ДВУХКАСКАДНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ДВУХКАСКАДНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.
Полезная модель относится к области электрических измерений, в частности, к измерению переменных токов в электроэнергетике.
Известны так называемые компенсационные трансформаторы тока (КТТ) (см. М.Б.Лейтман. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 144 с.). Такие устройства имеют малые погрешности преобразования тока за счет отрицательной обратной связи, но они в электроэнергетике не применяются, поскольку при большом первичном токе (тысячи ампер) необходим большой коэффициент трансформации при использовании маломош;ного усилителя, входящего в состав КТТ. Это приводит к существенному снижению технологичности при изготовлении трансформатора, поскольку необходимо большое количество витков на выходной обмотке трансформатора.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является трансформатор тока (см. полезная модель РФ 15051, 7 НО IF 38/20), который принят за прототип. Он содержит два каскада трансформации, один из которых выполнен на основе обычного индукционного трансформатора тока, а другой - на основе КТТ. Индукционные трансформаторы широко используется в электроэнергетике, т.к. они надежны и просты в изготовлении.
Недостатком прототипа является несимметричный вход усилителя, который снижает помехозащищенность КТТ при влиянии синфазных помех.
Сущность решения состоит в повышении помехозашищенности за счет компенсации синфазных помех.
Указанный технический результат достигается тем, что в двухкаскадном
измерительном трансформаторе переменного тока, содержащем первьш трансформатор с первичной и вторичной обмотками, второй трансформатор с тремя обмотками, первичная обмотка первого трансформатора включена в
МПКН01Р40/00
Ч
цепь измеряемого тока, первая обмотка второго трансформатора подсоединена между выводами вторичной обмотки первого трансформатора, выход первого усилителя через вторую обмотку второго трансформатора и первый резистор соединен с земляной шиной, причем точка соединения второй обмотки второго трансформатора и первого резистора является выходом трансформатора, особенность заключается в том, что в устройство введен второй усилитель, являющийся дифференциальным, входы которого подключены к выводам третьей обмотки второго трансформатора, а выход подсоединен к входу первого усилителя.
Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем признакам заявленной полезной модели, а определение из перечня аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию новизна.
На чертеже представлена схема устройства. Оно содержит первый трансформатор с первичной 1, вторичной 2 обмотками, второй трансформатор с первой обмоткой 3, первым усилителем 4, второй 5 и третьей 6 обмотками, вторым усилителем 7, первым 8 и вторым 9 резисторами, операционным усилителем 10, третьим И, четвертым 12 и пятым 13 резисторами. Выходом устройства является вывод 14.
Устройство работает следующим образом. Обмотка 1 включается в цепь измеряемого тока /i. Выходной ток i снимается с обмотки 2. Между точками а и ) включается первая обмотка 3 второго трансформатора, который с высокой точностью преобразует ток i в ток У,,. за счет глубокой отрицательной обратной связи по магнитному потоку вследствие значительного коэффициента усиления первого усилителя 4. Эта связь осуществляется через
первый 4, второй 7 усилители и обмотку 5. Входным напряжением первого усилителя 4 является напряжение, снимаемое с выхода второго усилителя 7, который выполнен по схеме дифференциального усилителя. Свойством такого усилителя является компенсация входных синфазных помех. При выполнении условия  напряжение
Uj(R,,/R9)(Ue.2-U,,,),(1)
где и7 - напряжение выхода второго усилителя 7; 4x2 - входное напряжение второго усилителя 7 по неинвертирующему входу; Uexi - входное напряжение второго усилителя 7 по инвертирующему входу; Rg, RU, R, RIJ - соответственно сопротивления второго 9, третьего 11, четвертого 12, пятого 13 резисторов. Далее напряжениеt/; дополнительно усиливается усилителем 4. Напряжение, снимаемое с первого резистора 8, является выходным напряжением устройства.
Таким образом, введение усилителя 7 позволяет получить дифференциальную зависимость (1) его выходного напряжения от входных напряжений, следствием чего является компенсация входных синфазных помех этого усилителя.
Заявляемая полезная модель может найти применение в народном хозяйстве, где необходимо увеличение точности измерения токов. Необходимо подчеркнуть, что при этом не требуется какой-либо внутренней переделки первого трансформатора, т.е. предлагаемое рещение позволит получить эффект снижения погрешностей на оборудовании, которое щироко используется в электроэнергетике, что имеет важное значение.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что средство, воплощающее заявленную полезную модель при ее осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, заключающегося в повышении помехозащищенности устройства. Следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию промышленная применимость.