Способ измерения тока короткого замыкания

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ замыкали контакты при токах срабатывания СР 1 и СР 2 и размыкали контакты при токах возврата В 1 и В 2, при этомгерконов устанавливают на безопасных расстояниях 1, 2, , -1 от проводника, настраивают герконы так, чтобы они срабатывали при токах срабатывания -1 СР 21 и возвращались в исходное положение при токах возврата ВВ-1 В 2 В 1, измеряют время между замыканием первого и второго геркона, , -1 игеркона, время между срабатыванием и возвратомгеркона, время между возвратом контактовгеркона и возвратом контактов -1 геркона, , возвратом контактов второго геркона и возвратом контактов первого геркона,по полученным данным строят графическую зависимость, аппроксимируют е и определяют максимальное отклонение,являющееся амплитудой измеряемого тока короткого замыкания. Технический результат является повышение точности измерения тока короткого замыкания.(72) Исабекова Бибигуль Бейсембаевна Жантлесова Асемгуль Бейсембаевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Павлодарский государственный педагогический институт Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ(57) Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике и может быть использовано для измерения токов в электроустановках. Способ измерения тока короткого замыкания в проводнике с помощью герконов, при котором два геркона с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника, настраивают их так, чтобы они Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике и может быть использовано для измерения токов короткого замыкания в электроустановках. Известен способ измерения тока в проводнике Хомерике Полупроводниковые преобразователи магнитного поля. М. Энергоатомиздат, 1986. - С. 7 - 19. путем фиксации напряжения на выходе датчика Холла,установленного вблизи проводника, при котором по напряжению определяют величину магнитной индукции, создавшей его, а по последней - величину тока в проводнике. Однако величина контролируемого напряжения незначительна и зависит от температуры окружающей среды, что требует дополнительного усиления сигнала и компенсации температурных погрешностей. В конечном итоге это ведет к снижению точности измерения тока. Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения тока в проводнике с помощью герконов 2397499 С 2, МПК 01 19/30(2006.01), опубл. 20.08.2010, при котором два геркона с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника. Их настраивают так, чтобы они срабатывали и замыкали контакты при токе С 1, 2, соответственно, в проводнике,возвращались в исходное положение и размыкали контакты при токе 1 и В 2, соответственно. Второй геркон настраивают так, чтобы он срабатывал при токе С 12, а возвращался при токе 1 В 2. Измеряют время 1 между моментами размыкания контактов герконов после их срабатывания и определяют амплитуду измеряемого тока по формуле 2 112 /12(2 /1 )1 /1 , где- амплитуда измеряемого тока, - угловая частота тока,1, В 2 - токи возврата соответственно первого и второго герконов, которые создают магнитное поле,достаточное для возврата контактов герконов. 1 - время между моментами размыкания контактов герконов после их срабатывания. Недостатком способа является низкая точность,обусловленная погрешностью в измерении тока замыкания, возникшей из-за пренебрежения влиянием апериодической составляющей а. Задачей изобретения является повышение точности измерения тока короткого замыкания. Это достигается тем, что в способе измерения тока короткого замыкания в проводнике с помощью герконов, при котором два геркона с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника, настраивают их так, чтобы они замыкали контакты при токах срабатывания СР 1 и СР 2 и размыкали контакты при токах возврата 1 и В 2, отличающийся тем, чтогерконов устанавливают на безопасных расстояниях 1, 2, ,-1,от проводника, настраивают герконы так,2 чтобы они срабатывали при токах срабатывания-1 СР 21 и возвращались в исходное положение при токах возврата ВВ-1 В 2 В 1,измеряют время между замыканием первого и второго геркона, , -1 игеркона, время между срабатыванием и возвратомгеркона, время между возвратом контактовгеркона и возвратом контактов -1 геркона, , возвратом контактов второго геркона и возвратом контактов первого геркона,по полученным данным строят графическую зависимость, аппроксимируют е и определяют максимальное отклонение,являющееся амплитудой измеряемого тока короткого замыкания. Таким образом, следует, что повышается точность определения тока короткого замыкания работы устройства, реализованного предложенным способом за счет учета влияния апериодической составляющей а (фиг.1), и по сравнению с прототипом легкости выбора герконов, так как не надо подбирать равные токи срабатывания герконов. На фиг.1 представлена зависимость, где кривая 1 - полупериод тока с амплитудой 21, кривая 2 - полупериод измеряемого тока короткого замыкания. На фиг.2 приведено устройство для реализации предлагаемого способа. Предложенный способ может быть реализован с помощью устройства, в котором первый 1, второй 2 -1 и- герконы (фиг.2) с нормально разомкнутыми контактами размещены в магнитном поле проводника 3 с током и подключены к микроконтроллеру 4 (МК). Могут быть использованы герконы типа МКА 14103 группы А производителя ОАО Рязанского завода металлокерамических приборов. Микроконтроллер 4 (МК) может быть выполнен на микроконтроллере серии 51 производителя 8953. Способ осуществляют следующим образом. Например, первый 1, второй 2, третий и четвертый герконы (где-13, 4) с нормально разомкнутыми контактами установлены вблизи проводника 3 на безопасном расстоянии. Расстояние 1 от проводника до первого 1 геркона равно 0.1 м и расстояние 2 до второго 2 геркона составляет 0.15 м,3 0.2 м и 40.24 м. Угол между перпендикулярной линии продольной оси проводника 3 и продольной осью первого геркона 1, второго геркона 2 и остальныхгерконов составляет 90 градусов. Герконы подобраны так, чтобы токи срабатывания СР 1, С 2, 3, 4 и возврата В 1, 2, 3, 4 первого 1,второго 2, третьего и четвертого герконов соответствовали неравенствам СР 4 С 321 В 4321. В проводнике 3 протекает ток короткого замыкания с амплитудой . При увеличении тока до(фиг.1, кривая 1) тока срабатывания СР 177.88 А первого 1 геркона, он замыкает разомкнутые до этого контакты, которые срабатывают. При уменьшении тока до тока возврата 130,3 А первого 1 геркона, он замыкает разомкнутые до этого контакты, которые возвращаются в исходное положение, размыкая их. Это происходит под действием созданного током/В 1 магнитного поля напряженностью срабатывания 1 / возврата 1 в зазоре между контактами первого 1 геркона,направленной вдоль его продольной оси. Второй 2 геркон замыкает контакты при токе СР 2176,8 А, а размыкает при токе 267,14 А. Третий геркон замыкает контакты при токе 3293,7 А, а размыкает при токе 3117,2 А. Четвертый геркон замыкает контакты при токе СР 4374,6 А, а размыкает при токе 4149,8 А. Измерение тока в проводнике 3 с помощью первого 1, второго 2, третьего и четвертого герконов осуществляют следующим образом 1. При увеличении тока в проводнике 3 до величины тока срабатывания СР 1 (фиг.1, кривая 1) первый геркон 1 срабатывает, его контакты замыкаются, микроконтроллер 4 (МК) фиксирует значение тока и начинает отчет времени 1,2. Если ток не увеличился до СР 2, то второй геркон 2 не срабатывает и микроконтроллер обнуляет все значения. 2. При увеличении тока в проводнике 3 до величины тока срабатывания 1, фиксирует микроконтроллер 4 (МК) и начинает отчет времени 1,2 и если ток в проводнике 3 увеличивается до тока срабатывания СР 2, то срабатывает второй геркон 2(фиг.1, кривая 2). Микроконтроллер 4 (МК) фиксирует срабатывание второго 2 геркона,промежуток времени 1,2 и начинает отчет времени 2,3. До тех пор, пока не увеличится ток до 3 и зафиксируется ток срабатывания третьего геркона,время 2,3 (начнется отчет времени 3,4) и так далее СР 4 и 3,4, В 4 и 4,4, В 3 и 4,3, В 2 и 3,2, 1 и 2,1. Затем в микроконтроллере 4(МК) аппроксимируют по полученным данным зависимостьтока короткого замыкания от времени, определяют максимальное отклонение,являющееся амплитудой измеряемого тока короткого замыкания. Например, в 14 вносили полученные данные токов в матрицуразмерностью 81 токи срабатывания СР 1, С 2, 3, 4, токи возврата В 4,3, 2, 1, затем в матрицувремени 1,2 0.001177 с, 2,3 0.001282 с, 3,4 0.000939 с, 4,4 0.009137 с, 4,3 0,000351 с, 3,20.000567 с, 2,1 0.000454 с. Для аппроксимации функциинеобходимо сложить время, которые заносятся в матрицу 1 размерностью 81. Примем начала отчета времени с точки О, тогда 1(0)0. В- 14 для заполнения матрицы 1 прописываем цикл переменной 0 до 6 с шагом 1, в итоге матрица 1(1) 1 (1). Тогда значение матрицы 1(8)(0, 0.001177, 0.002459, 0.003398,0.012535, 0.012886, 0.013453, 0.013907). Находили полиномы шестой степени в качестве аппроксимирующей функции. Для этого используется функциии .( , 3, ( ) 1, 0, 0). Функциявозвращала значение полинома в точке . Определив функцию , получили возможность найти значение полинома в любой заданной точке. Были получены следующие коэффициентыполинома, по которым записываем 77.887.651047.971062 -1.181093 1.071011 4 1.311013 5-3.21014 6. Затем с помощью функциинаходим время 0.007038 с, которое подставляем в полученный полиноми получаем амплитуду 525.1 А, а ток в токопроводе ЭУ равен 526,2 А,тогда погрешность способа будет составлять 0,2. По сравнению с прототипом предложенный способ определяет амплитуду тока короткого замыкания с учетом апериодической составляющей 1 ап. (фиг.1) ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ измерения тока короткого замыкания в проводнике с помощью герконов, при котором два геркона с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника, настраивают их так, чтобы они замыкали контакты при токах срабатывания СР 1 и СР 2 и размыкали контакты при токах возврата В 1 и В 2, отличающийся тем, чтогерконов устанавливают на безопасных расстояниях 1, 2, , -1 ,от проводника, настраивают герконы так, чтобы они срабатывали при токах срабатывания-121 и возвращались в исходное положение при токах возврата-121 , измеряют время между замыканием первого и второго геркона, -1 игеркона, время между срабатыванием и возвратомгеркона, время между возвратом контактовгеркона и возвратом контактов -1 геркона,возвратом контактов второго геркона и возвратом контактов первого геркона, по полученным данным строят графическую зависимость,аппроксимируют е и определяют максимальное отклонение, являющееся амплитудой измеряемого тока короткого замыкания.