facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Page translation
 

Применение дифференцирующих индукционных преобразователей для измерения больших токов

Применение дифференцирующих индукционных преобразователей для измерения больших токов
Mazaleva Natalia, associate professor, candidate of technical sciences, associate professor

Far Eastern Federal University, Russia

Championship participant: the National Research Analytics Championship - "Russia";

Использование в энергосбережении устройств, которые позволяют в десятки и сотни раз уменьшить массу и габариты существующего электрооборудования отвечает современным требованиям. Замена трансформаторов тока на катушки Роговского позволяет производить измерение больших токов при тех же значения напряжения.

Энергосберегающая политика России предполагает широкое использование энергосберегающего оборудования, материалов и энергоэффективных технологий, поэтому актуальность замены трансформаторов тока (ТТ) на  дифференцирующие индукционные измерительные преобразователи (ДИПТ), известные также под названиями трансреакторы или катушки Роговского не вызывает сомнения. ДИПТ отличаются от ТТ тем, что они работают в режиме холостого хода. Это отличие обеспечивает снижение их массы в сотни и тысячи раз по сравнению с массой ТТ, измеряющих такие же токи при таком же выходном напряжении.

Первое использование катушек Роговского в релейной защите относится к 40-м годам прошлого века: они стали применяться в дифференциальной защите шин. В то время конструкция катушек Роговского, не имеющих магнитного сердечника, не  создавала надёжную защиту катушки  от воздействия на неё мешающих магнитных полей. Поэтому в дальнейшем в этой области продолжали использовать только ТТ.

Широко применялись ДИПТ, снабжённые магнитным сердечником с воздушными зазорами, в токоизмерительных клещах. Недостаток таких клещей – это зависимость результата измерения от частоты измеряемого тока. Такие клещи обеспечивали необходимую точность измерения только для практически синусоидальных токов, когда частота токов равна номинальной частоте клещей.

В конце прошлого века началось быстрое развитие измерительных преобразователей, в которых помехозащищённость тороидальной катушки Роговского обеспечивалась высокой равномерностью укладки её витков и наличием обратного провода, проходящего внутри катушки. Высокая точность результатов измерения переменных токов несинусоидальной формы и независимость от частоты измеряемых токов стали обеспечиваться благодаря восстановлению формы тока на основании измеренной его производной. Это преобразование измеряемого сигнала осуществляется посредством интегрирующего фильтра, вход которого подключается к катушке Роговского.

К началу настоящего столетия относятся первые результаты успешного внедрения новых устройств релейной защиты, основанных на применении катушек Роговского и интегрирующих фильтров вместо ТТ. При этом сохраняются традиционные алгоритмы работы токовой защиты. Новые устройства этой защиты используют как резервные для защит, выполненных на основе ТТ.

Недостаток подобного подхода заключается в необходимости применения, помимо интегрирующих фильтров, усилителей, приводящих в действие исполнительные устройства защиты.

Разработки, проводимые на нашей кафедре имеют лучшие показатели. В частности  результаты исследований в новом направлении применения катушек Роговского для релейной защиты и автоматики показали, что возможно обходится без применения интегрирующих фильтров и дополнительных усилителей.

Удалось разработать устройства, обеспечивающие равномерное распределение реактивных нагрузок между синхронными генераторами.         При разработке устройств токовой стабилизации с ДИПТ учитывалось, что при измерении одного и того же синусоидального тока с помощью ТТ и ДИПТ, напряжение последнего опережает выходное напряжение ТТ на девяносто градусов. Эта особенность, как оказалось, позволяет создавать предельно простые устройства токовой стабилизации, в которых на входы регуляторов напряжения подаются суммы фазных напряжений и напряжений катушек ДИПТ, измеряющих токи синхронного генератора, соответствующие эти фазным напряжениям. Учитывалось, что внутреннее сопротивление ДИПТ соизмеримо с входным сопротивлением регулятора напряжения, а сопротивление резистора, на который нагружен ТТ, пренебрежимо мало. В следствии этого при включении ДИПТ во входную цепь регулятора напряжения напряжение холостого хода синхронного генератора возрастает и становится зависимым от частоты.

Выполнен большой объем исследований, в том числе экспериментальных. На пять лучших разработок получены патенты на изобретения. Самое совершенное последнее изобретение позволит равномерно распределять между синхронными генераторами реактивные токи, а напряжение на шинах главного распределительного щита - поддерживать на заданном уровне при любой общей нагрузке. Вместо огромных трансформаторов тока применены миниатюрные ДИПТ, каждый из которых можно спрятать в руке. К сожалению данные разработки пока не находят должного использования в России, хотя экономия материалов и финансовых средств в рамках страны была бы огромной.

Литература

1. Патент РФ № 2402134. Устройство для равномерного распределения реактивной мощности. // Кувшинов Г. Е., Мазалева Н.Н., Андреенко Ю.А., Коршунов А.В. Опуб. 20.10.2010. Бюл. № 29.

2. Мазалева Н.Н., Кувшинов Г. Е. Автоматическое распределение реактивных нагрузок генераторов. Применение катушек Роговского. Подробный анализ, экспериментальные исследования

LAP LAMBERT Academic Publising, Germany: 2011

0
Your rating: None Average: 4.2 (6 votes)
Comments: 4

Zhukov Denis Vladimirovich

Актуальность проводимых исследований и разработок несомненно высока. В статье желательно разместить, как отмечено ранее, иллюстративный материал. Желаю продвижения разработок на отечественном рынке.

Taratin Vjacheslav Victorovich

Статья актуальная и интересная. Соглашусь с предыдущимы комментариями, что научная составляющая статьи значительно бы выиграла, если бы включала математческую, схематическую и графическую аргументацию. С уважением Таратин Вячеслав Викторович.

Ignatova Anna

полезная, интересная работа, согласна с предшественником, побольше наглядности, но это не умоляет ценности работы

Denisov Artem Rufimovich

Тематика интересная, правда на мой взгляд следовало бы в статью добавить рисунки, например отражающие конструкцию предлагаемых устройств, а также не хватает математики, без чего статья выглядит блекло.
Comments: 4

Zhukov Denis Vladimirovich

Актуальность проводимых исследований и разработок несомненно высока. В статье желательно разместить, как отмечено ранее, иллюстративный материал. Желаю продвижения разработок на отечественном рынке.

Taratin Vjacheslav Victorovich

Статья актуальная и интересная. Соглашусь с предыдущимы комментариями, что научная составляющая статьи значительно бы выиграла, если бы включала математческую, схематическую и графическую аргументацию. С уважением Таратин Вячеслав Викторович.

Ignatova Anna

полезная, интересная работа, согласна с предшественником, побольше наглядности, но это не умоляет ценности работы

Denisov Artem Rufimovich

Тематика интересная, правда на мой взгляд следовало бы в статью добавить рисунки, например отражающие конструкцию предлагаемых устройств, а также не хватает математики, без чего статья выглядит блекло.
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.