измерение переменного тока Опции

[Жорик_у]

Уважаемые!

Есть вопрос, подскажите пожалуйста.

Пусть имеем проводник с током до 50А.
Этот проводник пропущен через стандартный
трансформатор тока с коэффициентом 100А/1А.

Схема измерения тока во вторичной (измерительной)
обмотке трансформатора построена следующим образом:
между инвертирующим и неинвертирующими входами ОУ включена
собственно сама
вторичная обмотка, с выхода ОУ на инверт вход висит резик ОС, выход
ОУ зацеплен на вход АЦП.

Возможности сразу включить этот девайс в сильноточную цепь возможности нет,
потому устройство отлаживается на токах в первичной цепи порядка 1-5А.

Засада в том, что наш энергетик утверждает, что ненагруженные
трансформаторы тока должны быть обязательно зашунтированы, причем
смысл этого пояснить не может (типа так надо и все!).
Думается моими мозгами, что болтающийся ненагруженный транс
создает в точке его нахождения некую индуктивность с некислыми потерями,
потому шунтирование вторичной обмотки устраняет данную индуктивность сводя к нулю
потери.

Но, шунтирование вторичной цепи, естественно, дает обратный эффект для измерения
ОУ-шкой - даже при полном отсутсвии ООС сигнала ан выходе ОУ нет.

Вопрос можно ли в такой ситуации измерить ток, точнее как это корректно сделать...


Заранее благодарен, С уважением Жорик.

[Designer56]

У ТТ все наоборот по сравнению с ТН- когда вых. обмотка замкнута накоротко- это значит, ТТ ненагружен, вернее, он нагружен (минимально) на сопротивление вторички. При нагрузке ТТ на резистор появляется нескомпенсированная индукция в сердечнике- может даже дойти до насыщения материала. Обычно для стандартных ТТ нормируется максимальное напряжение на вторичке, или сопртивление нагрузки, при которых гарантируется его точность. Само собой, это зависит от частоты тока. Энергетик прав- лучший режим для ТТ- к.з. на вторичке. Эта тема уже обсуждалась здесь- воспользуйтесь поиском.

[Tanya]

Схема измерения тока во вторичной (измерительной)
обмотке трансформатора построена следующим образом:
между инвертирующим и неинвертирующими входами ОУ включена
собственно сама
вторичная обмотка, с выхода ОУ на инверт вход висит резик ОС, выход
ОУ зацеплен на вход АЦП.


Но, шунтирование вторичной цепи, естественно, дает обратный эффект для измерения
ОУ-шкой - даже при полном отсутсвии ООС сигнала ан выходе ОУ нет.

Вопрос можно ли в такой ситуации измерить ток, точнее как это корректно сделать...
Заранее благодарен, С уважением Жорик.

В таком включении ОУ должен как раз коротить вторичную обмотку посредством тока через тот самый резистор, пока не дойдет до насыщения, что очень даже вероятно при таком коэффициенте... Хотя бывают сильноточные ОУ... У Вас какой?

[sera_os]

Схема измерения тока во вторичной (измерительной)
обмотке трансформатора построена следующим образом:
между инвертирующим и неинвертирующими входами ОУ включена
собственно сама
вторичная обмотка, с выхода ОУ на инверт вход висит резик ОС, выход
ОУ зацеплен на вход АЦП.

Такая схема вызывает подозрение
ЛУчше ее привести полностью, для "медецинского" осмотра .

[alexander55]

Мы эту тему очень хорошо помуссировали в свое время.
Воспользуйтесь поиском по сайту.

[Жорик_у]

140УД608 :-) это пока...

Поиском на форуме кое-чего нашел.

Смеха примерно такая, звиняйте, что коряво...:

[sera_os]

Смеха примерно такая, звиняйте, что коряво...:

Хм... Мне было непонятно где земля, а так поже рабочая

[Laksus]

Трансформатор тока должен работать с короткозамкнутой вторичной обмоткой потому, что если обмотка разомкнута то на ее выводах может появиться непредсказуемо высокое напряжение и может пробить изоляцию обмотки.
Кроме того, если ТТ короткозамкнут, то магнитный поток в его сердечнике очень мал. А если разомкнут, то из-за большого магнитного потока резко увеличиваются потери в сердечнике, что вызывает его разогрев.

В принципе приведенная схема работоспособна,
и, вроде бы должна обеспечить короткозамкнутый режим,
(правда неясно как операционник с максимальным выходным током в 20 мА,
скомпенсирует ток вторичной 50А*(1/100)=500 мА).

Ну а что если напряжение на операционник не подано, а ток через первичную обмотку пущен? Получается режим холостого хода.
Шунтирование малым сопротивлением, по моему, надежнее.

[Жорик_у]

Зашунтировал входы опера 1.5 Омным сопротивлом, вроде ему хватает, чтобы сигнал вытащить с 5А в первичке. Теперь надо ждать профилактику, чтобы залезть в щит и посмотреть в натуре как все это будет дымиться на реальных токах :-)

[Designer56]

Трансформатор тока должен работать с короткозамкнутой вторичной обмоткой потому, что если обмотка разомкнута то на ее выводах может появиться непредсказуемо высокое напряжение и может пробить изоляцию обмотки.

Почему не предсказуемое? Умножаете вх. ток, пересчитанный ко вторичке ч/з коэфф. трансформации на импеданес вторички (чаще всего, его можно считать чисто индуктивным) на вашей частоте и получаете напряжение на вторичке. Или по- другому: пересчитывается индуктивное сопротивление вторички ко входу ч/з квадрат коэфф. трансформации, умножается на вх. ток- получается падение напряжения на первичке, дальше- дело техники, умножается на коэфф. трансформации.

Кроме того, если ТТ короткозамкнут, то магнитный поток в его сердечнике очень мал. А если разомкнут, то из-за большого магнитного потока резко увеличиваются потери в сердечнике, что вызывает его разогрев.

В первую очередь, сердечник дойдет до насыщения, упадет индуктивность вторички и это ограничит напряжение на вторичке. Хотя, при больших коэффициентах трансформации и материалах с большой индукцией насыщения имеется вероятность больших напряжений на вторичке.

Ну а что если напряжение на операционник не подано, а ток через первичную обмотку пущен? Получается режим холостого хода.
Шунтирование малым сопротивлением, по моему, надежнее.

Лучше зашунтировать инв. вход ОУ двумя встречно- параллельно включенными диодами.

[MaslovVG]

Ток вторичной обмотки протекает через резистор обратной связи.
Для защиты входов ОУ на случай насыщения или отсутствия питания ОУ выходы токового трансформатора нагрузить на встречно паралельно включенные диоды. (лучше кремниевые , не шотки)

[Laksus]

Выше было сказано, что эта тема здесь подробно обсуждалась.
Я пытался искать по:
трансформатор тока операционный усилитель
но как то не нашел, не подскажете ли прямую ссылку или ключевые слова.
_____
А пока прошу покритиковать если в следующем есть ошибки и подсказать какие еще варианты подключения ОУ к ТТ есть кроме следующих.
_____
Я представляю себе 4 варианта подключения операционного усилителя к трансформатору тока.
1- С эмитерным повторителем на выходе ОУ.
2- С дополнительным ТТ для уменьшения тока до допустимого для ОУ.
3- С преобразованием тока в напряжение на шунтирующем резисторе.
4- Как 3, но с разделением конденсатором.
Рисунок

______
1-Вроде бы наилучший, но смущает следующее. Если от ТТ идет ток в 500 мА то весь он должен пройти через резистор и один из транзисторов с источника питания.
Если даже ОУ питается от +-5 В, то на них выделится 2.5 Вт. Что возможно будет составлять основную нагрузку блока питания устройства.
И еще, по моему на 50 Гц моменты перехода через ноль не должны влиять на работу схемы. Но встречал мнение, что такая схема в момент перехода через ноль может возбуждатся, так как транзисторы закрываются и пропадает отрицательная обратная связь.

2- Недостаток в том, что надо добавить второй трансформатор тока который довольно дорогой и занимает много места.

3- Недостаток в том, что ТТ должен отдавать большую мощность чем в первых вариантах, сответственно уменьшится точность.
Но скорее всего ТТ о котором шла речь в первом вопросе имеет мощность 3 или 5 ВА. И если использовать для шунта резистор 0.1 Ом, то он будет брать от ТТ мощность 0.1 Вт даже при номинальном токе в 1 А. Что гораздо меньше номинальной и мало повлияет на точность. А напряжение при токе в 50А (500мА)
в 50 мВ довольно большое чтобы
Еще недостаток в том, что будет нескомпенсировано смещение нуля и надо будет брать ОУ с малым смещением нуля.

4- Позволяет использовать ОУ с большим смещением нуля, так как оно будет скомпенсировано. Если взять достачно большую емкость, то она не будет сильно ухудшать точность.

[Designer56]

А пока прошу покритиковать если в следующем есть ошибки и подсказать какие еще варианты подключения ОУ к ТТ есть кроме следующих.

Вообще, лучше сделать ТТ на больший к-т трансформации. Мы вот, например, сами мотаем их для своих измерительных преобразователей с коэфф. 1/2000 для диапазона 10 А. Я использовал и схемы с шунтом, и преобразователь ток- напряжение. Если ТТ имеет запас по индукции насыщения, то для указанного Ктр при вых. токе 5 мА даже с шунтом около 600 Ом нелинейность получается не хуже 0,2%.

[alexander55]

Смеха примерно такая, звиняйте, что коряво...:

А где шунт ?
Рекомендую диф. схему. Тоже тема хорошо промуссирована.

[Максим Зиновьев]

Насчет

сердечник дойдет до насыщения

у ТТ - это сказано гениально! Алюминиевая шина что ль?

Этот проводник пропущен через стандартный
трансформатор тока с коэффициентом 100А/1А.

Вот и считайте, что при токе в измеряемой цепи 100 А в измерительной пойдёт ток в 1 А . В реале стандартный ТТ нагружен на токовую обмотку прибора учета (или амперметр). Сопротивление петли соединительных проводников не должно превышать то ли 2, то ли 3 Ома, иначе снижается класс точности. Это надо уточнять в Правилах учёта ЭЭ...
Считается, что ТТ нормально работает с КЗ вторичной обмотки. А разомкнутая вторичка ТТ не допускается. Помимо рабочего тока по пеервичке могут протекать токи КЗ на один-два порядка превышающие рабочий и не зашунтированную вторичку может пробить.

п.1.5.23 ПУЭ рассказывает про зажимы цепей вторичек ТТ, которые должны иметь возможность закорачивания при снятии/замене счётчика.

3- Недостаток в том, что ТТ должен отдавать большую мощность чем в первых вариантах, сответственно уменьшится точность.

№3 самая правильная схема, остальное - текстово-графический бред. Особенно про перегрузку стандартного измерительного ТТ по вторичке.

Если пренебречь сопротивлением loop соединительных проводников от ТТ с Ктр 100 и использовать 1 Ом резистор шунта, то 100А дадут 1 В на шунте

Рекомендую также посмотреть цепи "обмотки тока" в датащитах на мс приборов учёта, например ADE7768
http://www.analog.com/en/prod/0%2C2877%2CADE7768%2C00.html

[Laksus]

Насчет у ТТ - это сказано гениально! Алюминиевая шина что ль?

Не понял при чем алюминиевая шина?
Каждый трансформатор тока имеет номинальную мощность. Например 5 ВА. Если у него вторичный ток равен 1 А, то при нагрузке больше 5 Ом. мощность будет больше номинальной и ошибка будет больше допустимой. Это происходит из-за насыщения сердечника.
____
Не могли бы Вы разъяснить - в чем бредовость схемы 4?

[Максим Зиновьев]

Бредовость №4- в фазовом сдвиге вплоть до потенциальной неустойчивости схемы, обусловленной введением конденсатора как дополнительной реактивности.

Про алюминиевую шину - пардон, я и сам, два раза перечитав, не понял сейчас Видимо, пост был направлен на критику попытки "разгрузить" стандартный измерительный ТТ и включить его нестандартно, без обеспечения постоянного шунтирования вторички резистивно.

А насыщение сердечника более актуально на ТТ >>1кВ с малым Ктр.

[Designer56]

А насыщение сердечника более актуально на ТТ >>1кВ с малым Ктр.

Поясните, пожалуйста

[Максим Зиновьев]

Поясните, пожалуйста

Да вот с утра уже озадачился. в 2005 г мы играли в тендерах на ПР АИИС КУЭ для уральских ТГК, собирал информацию по ТТ и ТН 110 кВ.
И была статья (монография?) про устройство и нюансы ТТ 35..110 кВ. Там случаются заказные ТТ 1:20 c первичкой, состоящей не из одного витка и некоторыми особенностями конструкции для получения 0,2S класса точности.
Относительно этих точных трансформаторов и было замечание в статье - типа метрологические свойства снижаются после ударных токов. Связано это с только намагничиванием сердечника, как будто (т.е. без изменения геометриии и "целостности" трансформатора, восстановимо).

Если найду документ, выложу - почитаем

[Designer56]

Если найду документ, выложу - почитаем

Так насыщение сердечника для любых напряжений актуально- все от тока зависит, в первую очередь.

[Laksus]

Бредовость №4- в фазовом сдвиге вплоть до потенциальной неустойчивости схемы, обусловленной введением конденсатора как дополнительной реактивности.
. . .
А насыщение сердечника более актуально на ТТ >>1кВ с малым Ктр.

Я думал, что проблема с рисунком 4 в том, что конденсатор-электролит работает без смещения. Тогда есть вариант с возможностью уменьшить емкость.
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3285
Рисунок:


А если Вас смущает устойчивость, то это в смысле, что в схемах с операционными усилителями вообще нельзя применять разделительные конденсаторы?
Заглянул в Хоровица(1986г), вроде бы применяет.
А по поводу погрешности фазы, конечно добавится.Но
1- Если взять достаточно большую емкость, то погрешность будет очень малой по сравнению с остальными.
2- Если ток меряется не для ваттметра, то она и не важна.
3- Если ток меряется для ваттметра, то можно специально внести аналогичную погрешность в цепь измерения напряжения, или скорректировать программно при перемножении.
Вот например в AppNote Atmel AVR465:Single Phase Power Meter применили конденсаторы
Рисунок:

_______
А насыщенность все таки актуальна для любого трансформатора тока с железом. Именно из-за нее получается погрешность. Есть устройства похожие на трансформаторы тока, но без сердечника, http://en.wikipedia.org/wiki/Rogowski_coil
так оно не насыщается так как нет железа.

Сообщение отредактировал Laksus - Jun 24 2008, 06:30

[Максим Зиновьев]

Laksus, да я не против. Аппнот AVR - это ведь "настольный" пример. Но для промышленного учета/защиты ставить 47,0х16 с температурой, отличающейся от комнатной, в измерительную цепь, имхо, вольности. Керамика подобной ёмкости - тоже не фонтан по стабильности.
Да и зачем там вообще разделительный конденсатор? Не проще и лучше ли использовать дифференциальную схему? Например на специальном ОУ для токовых датчиков, находящихся в "горячей" шине для шунта или вторичку трансформатора вывесить, куда нужно для смещения?

Rogovsky coil в ТТ для учёта электроэнергии в 506155607IIC_Paper.pdf на AD, помимо википедии, есть

1- Если взять достаточно большую емкость, то погрешность будет очень малой по сравнению с остальными.
2- Если ток меряется не для ваттметра, то она и не важна.
3- Если ток меряется для ваттметра, то можно специально внести аналогичную погрешность в цепь измерения напряжения, или скорректировать программно при перемножении.

Сколько лишних движений нужно заради поставить конденсатор, да?

Я думал, что проблема с рисунком 4 в том, что конденсатор-электролит работает без смещения. Тогда есть вариант с возможностью уменьшить емкость.
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3285
Рисунок:


....

Это для transconductance amplifier. Цель резистора- создать связь по постоянному току для ОУ с "токовым входом". А у Вас такой ОУ? Чем вызвано его применение?

[Designer56]

А по поводу погрешности фазы, конечно добавится.Но
1- Если взять достаточно большую емкость, то погрешность будет очень малой по сравнению с остальными.

Не забудьте, что конденсатор и индуктивность вт. обмотки образует последовательный контур. Добротность его может быть очень приличная, особенно при условии, что источник сигнала- источник тока. Если уж так хочется, лучше поставить разделительный конденсатор на выходе ОУ.

[Максим Зиновьев]

все от тока зависит, в первую очередь.

Designer56, я и говорю про ток в первичке. Вернее, про ампер-витки

[Designer56]

Designer56, я и говорю про ток в первичке. Вернее, про ампер-витки

Вроде договорились, слава богу...
Кстати, вопрос к автору поста: какую погрешность преобразования тока Вам нужно получить?

[Laksus]

...
Но для промышленного учета/защиты ставить 47,0х16 с температурой, отличающейся от комнатной, в измерительную цепь, имхо, вольности. Керамика подобной ёмкости - тоже не фонтан по стабильности.
.....
Да и зачем там вообще разделительный конденсатор? Не проще и лучше ли использовать дифференциальную схему? Например на специальном ОУ для токовых датчиков, находящихся в "горячей" шине для шунта или вторичку трансформатора вывесить, куда нужно для смещения?

______
Как влияет "неточный конденсатор" на результат измерения, на примере AVR465.
Допустим он 47 мк, его емкостное сопротивление равно
X_C=1/(2*pi*f*C)=1/(2*pi*50*47E-6)= 68 Ohm

Общее сопротивление цепочки из него и последовательного с ним резистора:
Z=sqrt(68^2+6800^2)=6800.33999 Ohm
Допустим оно "уплыло" и стало 100 мк, в результате:
Z=sqrt(34^2+6800^2)=6800.08499 Ohm

(6800.08499-6800.33999)/6800.33999=0.000037498 = -0.004 %
Аналогично малая погрешность добавляется и по фазе, доли градуса.

А в схеме 3, без конденсатора, тоже есть есть погрешность от смещения нуля,
без конденсатора она на выходе умножается на коэффициент усиления схемы,
а с конденсатором на единицу.
___
Специальные ОУ имеют на порядки большие цены чем обычные.
Не знаю какая точность нужна Жорик_у, а я например хочу сделать дешевенький измеритель токов моторов и меня вполне устроит 5% в узком диапазоне зато дешево.
____________________________

Это для transconductance amplifier. Цель резистора- создать связь по постоянному току для ОУ с "токовым входом". А у Вас такой ОУ? Чем вызвано его применение?

Да нет это обычный ОУ, включенный так как рисовал Жорик_у.
Конденсатором убирают влияние смещения нуля. В отличие от AVR465 тут действительно могут возникать опасные резонансы.
____________________________

Не забудьте, что конденсатор и индуктивность вт. обмотки образует последовательный контур. Добротность его может быть очень приличная, особенно при условии, что источник сигнала- источник тока. Если уж так хочется, лучше поставить разделительный конденсатор на выходе ОУ.

Ну в схеме "transconductance amplifier" обмотка и конденсатор включены последовательно через виртуально закороченные входа ОУ и резонанс очень даже может быть.
А в случае AVR465.
Сопротивление конденсатора 47 мк на частоте 50 Гц составляет
X_C=1/(2*pi*f*C)=1/(2*pi*50*47E-6)= 68 Ohm
Добротность контура это отношение реактивных сопротивлений к активным (грубо).
Активное сопротивление (в наихудшем диапазоне в AVR465) составляет 6800 Ом.
Q=68/6800=0.01 это никакая добротность, резонанса никакого быть в этом контуре не может.
___________

Designer56, я и говорю про ток в первичке. Вернее, про ампер-витки

Извините, или я неправильно понимаю Вас или Вы непонимаете откуда берется насыщение в трансформаторе тока.
Если трансформатор закорочен, то ток первички во всем рабочем диапазоне трансформатора довольно точно компенсируется током вторички. И магнитная индукция в сердечнике малая. А если включена нагрузка, то ток вторички не может скомпенсировать первичный. Чем больше сопротивление нагрузки - тем больше нарушение компенсации и магнитное поле в сердечнике.
А все Ваши высказывания как-то звучат,
что насыщение зависит только от первичного тока.

[Жорик_у]

Кстати, вопрос к автору поста: какую погрешность преобразования тока Вам нужно получить?

плюс-минус 1..2А по первичной цепи. Прибор намечается быть индикаторным, но не измерительным , потому жесткие требования не предъявляются...

Большое всем спасибо.
По первоначальной схеме в принципе добавлен все-таки шунт.
Из приведенных четырех есть вопрос: на схеме 3, в частности, стоят встречно-параллелные диоды как ограничители,
вот есть сомнения, если на шунте в пересчете первички НИКОГДА не будет больше, скажем 0.5В (считаем, что диоды всегда будут заперты), то вроде смысла особо ставить их нет. Или могут возникать некоторые моменты, когда во вторичной цепи может протекать ток больший, чем это определено по прямому расчету I1/I2 при котором I1 НИкогда не выйдет за рамки допустимого (источник не потянет)?

[733259]

При коммутации могут быть импульсы, диоды явно необходимы, тем более их цена - копейки.

[Designer56]

плюс-минус 1..2А по первичной цепи. Прибор намечается быть индикаторным, но не измерительным , потому жесткие требования не предъявляются...

Это значит, 2- 4%. при такой точности можно просто нагрузить правильно расчитанный ТТ на выпрямительный мост с параллельно соединенным конденсатором и резистором шунта на его выходе. Причем сопротивление шунта выбрать с учетом нужного вых. напряжения.

[alexander55]

вот есть сомнения, если на шунте в пересчете первички НИКОГДА не будет больше, скажем 0.5В (считаем, что диоды всегда будут заперты), то вроде смысла особо ставить их нет. Или могут возникать некоторые моменты, когда во вторичной цепи может протекать ток больший, чем это определено по прямому расчету I1/I2 при котором I1 НИкогда не выйдет за рамки допустимого (источник не потянет)?

В случае обрыва шунта ТТ может выдать киловольты (все напряжение хх).
Далее что-то пробьется по изоляции и т.д.

[Designer56]

В случае обрыва шунта ТТ может выдать киловольты (все напряжение хх).
Далее что-то пробьется по изоляции и т.д.

Это врядли...Вот, например: мой ТТ, индуктивность хх вторички- порядка 100 Г, Ктр=1/2000, диапазон вх. токов- 10 А ном., при этом на выходе- 5 мА. Считаем для 50 Гц: 5 мА*2*Пи*50*100= 157 В. Ничего не пробьет. В смысле- изоляцию. Другое дело, если импульс с высокой крутизной или более высокая частота...Еще пример- на столе лежит образцовый измерительный ТТ УТТ-5М, от 15 до 600 А. Никакой защиты не предусмотрено и по документации не требуется.

[Максим Зиновьев]

Из приведенных четырех есть вопрос: на схеме 3, в частности, стоят встречно-параллелные диоды как ограничители,
вот есть сомнения,

Падения на одном кремниевом переходе диода может оказаться маловато. Например, пуск асинхронного двигателя - 5..7 Iном
И диод ведь не резко при 0,6 В открывается - дополнительная погрешность будет наверху шкалы


Стабилитроны бы поставить размером под питание ОУ и дополнительный резистор к ОУ. Или имеющийся разбить на две части.

У tvs низковольтного утечка, имхо, побольше будет, чем у стабилитрона.

[alexander55]

Это врядли...Вот, например: мой ТТ, индуктивность хх вторички- порядка 100 Г, Ктр=1/2000, диапазон вх. токов- 10 А ном., при этом на выходе- 5 мА. Считаем для 50 Гц: 5 мА*2*Пи*50*100= 157 В. Ничего не пробьет. В смысле- изоляцию.

А как насчет работоспособности ОУ
Я насчет киловольтов специально подчеркнул, т.к. м.б. ТТ и с очень большим количеством витков во вторичной обмотке (14300, например).

Стабилитроны бы поставить размером под питание ОУ

Правильной дорогой идем, товарищи (Це).

[Tanya]

Вопрос автору - а дальше что предполагается с сигналом делать, какая нужна точность, и др подробности,
можно ли узнать?

[Максим Зиновьев]

....Правильной дорогой идем, товарищи (Це).

Мы и не сворачивали

Взять наманый фронт-енд от ЭКГ - и вопросов бы не было по защитам и диффвключению ОУ

...Еще пример- на столе лежит образцовый измерительный ТТ УТТ-5М, от 15 до 600 А. Никакой защиты не предусмотрено и по документации не требуется.

Ой, лукавите, Designer56

То, что защиты вторички нет - это просто изоляция хорошая... А вот в указаниях по безопасности прямо указано.




А так, почитамши, так сказать, паспорт, чего там только нет.... Про размагничивание магнитопровода, в случае разрыва тока по первичке, например. Или о том, что максимально допустимое сопротивление нагрузки для вторички не более 0,2 Ом.

Спасибо, Designer56, за обозначение типа лабораторного ТТ.
Надо принять определенные меры к устранению факта его полного отсутствия у меня

[Жорик_у]

Вопрос автору - а дальше что предполагается с сигналом делать, какая нужна точность, и др подробности,
можно ли узнать?

удаленно присматривать за дизелем, чтобы его по перегрузке не перекосило и т.д.
сигналец на АЦП, в пакет на RS485 и на головной контроль. В принципе назад до АЦП все готово, вот и решил уточниться по организации корректного съема сигнала с ТТ. Максимальный ток на выходе дизелька 50А на каждой из фаз, вот за ними и надо присматривать...
Думается поргешности 1-2А на перчвичную цепь вполне хватит. На контроле будет стоять свисток по превышению, плюс периодически будет подключаться оптический прибор с естесственным интеллектом :-)

[Tanya]

удаленно присматривать за дизелем, чтобы его по перегрузке не перекосило и т.д.
сигналец на АЦП, в пакет на RS485 и на головной контроль. В принципе назад до АЦП все готово, вот и решил уточниться по организации корректного съема сигнала с ТТ. Максимальный ток на выходе дизелька 50А на каждой из фаз, вот за ними и надо присматривать...
Думается поргешности 1-2А на перчвичную цепь вполне хватит. На контроле будет стоять свисток по превышению, плюс периодически будет подключаться оптический прибор с естесственным интеллектом :-)

Ну раз точность не нужна...Есть и другие способы...
Например, коротим вторичную обмотку на конденсатор, который разряжается периодически ключом по достижению порога. Частота импульсов - ток. Интервал - обратная величина. Это чтобы не нагружать блок питания при компенсации тока, а прямо его измерять...
Или (выбросить трансформатор) в первичной цепи шунт (не так уж и страшно) - (напряжение-частота) - развязка - тут что хотите... AD629 еще можно без развязки...

[Максим Зиновьев]

удаленно присматривать за дизелем,

Что-то сразу захотелось посоветовать стандартный трёхфазный счетчик, м.б. даже прямого включения 10-100А с rs-485 или CAN. И всё. Еще и кВары будет считать. Или готовые решения не интересуют в принципе?

плюс периодически будет подключаться оптический прибор с естесственным интеллектом :-)

А этот пусть за пивом ходит

[Жорик_у]

Ну раз точность не нужна...Есть и другие способы...
Например, коротим вторичную обмотку на конденсатор, который разряжается периодически ключом по достижению порога. Или (выбросить трансформатор) в первичной цепи шунт (не так уж и страшно) - (напряжение-частота)

т.е. имитировать шунт кондером и ключом?

За шунт в первичной цепи не то что по рукам - по башке надают...

"Что-то сразу захотелось посоветовать стандартный трёхфазный счетчик"

Не, он во первых не влезет, во вторых см. шунты, а в третьих - кто же под него деньги даст??
А в четвертых - сам кое-чего умею вроде, раньше думал долго, потом по низкой з/п ушел на эксплуатацию, вот по привычке и по интересу мозгам стараюсь не давать закисать...

А этот пусть за пивом ходит

И так нихрена не делают, палкой работать не заставишь, а еще им пиво - слишком жирно будет! :-)

[Жорик_у]

Падения на одном кремниевом переходе диода может оказаться маловато. Например, пуск асинхронного двигателя - 5..7 Iном
И диод ведь не резко при 0,6 В открывается - дополнительная погрешность будет наверху шкалы
Стабилитроны бы поставить размером под питание ОУ и дополнительный резистор к ОУ. Или имеющийся разбить на две части.

У tvs низковольтного утечка, имхо, побольше будет, чем у стабилитрона.

А смысл врубать встречно-параллельно стабилитроны, если они на своих прямых ветвях все равно уронят 0.6-0.7В шунтируя обратную ветвь параллельного друга?

Или я чего-то не понял??

[Максим Зиновьев]

Двуханодный подразумевался. Или два встречно-последовательно

[Жорик_у]

Двуханодный подразумевался. Или два встречно-последовательно

Звиняюсь... Когда спасть отваливался до меня дошло, что имелось ввиду, но уже в лом было комп заводить...

Спасибо!

И вот еще чего хотелось поспрошать, кто может по опыту подскажет...:

Щит, где ТТ у меня будут стоять весьма дурной
и плюс к этому заперт с боков другими щитами. Дурацкость
его заключается в том, что клеммы рубильника, к которым подтягиваются провода,
на которых собственно и будет все измеряться, находятся на задней стенке щита, а перед ними
висит панель с автоматами АВРом и прочей дрянью так, что хрен к ним подлезешь кроме как
в профилактику.
Так вот вопрос собственно в чем, насколько по дистанции можно без
существенных погрешностей вытянуть провода от трех ТТ фаз А Б Ц вместе
с шунтами? (Желательно было бы в щите иметь только три ТТ на фазах,
а все измерилово в отдельном коробке).

Сейчас у меня фактически на клеммах ТТ висят шунт и
собственно сам ОУ с обвеской, на улицу предполагается вытаскивать только выход ОУ,
который от каждого ТТ будет идти на коробок с АЦПометром...

[Designer56]

Ой, лукавите, Designer56

То, что защиты вторички нет - это просто изоляция хорошая... А вот в указаниях по безопасности прямо указано.




А так, почитамши, так сказать, паспорт, чего там только нет.... Про размагничивание магнитопровода, в случае разрыва тока по первичке, например. Или о том, что максимально допустимое сопротивление нагрузки для вторички не более 0,2 Ом.

Спасибо, Designer56, за обозначение типа лабораторного ТТ.
Надо принять определенные меры к устранению факта его полного отсутствия у меня

Чего мне лукавить...старый я уже для этого Я как раз и приводил расчет вых. напряжения для сетевой частоты, чтобы проиллюстрировать достаточность электропрочности. Сотни вольт для обмоточного провода- это мелочь. Хорошие провода выдерживают несколько киловольт. Вот ударить током- может вторичка, о чем в приведенном документе и сказано. Кстсти, скачкообразные обрывы вторички ТТ с большим Ктр тоже не очень страшны- если вспомнить о межвитковой емкости реального ТТ. 0,2 Ом- это касается уже метрологии, при больших значениях нагрузки не обеспечивается заданная точность. По причине влияния относително малой начальной индуктивности вторички и падения её индуктивности при больших значениях индукции в сердечнике.

А как насчет работоспособности ОУ
Я насчет киловольтов специально подчеркнул, т.к. м.б. ТТ и с очень большим количеством витков во вторичной обмотке (14300, например).
Правильной дорогой идем, товарищи (Це).

Я именно об изоляции и говорил. ОУ сдохнет, разумеется, если диоды не поставить. ТТ с большим числом витков- сложно очень, и не выгодно, сопротивление вторички растет, выигрыша не получается. Когда это нужно- я включаю каскадом 2 маленьких ТТ, например один с Ктр 1/100, другой- с Ктр 1/200, итого- 1/20000 для диапазона 100 А.

[Максим Зиновьев]

Так вот вопрос собственно в чем, насколько по дистанции можно без
существенных погрешностей вытянуть провода от трех ТТ фаз А Б Ц вместе
с шунтами? (Желательно было бы в щите иметь только три ТТ на фазах,
а все измерилово в отдельном коробке).

Всё зависит от сечения соединительных проводов.
В принципе, думаю, разумно было бы поставить шунты прямо на клеммы вторичек ТТ, а сигналы снять дифференциально, витыми парами сат5, например. Шансов, что отвалится шунт от ТТ меньше, а контроль целостности соединения с шунтом реализовать подачей плюса/минуса через высокоомный резистор.

А как вы собрались выпрямлять? Сигнал со вторички ТТ двухполярный, так как обычно один конец занулён. В принципе, думаю, особого смысла иметь обе полуволны нет. То есть схема модифицируется до ОУ в дифф. включении с двухполярным питанием с подходящим для выпрямления обычным диодом Ку. И потом эту полуволну на АЦП.


Либо, если есть разрядность у АЦП, выводить ноль на середину шкалы АЦП и тогда можно не выпрямлять и обойтись однополярным питанием. Разрядов 14-16 в этом случае, думаю, требуется.

Кстсти, скачкообразные обрывы вторички ТТ с большим Ктр тоже не очень страшны- если вспомнить о межвитковой емкости реального ТТ.

С этим, Designer56, я согласен с точки зрения опасности намагничивания железа.
А для изоляции главное, имхо, чтобы резонансов не возникло, а то индуктивность большая, а ёмкость как и трасса соединилова "ТТ-регистратор" непредсказуемая, особенно в реальном шкафу/объекте, как и не предсказуемо место обрыва.

"Большевики" в книгах про ТТ пишут, имхо, без учета сермяжных реалий, основываясь на модели. Но, собственно, от этого допущения я всё равно не буду держать вторички рабочего ТТ в обрыве...

[Tanya]

Либо, если есть разрядность у АЦП, выводить ноль на середину шкалы АЦП и тогда можно не выпрямлять и обойтись однополярным питанием. Разрядов 14-16 в этом случае, думаю, требуется.

Ну, Вы даете... 16 разрядов...3 штуки...
Автору требуется максимум 4% точности. Проще надо быть... Проинтегрировать полуволну и измерять один раз контроллерным АЦП. . Если зашкаливает - значит авария, что, вроде бы, автор и хотел. Еще бывают логарифмические усилители...
А в остальном, согласная я...

[Максим Зиновьев]

Ну, Вы даете... 16 разрядов...3 штуки...

Да не даю я, вроде бы, Татьяна. Полшкалы - восемь бит вверх-вниз. минус всякие погрешности самого АЦП и схемы, итого 7-6. А это уже в единицы процентов выливается.
Интегрировать? А оно, интегратор, сколько % даст с учетом того, что там реально каша может быть, а не синус? Предложите навскидку что-нибудь с однополярным питанием или RC хватит? Повторяемое. Я теряюсь и побрёл листаль Хорвица с Хиллом... И по части логарифмических усилителей на дискретных ОУ тож.

Хорошо бы, конечно, прологарифмировать, поставив какой-нибудь логдетектор от AD... Но это ж счетчик готовый поставить дешевле и быстрее выдет

П.С. А чего "...3 штуки..."?

[Tanya]

Да не даю я, вроде бы, Татьяна. Полшкалы - восемь бит вверх-вниз. минус всякие погрешности самого АЦП и схемы, итого 7-6. А это уже в единицы процентов выливается.
Интегрировать? А оно, интегратор, сколько % даст с учетом того, что там реально каша может быть, а не синус? Предложите навскидку что-нибудь с однополярным питанием или RC хватит? Повторяемое. Я теряюсь и побрёл листаль Хорвица с Хиллом... И по части логарифмических усилителей на дискретных ОУ тож.

Хорошо бы, конечно, прологарифмировать, поставив какой-нибудь логдетектор от AD... Но это ж счетчик готовый поставить дешевле и быстрее выдет

П.С. А чего "...3 штуки..."?

Так вроде бы 3 фазы, вот и три штуки...
Не умеете Вы считать... Масштабируется на номинальный (максимально нормальный ток +10%) - 10 разрядов.
Если зашкал - авария - не надо ничего измерять, отрубать надо. А интегрировать оно лучше - не надо максимум искать, вычислять там всякое, интеграл - он проще тут. А если там каша, то как ток средний считать? Циферки складывать - то же самое, только хуже... А интегрировать легко, только ключик нужен для сброса. Ну если уж очень хочется большие токи измерять(зачем только?), так можно два интегратора на каждый канал...
В простеньком ПИКе 8 каналов АЦП... Не теряйтесь... А то без Вас скучно...

[Stanislav_S]

Информация с трех датчиков тока ( три фазы) спокойно обсчитывается внутренним АЦП Меги с погрешностью 2% с вычислением действующей величины тока по трем каналам. Так что ИМХО всякие 14 - 16 битные АЦП явный перебор

[Максим Зиновьев]

Так вроде бы 3 фазы, вот и три штуки...
Не умеете Вы считать...

Это точно. думалось, с мультиплексором будет, типа 100ksps, SPI - копейки...

Информация с трех датчиков тока ( три фазы) спокойно обсчитывается внутренним АЦП Меги с погрешностью 2% с вычислением действующей величины тока по трем каналам. Так что ИМХО всякие 14 - 16 битные АЦП явный перебор

При адекватной входной схеме - почему бы и нет, верю

ПокАжете вопрошающему?

А если там каша, то как ток средний считать?

Средний за период 20 ms, усреднять периода за три и сравнивать с заданным предельным. По модулю отсчета, если полшкально. Имхо, пять строчек дешевле аппаратного интегратора.

Если уж про защиту генераторов быть, надо читать про генераторы и смотреть сколько полупериодов нарастает ток и пр. аварийные режимы. Это, э-ээээ, м.б. излишние сложности для этого устройства.
"Хорошо" что в своё время у военной ДЭС на прицепе, которую притащили в резерв, оказался блок размороженным, а то б такую же задачу пришлось бы решать просто на ОУ.

[Designer56]

Да не даю я, вроде бы, Татьяна. Полшкалы - восемь бит вверх-вниз. минус всякие погрешности самого АЦП и схемы, итого 7-6. А это уже в единицы процентов выливается.
Интегрировать? А оно, интегратор, сколько % даст с учетом того, что там реально каша может быть, а не синус? Предложите навскидку что-нибудь с однополярным питанием или RC хватит? Повторяемое. Я теряюсь и побрёл листаль Хорвица с Хиллом...

Вот проще некуда, только конденсатор увеличить нужно, если дальше фильтровать не предусматривается.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Stanislav_S]

Это точно. думалось, с мультиплексором будет, типа 100ksps, SPI - копейки...
При адекватной входной схеме - почему бы и нет, верю

ПокАжете вопрошающему?

Дык и показывать нечего Схема банальная ТТ - шунт - неинвертирующий каскад - фильтр - АЦП, кстати я в какой то теме схему выкладывал Ток меряю действующий два раза за секунду, для токо- временной защиты асинхронника хватает с головой

[Жорик_у]

В принципе, думаю, особого смысла иметь обе полуволны нет. То есть схема модифицируется до ОУ в дифф. включении с двухполярным питанием с подходящим для выпрямления обычным диодом Ку. И потом эту полуволну на АЦП.

Так примерно и предполагалось... А что такое диод Ку?

"ПокАжете вопрошающему?"
Спасибо. это уже реализовано, в том числе с отображением возможных выбросов за последнюю минуту.
с оцифровкой и пр. проблем нет. вольтметр на три фазы уже давно чирикает. Меня больше собственно
интересовал вопрос как быть с ТТ.

[Максим Зиновьев]

А что такое диод Ку?

Это Ку (коэффициент усиления) ОУ для выбранного диода, который после усилителя)

Вот проще некуда,

Это совсем просто. И сопротивление во вторичке ТТ ~ кОм

Я пытаюсь не отойти от "стандартного ТТ" и его подключения. Тоже стандартного. т.е. на нагрузку ~1 Ом. Если этим пренебречь, то и так можно, и без ОУ резисторами отмасштабировать к АЦП.




Жорик_у, давайте уточним. ТТ у вас там стандартные стоят, "электрицкие"?
Используются ли они для подключения КИП, стоящих в самом шкафу управления? Например, пощелкать галетничком, посмотреть оперативно ток фаз щитовым амперметром.

[alexander55]

Информация с трех датчиков тока ( три фазы) спокойно обсчитывается внутренним АЦП Меги с погрешностью 2% с вычислением действующей величины тока по трем каналам. Так что ИМХО всякие 14 - 16 битные АЦП явный перебор

Правильно.

Ток меряю действующий два раза за секунду, для токо- временной защиты асинхронника хватает с головой

Я меряю токи и вычисляю действующее значение токов по 3 фазам с частотой 1600 Гц. И AVR-ка справляется без проблем.

[Laksus]

...
А так, почитамши, так сказать, паспорт, чего там только нет.... Про размагничивание магнитопровода, в случае разрыва тока по первичке, например. ...

В техническом описании на фото в пункте
"5.6 Если первичная обмотка была случайно разомкнута под током, то сердечник трансформатора необходимо размагнитить ..."
Явно опечатка, следует читать "Если вторичная обмотка ..."
А Вы потом повторяете это, прочитает студент, и будет ему загадка. Вы хоть бы смайлик поставили.

[Максим Зиновьев]

Явно опечатка,

Не нахожу опечатки, всё правильно. И размагничивать за вторичную правильно. Подключаете ЛАТР и "затухаете" ручкой.

Если заботят студенты - напишите на завод-изготовитель, уточните.

следует читать

Вы треподаватель, что ли? Не пробовали в детстве намагничиваль магнит, намотав сотню-другую витков на железку и через предохранитель - в розетку. Предохранитель рвёт ток. На какой-то полуволне
Тут - то же самое

[Жорик_у]

1. Это Ку (коэффициент усиления) ОУ для выбранного диода, который после усилителя)
Это совсем просто. И сопротивление во вторичке ТТ ~ кОм

2. Я пытаюсь не отойти от "стандартного ТТ" и его подключения. Тоже стандартного. т.е. на нагрузку ~1 Ом. Если этим пренебречь, то и так можно, и без ОУ резисторами отмасштабировать к АЦП.

3. Жорик_у, давайте уточним. ТТ у вас там стандартные стоят, "электрицкие"?
Используются ли они для подключения КИП, стоящих в самом шкафу управления? Например, пощелкать галетничком, посмотреть оперативно ток фаз щитовым амперметром.

1. Выпрямлятель будет активный, скорее всего, дабы уйти от нелинейности ВАХ диода внизу, скоррее всего ОУ с диодами в цепи ОС

2. Больше 1 Ома лепить на вторичку и не предполагается, скорее будет меньше, т.к. из имеющихся резиков рассеивемую мощность если собрать, чтобы нормально рассеивалось, то меньше 1Ома должно получиться...

3. Стандартные ТТ от Теслы с коцифентами 100/1 и 230/1, стояли раньше в штатном шкафву, который был деемонтирован. Ампёрметры на шкафу есть, но они никому не интересны, т.к. щит находится далеко от юзера, потому надо в самом щите организовать легкую дубовую индикацию, типа что-то мерим, а на пульт контроля в аппаратную и в дежурку по 485 будет отдаваться инфо о токах.
В самом щите еще торчит прямой счетчик, но он висит на вводах ТП, а мои баранки будут висеть после рубильника ТП/ТП+ДЭС (ТП по резервной заведено через АВР ДЭС), чтобы смотреть за токами как при работе от ТП так и от ДЭС

[Максим Зиновьев]

Тема мне оказалась интересная. Отсимулил. ОУ первый попавшийся в библиотеке без громких прилагательных. 358 будет, думаю, в самый раз.

Уминуситель питания придумать легко, например, 4069 от unreg плюса

...Ну тады плевать сюды ©







Кстати, энергетики, подскажите, пожалуйста, какой-нибудь удобоваримый эквивалент сети, но непременно особоскотсткой по реактивностам

[alexander55]

Если первичная обмотка была случайно разомкнута под током, то сердечник трансформатора необходимо размагнитить ..."
Явно опечатка, следует читать "Если вторичная обмотка ..."

Следует читать:
если любая обмотка была случайно разомкнута под током ... (Это для спокойствия и уверенности ..., а отключение по первичной первичной обмотке происходит постоянно Например выключили автомат или он сработал по защите).
Зато претензии не принимаются.

[Stanislav_S]

Тема мне оказалась интересная. Отсимулил. ОУ первый попавшийся в библиотеке без громких прилагательных. 358 будет, думаю, в самый раз.

Уминуситель питания придумать легко, например, 4069 от unreg плюса

...Ну тады плевать сюды ©





Кстати, энергетики, подскажите, пожалуйста, какой-нибудь удобоваримый эквивалент сети, но непременно особоскотсткой по реактивностам

Я тоже нечто подобное делал, только выпрямитель делал отдельно на двух ОУ, даже работало Эквивалент сети вроде как есть в Симулинке был.

[Жорик_у]

Тема мне оказалась интересная. Отсимулил. ОУ первый попавшийся в библиотеке без громких прилагательных. 358 будет, думаю, в самый раз.

Так вроде и задумывалось, только предполагалось залепить вначеле опер на усиление
(дабы поиметь сигнал побольше, чтобы оторваться подальше от помех),
а у контроллерного конца поставить выпрямитель...

Вот только непонятно а R5 зачем? У1 вроде выпрямитель, У2 усилватель,
а зачем ему через R5 чего забрасывать?

И еще она чего, нормально схавала параллельные стабилитроны?

А чего за симулятор?

[Максим Зиновьев]

... (Ддя спокойствия и уверенности ...).

При разомкнутой вторичке ТТ вырождается в дроссель. Дроссели тоже будем размагничивать для уверенности

Вот книга хорошая есть Холуянов, Трансформаторы, Энергоиздат, 1934

1.Вот только непонятно а R5 зачем? У1 вроде выпрямитель, У2 усилватель,
а зачем ему через R5 чего забрасывать?

2.И еще она чего, нормально схавала параллельные стабилитроны?

3.А чего за симулятор?

1. Схема детектора из Хорвица с Хиллом (мягкий том I, стр. 236) R5, утрированно, задаёт усиление второго ОУ для положительной выпрямляемой полуволны, а R3 - для отрицательной. Обоими сразу- можно отмасштабировать под АЦП.

2. А хрен его знат? Они, наверное, прикинулись двуханодными. Кажется, симулятор не рассматривает стабилитрон диодом при прямом напряжении на переходе.

3. SwitcherCad. На сайте LT живёт + дополнительные библиотеки из инета.


Stanislav_S, мне б эквивалент сети на дискретах, чтоб в свичкаде пользовать

[Laksus]

Следует читать:
если любая обмотка была случайно разомкнута под током ... (Это для спокойствия и уверенности ..., а отключение по первичной первичной обмотке происходит постоянно Например выключили автомат или он сработал по защите).
Зато претензии не принимаются.

Ну зачем же "любая". Только вторичную под током нельзя размыкать.
А первичная включена в цепь нагрузки и размыкается (пускателем, автоматическим выключателем, предохранителем) постоянно в момент выключения нагрузки. Это нормальный режим.
_______

Если заботят студенты - напишите на завод-изготовитель, уточните.

Если бы встретил эту опечатку на сайте завода - написал бы.
А так, куда? На фото нет адреса электронной почты.

Вы треподаватель, что ли? Не пробовали в детстве намагничиваль магнит, намотав сотню-другую витков на железку и через предохранитель - в розетку. Предохранитель рвёт ток. На какой-то полуволне
Тут - то же самое

Вы описываете случай разомкнутой вторичной обмотки.
А в случае трансформатора тока с ЗАМКНУТОЙ ВТОРИЧНОЙ обмоткой сердечник намагничивается очень мало. Намагнитить его описанным способом не получится.
_______

...
1. Схема детектора из Хорвица с Хиллом (мягкий том I, стр. 236) R5, утрированно, задаёт усиление второго ОУ для положительной выпрямляемой полуволны, а R3 - для отрицательной. Обоими сразу- можно отмасштабировать под АЦП. ...

Извините если я ошибаюсь, но, по моему, не так.
Коэффициент усиления для отрицательной полуволны входного сигнала зависит
от R5 и R7.
А для положительной от всех резисторов (R3,R4,R5,R6,R7).
То есть R5, утрировано, задает усиление для отрицательной входной полуволны,
(но при этом еще надо изменить один из остальных резисторов, чтобы сохранить усиление для положительной).
А R3 для положительной.
Вот, по моему так:
k(-)= -(R7/R5)
k(+)= (R4/R3)*(R7/R6)-(R7/R5);

[Максим Зиновьев]

А так, куда?

Вот из того же паспорта



А про резисторы, да, всё там взаимосвязано, поэтому говорить о влиянии R5 и R3 на конкреную полуволну только утрированно

[alexander55]

Ну зачем же "любая". Только вторичную под током нельзя размыкать.

А как насчет физики процессов, типа e=-L*dI/dt при dt->0 ?
PS. Не воспринимайте это буквально, это шутка, в которой есть доля правды.

[rudy_b]

Проще всего взять микросхему типа ACS755xCB-050 или ей подобную, сейчас они появились.