6.2. ИЗМЕРЕНИЕ СРЕДНЕГО И ЭФФЕКТИВНОГО ТОКА, ПРОХОДЯЩЕГО ЧЕРЕЗ СПП, И МОЩНОСТИ ПОТЕРЬ В СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ

На рис. 6.1 показана схема для измерения среднего и эффективного тока, а на рис. 6.2 — схема для измерения токов и прямых потерь в СПП.

В цепь тока последовательно с диодом вводится первичная обмотка I трансформатора тока T. Вторичная обмотка II трансформатора через диод , включенный с полярностью, обеспечивающей протыкание трансформированного прямого тока, питает цепь последовательно соединенных амперметров магнитоэлектрической системы и электродинамической системы. Вторичная обмотка трансформатора тока шунтирована резистором R сопротивлением, значительно большим сопротивления приборной ветви. Амперметр показывает среднее значение тока, амперметр -эффективное значение. Схема обеспечивает гальваническую развязку.

Для измерения мощности потерь, выделяющейся в СПП при протекании прямого тока, может быть использована схема рис. 6.2.

Рис. 6.1. Схема измерения среднего тока через СПП в преобразовательной установке

Здесь последовательно с амперметрами включена токовая обмотка ваттметра , обмотка напряжения ваттметра соединена между анодом и катодом СПП, в котором измеряют потери. Если напряжение на вентилях преобразовательной установки превышает 30 В, для предотвращения попадания повышенного напряжения на обмотку ваттметра в цепь СПП вводится дополнительный диод или тиристор , отпираемый синхронно с исследуемым СПП. Диод , обтекаемый прямым током от источника питания , компенсирует падение напряжения на . Для снятия пиков перенапряжений параллельно обмотке ваттметра подключают стабилитрон или диод Зенера. В схеме рис. 6.2 измерительные приборы будут находиться под потенциалом катода СПП относительно земли.

При использовании схем рис. 6.1 и 6.2 в цепь плеча вентильной схемы вносится дополнительное падение напряжения. Поэтому данные схемы можно применять только для измерения тока в вентильном плече, содержащем один или группу СПП, но они непригодны для измерения распределения тока по СПП в параллельном соединении.

Точность измерений определяется классом трансформатора тока и измерительных приборов, погрешности несколько увеличиваются с ростом скважности прямого тока. При проведении измерений на повышенных частотах необходимо применять трансформаторы тока, имеющие соответствующие частотные характеристики.

Обе схемы не требуют предварительной градуировки, позволяют получать точные показания и могут быть использованы для проверки устройств, основанных на косвенных методах измерений. Однако при использовании схем рис. 6.1 и 6.2 возникает неудобство в связи с необходимостью разъединения вентильных цепей для введения трансформаторов тока и защитных СПП.

Рис. 6.2. Схема измерения средней мощности потерь в СПП при протекании прямого тока

Как указывалось, при параллельном соединении СПП введение измерительного трансформатора тока, дополнительных СПП и соединительных проводов в цепь одного из СПП приведет к перераспределению токов и поэтому неприменимо.

Для проведения измерений тока вентильного плеча без искусственных разрывов цепей, а также для измерения тока отдельных СПП, работающих в параллельном соединении, целесообразно использовать бесконтактные амперметры типа . Прибор может быть использован для бесконтактного измерения среднего значения тока СПП на частотах 30— 2500 Гц, при этом относительная длительность тока должна находиться между 1/3 и 3/4 периода, а отношение амплитуды тока к среднему значению должно быть не более 4. Эти требования удовлетворяются в большинстве ПУ.

Амперметр предназначен для работы в цепях с напряжением до 650 В и обеспечивает гальваническую разрядку измерительного прибора от силовой цепи ПУ. Существенным достоинством данного метода измерений является то, что прибор не оказывает практически никакого влияния на процессы в цепи, где производится измерение тока. Индукционный датчик тока представляет собой небольшой разъемный тороид, надеваемый на провод, в котором измеряется ток. Для его подключения не требуется производить какие-либо переключения в схеме ПУ.

Схема амперметра показана на рис 6.3. Бесконтактный датчик тока ДТ представляет собой модифицированный пояс Роговского, выполненный в виде разрезанного по образующей цилиндра из гетинакса высотой около 30, диаметром 50 и толщиной стенки 2 мм.

Рис. 6.3. Схема прибора для бесконтактного измерения прямого тока СПП

На цилиндр в один слой намотана обмотка из 5000 витков проводом 0,05 мм. Напряжение от начала обмотки ДТ через сопротивление поступает в инвертирующий вход минус операционного усилителя с интегрирующим конденсатором и сопротивлением , конец обмотки ДТ соединен на корпус и через развязывающий конденсатор СЗ соединен с входом плюс усилителя .

Выход усилителя через сопротивление соединен с инвертирующим входом усилителя , неинвертирующий вход на корпус. Для ограничения уровня входных сигналов между входными усилителя соединены встречно-параллельно соединенные диоды . Сигнал с выхода поступает на измерительный преобразователь, содержащий биполярный транзистор, сопротивления . К выходу измерительного преобразователя подсоединен микроамперметр, шунтированный кнопочным выключателем. Через сопротивление и конденсатор образуются цепи обратной связи. Далее имеется магазин сопротивлений , предназначенных для переключения пределов измерения. Для наблюдения формы кривой тока напряжение с зажимов А и В может быть подано на электронный осциллограф. Прибор содержит также источники питания операционных усилителей.

Амперметр имеет пять пределов измерения: 50, 100, 150, 250, 500 А. Общая погрешность не превышает 1,5% конечного значения шкалы.