Фильтр симметричных составляющих

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 09) (И 1 к ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фвЬЛЯГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ(71) Институт электродинамикиАН Украинской ССР(56) 1. фабрикант В.Л.Фильтры симметричных составляющих, Госэнергоиздат,1962, с.100 - 106.2. Там же, 1962, с. 166.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2627663/21,кл. С О 1 К 29/16, 02.06.781,прототип).(54)(57) ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ, подключенный к трехфаэнойсети и содержащий актансы и преобразователь частоты в напряжение, входкоторого подключен к фазам сети,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, .сцелью повышения точности определениясимметричных составляющих и упрощения схемы фильтра, в каждое егоплечо введены индуктивные реактансы,состоящие из гираторов и конденсаторов, подключенных к выходным зажимам гираторов, входные зажимы которыхподключены последовательно актансамплеч фильтра, а управляющие входы -к выходу преобразователя частоты внапряжение.Трехфазная система напряженийподается на вход фильтра симметричных составляющих, выходное напряже ние которого, снимаемое в точках7, 8 у), определяется из выраже- ния где 0 и нове гираторов, квыходным зажимам ко 1 1109 бИзобретение относится к электротехнике и может быть использованодля измерения симметричных составляющих напряжений и токов прямой и обратной последовательностей в трехфазных электрических сетях.Известны различные фильтры симметричных составляющих, состоящиеиз активно-емкостных или активноиндуктивных плеч1. 10Недостатком указанных фильтровявляется погрешность, обусловленнаяпоявлением на выходе фильтра напряжения частотного небаланса при отклонении частоты от номинального значения.Известен также фильтр симметричных составляющих с компенсациейчастотного небаланса, состоящийиэ плеч, содержащих две последовательные активно-индуктивные цепи,одна из которых эашунтирована конденсатором.Такие плечи представляютсобой контуры с компенсацией частотногд небаланса при отклонении частоты 21.НедостаФками данного фильтра являются неполная компенсация частотнойпогрешности и возрастание последнейпри отклонении частоты сети от номи-,30нального значения, что обусловленоразличным характером зависимостейгемкостных и индуктивных сопротивлений от частоты, а также сложностьподбора параметров фильтра для получения минимальной частотной погреш- З 5ности.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяфильтр симметричных составляющихс полной компенсацией частотнойпогрешности,Известный фильтр состоит изактивно-реактивных плеч, усилителей,преобразователя частоты в напряжение и трансформаторов, вторичныеобмотки которых включены в активныеполуплечи фильтра, а первичныесоединены с выходами усилителей,сигнальные входы которых подключенык актансам полуплеч фильтра, ауправляющие входы соединены с выходом преобразователя частоты в напряжение, вход которого соединен с фазой сети 1 Э .Недостатками известного фильтраявляются погрешности, вызванные нелинейными искажениями в катушке индуктивности с сердечником, неста 79 2бильностью индуктивности при колебаниях напряжения сети, значительным активным сопротивлением обмотки катушки индуктивности и потерями в сердечнике, а также значительные габариты и вес катушек индуктивности и трансформаторов.Целью изобретения является повышение точности определения симметричных составляющих и упрощение . схемы фильтра.Укаэанная цель достигается тем, что в фильтр симметричных составляющих, подключенный к трехфазной сети и содержащий актансы и преобразователь частоты в напряжение, вход которого подключен к фазам сети, в каждое плечо введены индуктивные реактансы,состоящие из гираторов и конденсаторов, подключенных к выходным зажимам гираторов, входные зажимы которых подключены последовательно актансам плеч фильтра, а управляющие .входы - к выходу преобразователя частоты в напряжение.На чертеже изображена блок-схема фильтра симметричных составляющих.Фильтр состоит из актансов 1 Р 2 Р и Э Р, причем Р= Р= 21 преобразователя 4 частоты в напряжение, вход которого соединен с фазой сети, индуктивных реактансов, состоящих из гираторов 5 и конденсаторов Ь(С 1, подключенных к выходным зажи- мам гираторов, входные зажимы которых включены последовательно актан- . сам 2 и Э в плечи фильтра, а управляющие входы соединены с преобразователем 4 частоты в напряжение,0 - линейные напряжения,подводимые к фильтРУ 1Х - индуктивные реак"тенсы плеч фильтра,выполкениые на осЗаказ 602 Ь/31 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, -35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,4 торых подключеныконденсаторы,Значения индуктивных реактансов,выполненных на основе гираторов семкостной нагрузкой, рассчитываютсяпо формуле СкПусть,К= сн О =К щ, -гденапрчлен икоэффициентпропорциональности, Оя,- выходное напряжение преобразователя частоты в напряжениеУ и коэффициент преобразования преобразователя 4 частоты в напряжение. Подставив значение К в(2)получаем Из 3) следует, что реактивноесопротивление, получаемое на входныхзажимах гиратора, имеет индуктивныйхарактер и не содержит индуктивности После подстановки значений х из ( 3)в 1), выражая линейные напряжения через симметричные составляющие и группируя коэффициенты при составдяющих прямой и обратной последовательностей, получаем+3 К Й 5ий где 11 и О" - напряжения прямой и обратной последователь ностей;а=- - + 1 -- оператор трехфазной2 25 системы напряжений.Длявыделения на выходе фильтранапряжения обратной последовательности необходимо, чтобы числителькоэффициента при напряжении прямой 1 О последовательности в(4)обратилсяв нуль, что происходит при выполне 2, оСнии равенства Я = - Подставляя3 УЗ Кзначение Рв(4) получаем значение .15 выходного йапряжения Фильтра пропорциональное напряжению обратнойпоследовательности0 = - ,0 (5)ХЗ 1+)Из(5)видно, что выходное напряжение предлагаемого фильтра не зависитот частоты и, следовательно, фильтрне имеет частотной погрешности.Таким образом, изготовление индук тивных реактансов фильтра симметричных составляющих на основе гираторов, нагрузкой которых являютсяконденсаторы, выгодно отличает предлагаемый фильтр от известного, так 30 как в нем исключается из плеч фильтра индуктивность, выполненная наоснове катушки индуктивности состальным сердечником, а вместе сней исключается погрешность фильтра З 5 обусловленная нелинейными искажения.-.ми в катушке индуктивности с сердечником, нестабильностью индуктивностипри колебаниях напряжения сети, значительным активным сопротивлением 4 О обмоток катушки индуктивности и потерями в сердечнике. Кроме того,из схемы исключаются усилители итрансформаторы. В результате повышается точность определения симмет ричных составляющих, упрощаетсясхема, уменьшаются габариты и весфильтра.