CC BY
1
Назаров Ф.Д., тф.н. старший преподаватель кафедра "Энергетика и электротехника "
ДжизПИ
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКА В НАПРЯЖЕНИЕ
Аннотация. В статье приведены результаты аналитических исследовании статических и динамических характеристик электромагнитных преобразователей тока трехфазной электрической сети источников реактивной мощности, построенные на основе плоской измерительной обмоткой.
Ключевые слова: ферромагнитный сердечник, математическое моделирование, характеристика управления, вольт-амперная характеристика
Nazarov F.D., PhD Senior Lecturer
Department of«Energy and electrical technology"
Djizakh polytechnical Institute
STUDY OF CURRENT-TO-VOLTAGE CONVERTERS
Abstract: In article given results of the analytical research of static's and dynamics characteristics of the electromagnetic converters of the current three-phase electric network of reactive power, constructed on base of the flat measuring windings.
Key words: ferromagnetic core, mathematical modeling, control characteristic, current-voltage characteristic.
Становление экономики государства сопровождается развитием элекроэнергетических систем ростом обьема и мощности промышленных потребителей электроэнергии. Проблема энерго и ресурсосбережения напрямую связана с ущербом от срыва технологического процесса и недоотпуска электроэнергии, возникающим при авариях в трехфазных электрических сетях источников реактивной мощности системы электроснабжения [1-3]. Обеспечение надежности системы электроснабжения можно только при комплексном решении взаимосвязанных вопросов, начиная от выбора первичного преобразователя тока и напряжения, и заканчивая выбором систем и устройств учета, контроля и защиты источников реактивной мощности, построенные на основе современных многофазных электромагнитных
преобразователей тока в напряжение с плоскими измерительными обмотками. Для управления и регулирования с непрерывным процессом, имеющихся в различных отраслях экономики , большое значение имеет надажность электроавтоматики, так как перерывы электропитания и неправильный контроль электроэнергии подобных обьектов ведут к значительному экономическому ущербу. Бесперебойность
электроснабжения, надежное отключение поврежденных участков электроэнергетической системы и потребителей электроэнергии а также постоянный контроль и регулирования в необходимых режимах обеспечивается преобразовательными элементами автоматики (ПЭА) В работе приведены результаты исследования электромагнитных преобразователей тока в напряжение.
Классические электромагнитные измерительные преобразователи тока в напряжение электрической энергии не обеспечивают требуемой точности, предъявляемые современными системами релейной защиты, автоматизированными системами контроля и учета электроэнергии [1-3].
На чертежах представлена конструкция электромагнитного преобразователя тока в напряжение: на рис.1 А)- общий вид преобразователья; на рис. 1.Б) - изоляционные пластинки с плоскими измерительными катушками.
Устройство содержит (рис.1 А),Б)) плоские измерительные катушки 1,2 и 3, изоляционные пластинки 4, 5 и 6 , стержня 7, 8, 9, 10, 11 и 12, магнитопровод с стрежнями трехлучевой звездообразной формы с общим основанием 13, первичные обмотки 14 (фаза А), 15 (фаза В) и 16 (фаза С) и дополнительные сердечники 17, 18 и 19.
Преобразователь работает следующим образом.
При протекании тока в одной 14, второй 15 или третьей 16 фазах электрической сети, в стержнях 7, 8, 9, 10, 11 и 12 магнитопровода с стрежнями трехлучевой звездообразной формы с общим основанием 13 появляются магнитные потоки Ф1, Ф2 и Ф3, которые в зазорах между торцами стержней 7, 8, 9, 10, 11 и 12 магнитопровода с стрежнями трехлучевой звездообразной формы и дополнительными сердечниками 17, 18 и 19 пересекают витки плоских измерительных катушек 1,2 и 3 (рис.1.Б)), при этом :
Ф1 = (1а * 1^п1) / R^1 , (1) , Ф2 = (1в * 1^п2) / R^2 ; (2)
Фз = (1с * 1^п3) / R^3, (3) где 1а, 1в, 1с - первичные фазные токи, протекающие по токопроводам трехфазной электрической сети, Wп1, Wп2, Wп3 - числа витков первичной обмотки возбуждения ( в данной конструкции Wп1 = Wп2 =Wп3 = 1 - каждая первичная обмотка в виде одного витка одна первичная обмотка располагается в выемке между стержнями магнитопровода), R^1 = R^2 = R^3 - соответственно суммарные магнитные сопротивления стержней магнитопровода с
стрежнями трехлучевой звездообразной формы, воздушного зазора и дополнительного сердечника на пути магнитных
потоков Ф1, Ф2 и Ф3.
Рис.1 Электромагнитный преобразователь тока в напряжение А - общий вид преобразователя
Б - изоляционные пластинки с плоскими измерительными катушкамнамагничивания сердечников НИ1-НИ2 выражением н = кВ9,. мгновенные значения токов в элементах цепи могут быть найдены из выражений
Напряжение на выходе каждой плоских измерительных катушек Ць и2, и Ц3, определяются в зависимости взаимовлияния магнитных потоков в стержнях магнитопровода с стрежнями трехлучевой звездообразной формы (рис.1 Б)):
Ц = 4.44 * f * 1^в1 * Ф1 , (4) ц2 = 4.44 * f * Wв2 * Ф2, (5) Цз = 4.44 * f * Wв3 * Фз , ( 6)
где : Wb1, Wb2, Wb3 - числа витков плоских измерительных катушек,
wb = Wb1 = Wb2 = Wb3 - плоские измерительные катушки выполняются с одинаковыми числами витков Wb.
f - частота питающей электрическойю Выходные напряжения Ш
, Ub и Uс преобразователя тока в напряжение определяются на основе соединения плоских измерительных катушек : Ш = U1; Ub = U2 ; Ш= U3 . Следовательно, магнитные потоки Ф1, Ф2 и Ф3, созданные токами одной фазы IA, двух фаз: IA и IB или IB и Ic и трех фаз : IA, IB и Ic электрической сети, в трех торцах стержней 7, 8, 9, 10, 11 и 12 магнитопровода с стрежнями трехлучевой звездообразной формы и с общим основанием 13, и дополнительными сердечниками 17, 18 и 19 позволяют получить информацию о токах электрической сети в виде выходных напряжении Ш , Ub и U плоских измерительных катушек 1, 2 и 3, расположенные неподвижно на изоляционных пластинках 4, 5 и 6 с напряжениями U1, U2, и U3 на выходе. Благодаря выполнения
магнитопровода с стрежнями трехлучевой звездообразной формы с общим основанием и выемками у торцов, неподвижного расположения первичных обмоток в выемках магнитопровода, расположения плоских измерительных катушек в неподвижных изоляционных пластинках в зазорах между торцами каждой пары стержня магнитопровода и дополнительным сердечником, позволяет эффективно преобразовать токи одной, двух, трех фаз в напряжение, вследствие чего существенно повышается точностиь преобразования и расширяется функциональные возможности преобразования токов трехфазной электрической сети.
Использованные источники:
1. Абакумов А.А. Преобразователи магнитных полей для систем управления.: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. -Уфа: УАИ, 1991. -19 с.
2. Азимов Р.К. Принципы построения и проектирования первичных преобразователей с распределенными параметрами для систем контроля и управления: Автореф. дис. ... докт. техн. наук. - Ташкент: ТГТУ, 1993. - 32 с.
3. Азимов Р.К., Сиддиков И.Х., Марахимов А.Р. Расчёт статических характеристик преобразователей с применением ЭВМ// Сборник научных трудов ФПЭ ТашПИ. -Ташкент: -1986. -С. 97-101.
4. Азимов Р.К., Сиддиков И.Х., Шипулин Ю.Г., Усманалиев Д. Анализ и синтез элементов систем управления на основе обощеных графовых и энергоинформационных моделей//Известия ВУЗов «Электромеханика». -М.: -1987. - №11. - С. 70-74.
