Orthogonal current sources in a system for current transformer error determination

• Autorzy: Kwiczala, J.

Warianty tytułu

PL

Ortogonalne źródła prądowe w układzie wyznaczania błędów przekładnika prądowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the classical method it is possible to determine the current transformer error components up to the values of the order of 10(-3). However, for the mains frequency it is necessary to use compensating capacitances and resistances of large values. The system eliminating this disadvantage is proposed in the paper. The principle of the system operation is based on the use of two controlled current sources. The current of the first source is in the same phase as the transformer secondary current I(2) and that of the second one is shifted [pi]/2. The dependence of the output current of the current sources on the controlled input voltage is linear. The system of two current sources allows obtaining the compensating currents ranging from 0 to 0.6 A. It corresponds to the range of the secondary currents of a current transformer from 0 to 6A. Thus, the errors of current transformers can be determined up to 10%. The relative linearity error is within the range of š2%.

PL

Przekładnik prądowy można przedstawić za pomocą schematu zastępczego o strukturze typu "T". Głównym źródłem błędu przekładnika prądowego jest impedancja gałęzi poprzecznej schematu zastępczego przekładnika. Prąd płynący w tej gałęzi reprezentuje strumień magnetyczny oraz straty mocy czynnej związane z histerezą i prądami wirowymi. Wyznaczając błędy przekładnika za pomocą magnetycznego komparatora prądów należy wytworzyć siłę magnetomotoryczną kompensującą różnicę sił magnetomotorycznych uzwojeń porównawczych komparatora W metodzie klasycznej (wg Kustersa) wyznacza się składowe błędu przekładnika do wartości rzędu 10(-3)...10(-4). Konieczne jest jednak stosowanie dla częstotliwości sieciowych dużych wartości pojemności kompensacyjnych. W artykule zaproponowano układ eliminujący te niedogodności. Idea pracy układu oparta jest na wykorzystaniu sterowanych źródeł prądu kompensacyjnego, zsynchronizowanych z prądem wtómym przekładnika I(2). Wartości prądów źródeł prądowych będą określały bezpośrednio wartości składowych błędu. Zaproponowany układ upraszcza i przyspiesza proces kompensacji. W układzie zastosowano dwa uzwojenia kompensacyjne, odrębne dla każdej składowej prądu kompensującego, oraz przesuwnik fazowy w torze kompensacji składowej kwadraturowej. Prąd wtórny przekładnika prądowego, który za pośrednictwem przetwornika I(2)/U przetwarzany jest na sygnał napięciowy steruje jedno ze źródeł W drugiej gałęzi obwodu napięcie U(r), poprzez przesuwnik fazy, celem skompensowania składowej kwadraturowej, zostaje przesunięte o kąt [pi]/2. Następnie sygnały napięciowe doprowadza się do wejść odniesienia przetworników D/A. Sterowanie przetworników odbywa się za pomocą układu cyfrowego, umożIiwiającego jednoczesne wyświetlanie wartości przetworzonej na polu odczytowym (D). Sygnał wyjściowy z przetworników D/A (U(K1), U(K2)) zostaje przetworzony na prądy kompensujące (I(K1, I(K2)) za pomocą przetworników U/I(K). Wykonane urządzenie przewidziane jest do pracy przy znamionowej częstotliwości f=50 Hz. Zmiana częstotliwości sygnału wejściowego wymaga zmiany kąta przesunięcia przesuwnika fazy. Układ źródeł prądowych pozwala na uzyskanie prądów kompensacyjnych w zakresie od 0 do 0.6 A. Zakresy te odpowiadają prądom I(2) strony wtórnej przekładnika prądowego od 0 do 6A. Pozwala to na określenie błędów przekładników prądowych do 10% w czterech podzakresach. Źródła prądowe cechują się dużą liniowością w funkcji sygnału wejściowego Wyznaczony błąd względny liniowości zawiera się w przedziale š2%.

Słowa kluczowe

PL

źródło prądowe; błędy przekładnika prądowego; pomiary

EN

current source; current transformer error; measurements

• Czasopismo: Metrology and Measurement Systems
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 10, nr 4
• Strony: 395-408
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kwiczala, J.

• The Silesian University of Technology, Faculty of Electrical Engineering

Bibliografia

• 1. Wright A.: Current Transformers; London: Chapman and Hall, Ltd., 1968.
• 2. Kwiczala J.: A Current Transfer Method and Its Application to Calibrating a Current Comparator; IEEE Trans. on Instr. and Meas., vol. IM-38, pp. 979-983, 1989.
• 3. Kusters N. L., Moore W. J. M.: The Compensated Current Comparator; A new Reference Standard for Current-Transformer Calibrations in Industry; IEEE Trans. on Instr. and Meas., Vol. IM-13, pp. 107-114, 1964.
• 4. Kusters N. L.: The Precise Measurement of Current Ratios; IEEE Trans. on Instr. and Meas., Vol IM-13, pp. 197-209, 1964.
• 5. Van de Plassche R.: Analog-To-Digital and Digital-To-Analog Converters, Hardbound, 1994.
• 6. Tietze U., Scgenk Ch.: Halbleiter-Schaltungstechnik; Springer-Verlag, Berlin 1993.
• 7. ANSI Standard C57.13-1968. Requirements for Instrument Transformers.