Способ измерения тока с определением его полярности

(51) 01 19/30 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Технический результат изобретения - увеличение количества параметров измеряемого тока,расширение функциональных возможностей и области применения. Предлагаемый способ измерения тока с определением его полярности, отличается тем, что дополнительно на геркон наматывают обмотку, в которую подают постоянный ток П 0 Д подмагничивания, больший чем СР, а затем сравнивают 1 с временем ПОЛ равным длительности одной полуволны переменного тока, и если 1 ПОЛ,тоопределяют по формуле С помощью данного способа измерения тока,возможно построение дифференциальных,дистанционных и направленных релейных защит, в основе которых лежит не только сравнение измеряемых сигналов по величине, но и совпадение их по фазе, которое осуществляется контролем совпадения положительных и отрицательных полуволн измеряемых сигналов. (2 ил.).(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Предварительный патент Республики Казахстан 16020, бюл.7, 2005 г(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ЕГО ПОЛЯРНОСТИ 20844 Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике. Известен способ измерения тока в проводнике путем фиксации напряжения на концах обмотки геркона, расположенного вблизи проводника, и определения величины амплитуды тока по этому напряжению (Бороденко В.А., Клецель М.Я. Использование герконов защиты от коротких замыканий для контроля нагрузки. Энергетика. Известия ВУЗов, 1985,11). Однако при необходимости передачи полученного напряжения на значительное расстояние, например с высоковольтных установок,в соединительных проводах наводятся достаточно сильные помехи, которые приводят к низкой точности измерения. Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения тока, при котором измеряют время 1 между моментами замыкания и размыкания контактов геркона, предварительно настроенного так, чтобы он замыкался при токе ср в проводнике и размыкался при токеи в зависимости от величин 1, , В определяют амплитудуизмеряемого тока(Предварительный патент 16020 Республики Казахстан. Способ измерения тока // Клецель М.Я.,Майшев П.Н., Таронов К.С., Токомбаев М.Т. Опубл. 15.07.2005. Бюл.7). Недостатком способа является неспособность различать полярность измеряемого тока, что безусловно важно при построении дифференциальных,дистанционных и направленных релейных защит. Поэтому способ имеет узко ограниченное применение, связанное с недостаточным количеством определяемых параметров измеряемого тока. Технический результат изобретения - увеличение количества параметров измеряемого тока,расширение функциональных возможностей и области применения. Технический результат достигается тем, что в способе измерения тока с определением его полярности, при котором измеряют время 1, между моментами замыкания и размыкания контактов геркона, предварительно настроенного так, чтобы он замыкался при токе СР в проводнике и размыкался при токе В и в зависимости от величин 1, СР, В определяют амплитудуизмеряемого тока, дополнительно на геркон наматывают обмотку, в которую подают постоянный ток 1 ПОД подмагничивания, больший чем ,затем сравниваютс временемПОЛ равным длительности одной полуволны переменного тока, и если 1 ПОЛ тоопределяют по формуле На фиг. 1 приведены токи срабатывания,возврата и подмагничивания относительно кривой измеряемого тока. На фиг. 2 приведен пример реализации предлагаемого способа, где геркон 1, логическая часть 2, устройство отображение информации 3. Предлагаемый способ измерения тока направлен на решение задач построения дифференциальных,дистанционных и направленных релейных защит на герконах. Для этого на геркон нанизана обмотка, в которую подается постоянный ток ПОД подмагничивания. Величина этого тока должна быть такой, чтобы выполнялось равенство ПОДОТС , а где ОТС - коэффициент отстройки 0 амплитудное значение номинального измеряемого тока ОТН - коэффициент, характеризующий отношение СР к , ОТН 1 . Значение СР выбрано меньшим, чем , в ОТН раз, чтобы геркон срабатывал также и при измеряемых токах в электроустановке меньших 0. При частоте переменного тока 50 Гц, время ПОЛ прохождения одной полуволны составляет 10 мс. Как видно из фиг. 1, при положительной полуволне 2 кривой измеряемого тока, 1 всегда большеПОЛ, а при отрицательной - меньше. Это связано с тем, что П 0 Д выбрано больше, чем СР, а также за счет того,что ПОД не изменяет своей полярности, так как в обмотку подмагничивания подается постоянный ток. Следовательно, при помощи постоянного тока,подаваемого в обмотку геркона, обеспечивается дифференциация полуволн переменного тока. При срабатывании геркона, под действием положительной полуволны измеряемого тока, когда 1 ПОЛ, геркон замыкает контакты и подает сигнал в логическую часть,в которой происходит запоминание времени 0 появления сигнала. Момент времени 0 соответствует тому, чтостановится равным СР. При спадании полуволны переменного тока до величины 1 В происходит размыкание контактов геркона, что прекращает подачу сигнала в логическую часть, которая фиксирует время 0 его исчезновения. Далее в логической части вычисляется время 1,1-01(2) Из фиг. 1 видно, что момент срабатывания геркона математически можно выразить если приравнять уравнение прямой СР с уравнением измеряемого тока. Итак, при положительной полуволне измеряемого тока 1 ПОД 20844 Момент отпускания геркона математически можно выразить, если приравнять уравнение прямой 1 В с уравнением измеряемого тока В (11)ПОД(4) Формулы (3) и (4) необходимо решать как систему уравнений с двумя неизвестнымии 1. Для этого из (3) выразимоткуда(5) Поставляя полученноев формулу (4) выразим неизвестный угол 1 Из курса геометрии известно, что 1 Принимая во внимание то, что в знаменателе формулы (10) 212 1, 1 и подставляя эту формулу в (5) получим При срабатывании геркона, под действием отрицательной полуволны измеряемого тока, когда 1 пол, аналогично момент срабатывания геркона математически можно выразить если приравнять уравнение прямой ср с уравнением измеряемого тока. Момент отпускания геркона математически можно выразить, если приравнять уравнение прямой В с уравнением измеряемого тока(13) Откуда, аналогично выводу формулы (11),выводим Как показано на фиг. 2 геркон располагается вблизи проводника с током. под действием магнитного поля, создаваемого током , замыкает контакты момент времени 0, и размыкает их в- 0. В логической части происходит вычисление формул(2), если 1 ПОЛ то (11), если 1 ПОЛ то (14). Устройство отображение информации показывает рассчитанный в логической части результат. Таким образом, с помощью данного способа измерения тока,возможно построение дифференциальных,дистанционных и направленных релейных защит, в основе которых лежит не только сравнение измеряемых сигналов по величине, но и совпадение их по фазе, которое осуществляется контролем совпадения положительных и отрицательных полуволн измеряемых сигналов. Устройства, построенные способом, взятым за прототип, не могут отличать положительную полуволну измеряемого сигнала от отрицательной. Поэтому предлагаемый способ, по сравнению со способом принятым за прототип,имеет большее число контролируемых параметров измеряемого тока,больше функциональных возможностей и более широкую область применения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ измерения тока с определением его полярности, при котором измеряют время , между моментами замыкания и размыкания контактов геркона, предварительно настроенного так, чтобы он замыкался при токев проводнике и размыкался при токе В и в зависимости от величин 1 , В определяют амплитудуизмеряемого тока,отличающийся тем, что дополнительно на геркон 3 20844 наматывают обмотку, в которую подают постоянный ток ПОД подмагничивания, больший чем СР, а затем сравнивают 1 с временем ПОЛ равным длительности одной полуволны переменного тока, и если 1 ПОЛ, тоопределяют по формуле