Довольно давно, будучи студентом, я сдавал экзамен по теоретическим основам электротехники. Всё шло обычно: вопросы, ответы, задачи, зачётные книжки. Внезапно между одним из студентов и преподавателем возникла «дискуссия» о последовательном соединении источников тока, нетрудно догадаться, что экзамен студент не сдал. 

Так как же обстоят дела сегодня? В ТОЭ ничего не изменилось, и это хорошо, а какова ситуация на практике, а именно в области проверочного  оборудования? 

Мы все понимаем, что идеальность источников тока любого проверочного устройства весьма условна: это и не бесконечное выходное сопротивление, и не бесконечное напряжение, развиваемое на нагрузке, и частотные ограничения, и нелинейность, и многое другое. Источник тока любого проверочного устройства – это усилитель с обратной связью, следящей за выходным током. Выходное напряжение любого усилителя, в основном, определяется напряжением питания, то есть, как только напряжение на нагрузке приблизится к напряжению питания, усилитель будет перегружен. Нетрудно догадаться, что последовательное соединение усилителей увеличит их выходное напряжение.  Для чего это нужно? Интересный вопрос! Давайте порассуждаем.

Общепринято считать, что токовая нагрузка – это что-то очень низкоомное. Сопротивление токовых цепей современного терминала редко, когда превышает десятки миллиОм – это хорошая информация. Однако в шкаф установили два или три терминала, производитель немного сэкономил на сечении монтажных проводов, и их длина велика, всевозможные клеммные соединители, – и миллиОмы, увы, трансформировались в Омы. Кроме этого вам необходимо проверить старую электромеханическую защиту, построенную на РТ-40, и т.д, и т.п. В моей практике бывало, что сопротивление токовых цепей доходило до полутора сотен Ом. Конечно, для такой нагрузки нужны мощные источники тока, развивающие большое выходное напряжение.

Далее перейдем к главному критерию истины – ПРАКТИКЕ. Конечно, я буду рассказывать о РЕТОМах и буду рассматривать РЕТОМ-61 и РЕТОМ-71, так как именно эти два прибора имеют по шесть источников тока, а  РЕТОМ-71 – дополнительно и две группы с несвязанными землями. Соберём схему, изображённую на рисунке 1.

Рис.1 «Трёхфазная последовательная система» (извините за термин)

Будем измерять следующие параметры: выдаваемый ток, напряжение на нагрузке, фазовый сдвиг, максимальное сопротивление нагрузки при заданном токе.

Начнём с РЕТОМ-61. В первом столбце (табл.1) отображены вышеперечисленные параметры, полученные от одного источника, во втором – от двух последовательно соединённых, фазовый сдвиг измерялся между сигналами с источника напряжения и выходным током токового канала.

Ток и напряжение в табл.1,2 приведены в действующих значениях. 

Табл.1

РЕТОМ-61
Задание (А) Один источник (Ia) Два источника (Ia-Ia1)
Выдаваемый ток (А) Напряжение на нагрузке (В) Фазовый сдвиг (Гр) Максимальное сопротивление нагрузки (Ом) Выдаваемый ток (А) Напряжение на нагрузке (В) Фазовый сдвиг (Гр) Максимальное сопротивление нагрузки (Ом)
0,5 0,498 24,9 1,787 50,0 0,498 45,2 1,712 90,8
1,0 0,998 24,8 0,887 24,8 0,997 46,5 0,884 46,6
2,0 1,996 26,1 0,464 13,1 1,996 48,6 0,459 24,3
5,0 4,992 26,2 0,182 5,2 4,992 47,6 0,187 9,5
10,0 9,986 26,7 0,092 2,7 9,986 47,9 0,096 4,8
20,0 19,984 23,7 0,045 1,2 19,978 46,5 0,059 2,3
36,0 36,026 20,5 0,027 0,6 35,926 45,0 0,049 1,3

В РЕТОМ-71 мы будем измерять те же параметры, что и в РЕТОМ-61. В первом столбце (табл.2) отображены параметры, полученные от одного источника, во втором – от двух последовательно соединённых, в третьем – от четырёх последовательно соединённых источников тока.  Табл.2

РЕТОМ-71
Задание (А) Один источник (Ia) Два источника (Ia-Ia1) Четыре источника (Ia-Ia1,Ib-Ib1)
Выдаваемый ток (А) Напряжение на нагрузке (В) Фазовый сдвиг (Гр) Максимальное сопротивление нагрузки (Ом) Выдаваемый ток (А) Напряжение на нагрузке (В) Фазовый сдвиг (Гр) Максимальное сопротивление нагрузки (Ом) Выдаваемый ток (А) Напряжение на нагрузке (В) Фазовый сдвиг (Гр) Максимальное сопротивление нагрузки (Ом)
0,5 0,501 19,3 1,329 38,5 0,5006 39,7 1,439 79,3 0,4998 82,0 1,528 164,1
1,0 1,001 19,2 0,646 19,2 1,0007 39,8 0,707 39,8 0,9996 82.2 0,753 82,2
2,0 2,001 19,1 0,305 9,5 2,0006 40,1 0,341 20,0 1,9992 81,6 0,364 40,8
5,0 5,001 18,5 0,103 3,7 5,0002 39,6 0,122 7,9 4,9984 79,1 0,131 15,8
10,0 10,0002 18,2 0,037 1,8 9,9992 36,8 0,043 3,7 9,9963 75,1 0,051 7,5
20,0 19,981 16,1 0,009 0,8 19,9413 32,6 0,028 1,8 Перегрузка по сети

Из таблиц видно, что при последовательном соединении источников тока РЕТОМ-61 максимально развивает порядка 48 В, а РЕТОМ-71 – 82 В действующего значения (68 и 115 В амплитудного значения соответственно).

Проведём опыт с высокоомным реле РТ-40/02, наглядно демонстрирующим, что его проверка требует источника, способного развить на выходе не менее 120 В (см.рис.2).

Рис. 2 Синяя кривая – ток обмотки реле, красная – напряжение на обмотке реле.

Для измерения времени возврата был задан ток 0,7 А, амплитуда напряжения при данном токе составила 120 В.

Кривые сняты с четырёх последовательно соединённых источников тока РЕТОМ-71.

Заключение

Научно-производственное предприятие «Динамика» исследовало практически все проверочные устройства, представленные на российском рынке, в том числе американских, европейских и азиатских производителей, которые гарантируют «супер параметры» источников тока при сопротивлении нагрузки лишь до 0,5-0,7 Ом. Однако с увеличением нагрузки проявляются дополнительные погрешности. Так, в результате исследований было установлено, что при увеличении сопротивления нагрузки фазовая погрешность образцов вырастала до десятков градусов.

При тех же условиях погрешность РЕТОМ-61 и РЕТОМ-71 не превышала двух градусов. Это свойство позволяет использовать последовательное включение каналов тока данных комплексов для повышения выходного напряжения, что значительно облегчает процесс проверки особенно высокоомных реле (цепей) и гарантирует достоверный результат.

Принимая во внимание тот факт, что парк электромеханических защит в настоящее время составляет значительную долю в общем числе эксплуатируемых устройств РЗА, а также часто встречающиеся на практике высокоомные цепи в шкафах, содержащих микропроцессорные терминалы, проверочные устройства с увеличенной мощностью каналов тока за счёт повышения выходного напряжения будут востребованы ещё долгое время.

Мещеряков П.В.
НПП «Динамика»
г. Чебоксары
Декабрь 2018

вверх

Вход в личный кабинет

Восстановление доступа

Заказать звонок

Новое сообщение