Проектирование двухобмоточных промежуточных трансформаторов напряжения и трансформаторов тока

Содержание

 

Задание………………………………………………………………………………………………3

1.Определение зависимостей и …………………………………...4

2.Проектирование фазоповоротной схемы…………………………………………………….7

3.Проектирование трансформаторов…………………………………………………...……...9

3.1.Проектирование двухобмоточного трансформатора напряжения TVL1………….9

3.2.Проектирование промежуточного трансформатора тока нагруженного на активное сопротивление………………………………………………………………..11

4. Проектирование устройства сравнения двух синусоидальных величин по фазе……….13

4.1. Проектирование преобразователей синусоидального напряжения в

разнополярные сигналы постоянного уровня……………………………………...…..13

4.2. Проектирование логических элементов «И»…………………………………..….16

4.3. Проектирование элементов времени……….…………………………………..….18

4.4. Проектирование логического элемента «ИЛИ»…………………………………..20

4.5. Проектирование расширителя импульсов…………………………………………21

4.6. Проектирование выходного элемента………………………………………..……23

Результаты выбора элементов измерительного органа с двумя подведёнными величинами..................................................................................................................................26

Заключение………………………………………………………………………………...………27

Список литературы………………………………………………………………………..………28

ЗАДАНИЕ

В качестве задания рассматривается проектирование измерительного органа (ИО) с устройством сравнения по фазе двух электрических величин, выполненном на принципе сравнения времени совпадения по знаку мгновенных значений сравниваемых величин с заданным временем.

Требуемая характеристика срабатывания ИО представлена на рис.1.

 

 

Рис.1.Характеристика срабатывания ИО

Исходные данные:

1. Угол максимальной чувствительности: φ_мч= 45^о;

2. Вид характеристики - №5;

3. Тип магнитопровода: Ш;

4. Входное УС: R_н = 60 кОм;

5. Абсолютное значение величин Е₁ и Е₂: Е_max1 = E_max2 = 120 В;

6. Тип стали – тип Э310

 

 

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ и

Измерительный орган состоит из устройства формирования сравниваемых величин (УФ) и устройства сравнения (УС) (рис.1.1). В измерительном органе с двумя подведенными величинами устройство формирования состоит из двух формирователей Ф₁ и Ф₂. На входы формирователей подаются две величины для органа направления мощности этими величинами являются напряжение и ток, а на выходах формирователей получаем сравниваемые величины Е₁ и Е₂, каждая из которых в общем случае зависит от U и I:

, ;

где - - коэффициенты, в общем случае комплексные.

Устройство сравнения сравнивает и по фазе.

Рис.1.1. Структурная схема ИО с двумя подведёнными величинами

При сравнении и по фазе особые точки а и b располагаются по характеристике срабатывания измерительного органа.

Так как в плоскости Z характеристика срабатывания – прямая, то в плоскости W характеристика срабатывания должна иметь вид либо прямой, либо окружности.

Так как характеристика является прямой, проходящей через начало координат, то особая точка a может быть перенесена в бесконечность:

;

Вторую точку b располагаем в начале координат

;

Считаем положительным направление прямой вверх (рис.3).

 

Рис.1.2. Выбор положения особых точек а и b Рис. 1.3. Характеристика срабатывания в плоскости W

 

Поскольку область срабатывания находится справа от характеристики срабатывания при движении в положительном направлении, то в соответствии с (4.15):

φ₁- β^’ = -180⁰

В данном случае так как характеристикой срабатывания является прямая линия и сравнение величин происходит по фазе, то характеристика срабатывания устройства в плоскости W совпадает с осью мнимых величин, а областью срабатывания является правая полуплоскость W (рис.1.3).При этом граничное время tгр = T/4. Тогда

φ₁ = -90⁰, то: β^’ = 90⁰

Угол δ между положительным направлением характеристики срабатывания и осью действительных величин равен (см. рис.1.1):

δ = 135^0;

Считаем известным и действительным коэффициент : ;

Поскольку точка находится в начале координат из следует, что ;

Поскольку точка a находится в бесконечности, то из следует, что:

Считаем известным модуль коэффициента . Аргумент коэффициента определяем из выражения: , ,

Коэффициент равен: ;

В результате получаем требуемые зависимости: , ;

Принимаем В, А;

ХХ:

КЗ:

Принимаем ,

В итоге получаем систему:

 

 

 

Рис.1.4. Схема устройства формирования

 

 

2.Проектирование фазоповоротной схемы

Рис. 2.1. Фазоповоротная схема

Находим X_c:

,

что соответствует емкости:

Принимаем по стандарту СЭВ 1076 – 78 по ряду Е24 стандартную номинальную емкость конденсатора фазоповоротной схемы:

Уточним значение z_вн. в соответствии с выбранным значением x_c

Принимаем из стандартного ряда Е24 номинальное сопротивление резисторов фазоповоротной схемы:

R = 9,1 кОм.

 

При выбранных значениях емкостей и сопротивлений определим, на какое сопротивление нагружен трансформатор тока.

Рис.2.2. Определение сопротивления нагрузки трансформатора.

Определим модуль данного сопротивления:

Угол нагрузки составит:

Внутренне сопротивление трансформатора тока выбирается из соотношения:

 

Z_вн.тр. << 0.1∙|Z_{нагр.тр.}|=407.2 (Ом).

 

Окончательно были выбраны:

-резисторы: МЛТ 9.1 кОм К ± 5%

-конденсаторы: МБГО - 1 мкФ± 10%

 

 

Проектирование двухобмоточных промежуточных трансформаторов напряжения и трансформаторов тока