondary winding 3 are connected to the inverting and non-inverting inputs of the operational amplifier 5, which is connected in accordance with the voltage follower circuit. When the output signal of amplifier 5 is proportional to the zero-sequence current in circuit 2, which causes magnetic flux in core 1. Resistor 6 and capacitor 7 allow current to flow from the amplifier output to the common bus and smooth the pulse noise. In the case of large currents, the switch 10 turns on the voltage follower 9, which in the winding 4 and the resistor 8 causes an additional compensating current. 2 z.p, f-ly. 1 il. (Lg

Description

ч| N5h | N5

СПSP

N 4N 4

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в устройствах защиты электрических сетей от замыканий на землю.The invention relates to a measurement technique and can be used in devices protecting electrical networks from earth faults.

Целью изобретени вл етс упроще- ние конструкции, повышение устойчивости к переходным процессам и точности преобразовани .The aim of the invention is to simplify the design, increase resistance to transients and conversion accuracy.

На чертеже изображена принципиальна схема предалагаемого преобрэзо.оате- л .The drawing shows a schematic diagram of the proposed predrezo.oatel.

Преобразователь содержит тороидальный сердечник 1, в окно которого пропущены фазные провода, образующие первичную обмотку 2, По всей окружности сердечника 1 намотаны две вторичные обмотки 3 и 4 двойным проводом с равным числом витков. Конец вторичной обмотки 3 соединен с инвертирующим входом и выходом операционного усилител 5. а начало, вторичной обмотки 3 соединено с неинвеп- тирующим входом операционного усилител 5 и первыми вы води ми регулируемого резистора 6 и конденсатора 7, вторые выводы которых соединены с общей шиной. На- чало вторичной обмотки 4 через резистор 8 соединено с общей шиной, а конец вторичной обмотки 4 через повторитель 9 напр жени и ключ 10 соединен с выходом операционного усилител 5, вл ющегос выходом 11 устройства.The converter contains a toroidal core 1, into the window of which phase wires are passed, forming the primary winding 2. Two secondary windings 3 and 4 are wound with a double wire with an equal number of turns around the entire circumference of the core 1. The end of the secondary winding 3 is connected to the inverting input and the output of the operational amplifier 5. And the beginning of the secondary winding 3 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 5 and the first terminals of the adjustable resistor 6 and the capacitor 7, the second terminals of which are connected to the common bus. The beginning of the secondary winding 4 through a resistor 8 is connected to the common bus, and the end of the secondary winding 4 through the voltage follower 9 and the switch 10 is connected to the output of the operational amplifier 5, which is the output 11 of the device.

Преобразователь работает следующим образом,The converter works as follows

При возникновеиии-в защитной сети однофазного замыкани на-землю теометри- ческал сумма магнитных потоков., наводимых-в сердечнике 1, становитс неравной нулю, а результирующий магнитный поток наводит во вторичной обмотке 3 ЭДС EI, пропорциональную току h нулевой по- следовательности к нерпичной обмотке 2, Ключ 10 при этом разомкнут. Преобразование этого тока в напр жение происходит следующим образом. Поскольку непосредственное соедглне- ние-выходз усилител 5 с его инвертирующим входом обеспечивает стопроцентную отрицательную обратную св зь, коэффициент усилени по -напр жению, усилител 5 равен единице. Иначе говор , потенциал на выходе усилител 5 равен потенциалу из его инвертирующем входе,In the case of a single-phase ground fault protection network, the total magnetic flux, induced in core 1, becomes zero-equal, and the resulting magnetic flux induces EI in the secondary winding 3 proportional to the current h of the zero sequence to the impacted winding 2, Key 10 is open. The conversion of this current into a voltage occurs as follows. Since the direct connection of the outputs of the amplifier 5 with its inverting input provides one hundred percent negative feedback, the gain of the voltage, the amplifier 5 is equal to one. In other words, the potential at the output of the amplifier 5 is equal to the potential of its inverting input,

Входное сопротивление операционного усилител 5 огромно, выходное сопротивление близко к нулю, при -этом выход усилител 5 имеет св зь с общей шиной, Поэтому ток И, наводимый ЭДС во вторичной обмотке 3. будет замыкатьс через регулируемый р ;:. ТОр 6, Общую Ш /жу,The input impedance of the operational amplifier 5 is huge, the output impedance is close to zero, with this output of the amplifier 5 is connected to a common bus. Therefore, the current AND induced by the emf in the secondary winding 3. will be closed through an adjustable p;:. TOP 6, General W / Zhu,

выходное сопротивление усилител 5 и проводник обратной св зи.the output impedance of the amplifier 5 and the feedback conductor.

При этом падение напр жени на резисторе 6 равно выходному напр жению преобразовател , а это означает, что потенциал на неинвертирующем входе операционного усилител 5 также будет равен потенциалу на его выходе. Это означает, что потенциалы на инвертирующем и неинвертирующем входах усилител 5 равны между собой, а вторична обмотка 3 нагружена-на практически нулевое выходное сопротивление, что соответствует хорошим услови м дл преобразовани тока.In this case, the voltage drop across the resistor 6 is equal to the output voltage of the converter, and this means that the potential at the non-inverting input of the operational amplifier 5 will also be equal to the potential at its output. This means that the potentials at the inverting and non-inverting inputs of amplifier 5 are equal to each other, and the secondary winding 3 is loaded — it has almost zero output resistance, which corresponds to good conditions for current conversion.

Таким образом, разность потенциалов между выходом усилител 5 и общей шиной всегда будет пропорциональна току нуле- гюй последовательности h, наводимому в обмотке 3.Thus, the potential difference between the output of amplifier 5 and the common bus will always be proportional to the current zero of the sequence h induced in winding 3.

При значительных величинах тока h в первичной обмотке 2 дл расширени динамического диапазона преобразовани включают ключ 10, чем подключают к выходу операционного усилител 5 вход повторител 9 напр жени ..At significant values of the current h in the primary winding 2, to switch the dynamic range of the conversion, switch on key 10 is connected to the output of voltage follower 9 connected to the output of operational amplifier 5.

Потенциал на выходе повторител 9 напр жени станет равным потенциалу на инвертирующем входе усилител 5, а падение напр жени на резисторе 8, обмотке 4 и повторителе 9 равно выходному напр жению преобразовател .The potential at the output of the voltage follower 9 becomes equal to the potential at the inverting input of the amplifier 5, and the voltage drop across the resistor 8, winding 4 and the repeater 9 is equal to the output voltage of the converter.

Коэффициент преобразовани тока в предлагаемом магнитоэлектронном преобразователе не зависит от параметров магнитной системы и сопротивлений обмоток, з определ етс только отношением чисел соответствующих витков первичной 2 и вторичной 3 обмоток (или обмотки 4).The current conversion factor in the proposed magneto-electronic converter does not depend on the parameters of the magnetic system and the resistances of the windings, C is determined only by the ratio of the numbers of the corresponding turns of the primary 2 and secondary 3 windings (or winding 4).

Поскольку ток нулевой последовательности i во вторичной обмотке 3 замыкаетс через регулируемый резистор б, выходное напр жение пропорционально этому току и зависит только от величины этого резистораSince the zero-sequence current i in the secondary winding 3 is closed through an adjustable resistor b, the output voltage is proportional to this current and depends only on the value of this resistor

И WiAnd wi

W2W2

Re,Re,

где W-i, Wa - числа витков обмоток 2 и 3 соответственно;where W-i, Wa - the number of turns of the windings 2 and 3, respectively;

Rc величина сопротивлени резистора 6. . .Rc is the resistance value of the resistor. 6.. .

Конденсатор 7, шунтирующий резистор 8 и подключенный при наличии импульсных помех, образует при этом интегрирующий контур, устран ющий вли ние этих помех на выходное напр жение преобразовател ,The capacitor 7, the shunt resistor 8 and connected in the presence of impulse noise, forms an integrating circuit, eliminating the effect of this noise on the output voltage of the converter,

.Ф о р м у л а и з о б р е т е н w, .F o rm u l a and z o bre te n w,

Claims

1, A zero-sequence current-to-voltage converter containing a track-mounted current sequence transformer in the form of a toroidal core, in the window of which the phase wires forming the primary winding are missing, while its secondary winding is wound around the circumferential ™ core, as well as the operational amplifier, output which is the output of the device, and the non-inverting input of the operational amplifier is connected to the common bus through an adjustable resistor, with the outputs from the output of the operational amplifier and the common bus The outputs are converter outputs, so that, in order to simplify the design, increase resistance to transients and conversion accuracy, the beginning and end of the secondary winding of the zero-sequence current transformer are connected to non-inverting and inverting input0

five

0

mi operational amplifier, the output of the operational amplifier is connected to its inverting input.

2. Converter pop. 1, in order to eliminate the influence of impulse noise, the two terminals of the adjustable resistor are connected to the corresponding terminals of the capacitor.

3. The converter according to claim 1, about tl and h a tout and with the fact that, in order to expand the dynamic range, the second secondary winding with the same number of turns as the first winding is wound around the core, and its beginning through a resistor connected to a common bus, and the end through a series-connected repeater for example. neither and the key is connected to the output of the operational amplifier.