Способ разложения напряжений многофазной цепи на ортогональные составляющие симметричных последовательностей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 601 В ОСУДАПО ДЕЛ ОБРЕ ИСАЙИ ЕПЬСТ ов,КараН Уко СССР4.СССР3.(54) (57) СПОСОНИЙ МНОГОФАЗНО Р ЯЖЕ- НАЛЬЗЛОЖЕНИЯ Н ПИ. НА ОРТО ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИИ АВТОРСКОМУ СВ(71) Институт электродинамикираинской ССР(56) 1. Авторское свидетельстР 415618, кл.6 01 В 29/16, 192, Авторское свидетельствоР 374557, кл,С 01 В 2 Я/16, 19 ВЦ 1117541 А НЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ СИММЕТРИЧНЫХ ПОСЛЕЦОВАТЕЛЬНОСТЕЙр основанный на перемножении фазовых напряжений с опорными напряжениями и суммировании, полученных постоянных напряжений,отличающийся тем, что,с целью ускорения, упрощения и повыщения точности определения ортого"нальных составляющих симметричныхпоследовательностей, опорные напряжения представляют собой два ортогональных синусоидальных напряжения,а суммирование постоянных напряжений для каждой определяемой составляющей производится с соответствующими весовыми коэффициентами.Изобретение относится к измеритель.ной технике и может быть использовано для измерения косинусных и синусных ортогональных составляющихсимметричных последовательностейнапряжений нулевой, прямой и обратной последовательностей трехфазнойсети.Известен способ измерения составляющей напряжения обратной последовательности в трехфазных сетяхпутем симметричного умножениячисла фаз сети и выпрямления полученного многофазного напряжения, азатем измерения разности между максимальным и минимальным значениямивыпрямленного пульсирующего напряжения 1.Однако способ требует применениягромоздких и сложных в изготовлениимногофазных трансформаторов, подбора диодов по идентичным вольтамперным характеристикам.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ измерения симметричных,составляющих многофаэной системыпеременных напряжений, основанный натом, что измеряют сумму постоянныхнапряжений, полученных в результатеперемножения входных напряжений иимпульсов управления, порядок чередования фаз которых одинаков с измеряемой симметричной составляющей.При этом сдвигают систему импульсовуправления по фазе до достижения максимального показания измерительного "прибора и по величине этого показания, Зи фазового сдвига импульсов управления определяют амплитуду симметрич ной составляющей и ее Фазу 12,Недостатком известного способаявляется низкая точность измерения 40Симметричных составляющих, обусловленная тем, что отсчет выполняетсяпри максимальном показании измерительного прибора, при этом труднонайти точное значением максимума,а следовательно и установить точный Фазовый сдвиг импульсов управленияПри измерении характера несимметрии многофазной системы напряжений меняется угол сдвига Фазымежду симметричными составляющими, 0что приводит к нарушению настройки, а следовательно, ухудшаетсяточность измерения. Наличие постоянных составляющих напряжений, обусловленных высшими гармониками в спектрах перемножаемых сигналов, вызывает дополнительную погрешность.Кроме того, известный способ довольно сложный: необходимо перестраиватьпорядок чередования импульсов управления при каждом измерении новойсимметричной составляющей. В способе используется вспомогательнаясистемам импульсов управления, гдещ - число фаэ в исследуемой, много- Ь 5 фазной системе напряжений, при этомнадо поддерживать постоянный уголсдвига фазы между ними, равный 2 Л/что технически выполнить весьма эатруднительно, регулировка угла сдвигасистемы управляощих импульсов и отсчет по максимальному показаниюизмерительного прибора также имеетопределенные трудности.Цель изобретения - ускорение,упрощение и повышение точности определения ортогональных составляющихсимметричных последовательностей.Указанная цель достигается тем,что согласно способу разложения напряжений многофазной цепи на ортогональные составляющие симметричныхпоследовательностей, основанномуна перемножении Фазовых напряженийс опорными напряжениями и суммировании полученных постоянных напряжений, опорные напряжения представляют собой два ортогональных синусоидальных напряжения, а суммированиепостоянных напряжений для каждойопределяемой составляющей производится с соответствующими весовымикоэФфициентами.В общем виде в -фазную системунапряжения можно записатьО =72 " О5 ЫУЫС+М), (11у=1 сгде 1=1,2 в - номер напряженияв-фазной системы;у - номер гармоники;начальные Фазыгармоник,Перемножая выражение (1) на напряжения косинусоидальной и синусоидальной формы, получаем соответственно косинусную и синусную составляющие первой гармоники напряжений О),О = +Ьгде 1 - комплексное значение первой гармоники напряженияЪ, С - соответственно косинуснаяи синусная составляющиенапряжения О .В общем виде симметричные составляющие многофазной системы напряжений можно записать как1117541 гл(кИЬ=.3 ь Ь =-Ь ф-Ь + - Ь О 3 1 3 2 3 3 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Заказ 7212/28 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 действительную и мнимую часть получаем косинусную и синусную составляющие напряжения б 2 ТГ(%-1) 2 27(к от.1Как видно из равенств (5), ортогональные составляющие в 2 и С г% М где 2 =0,1 гп,-1, представляют собой линейную комбинацию вф где М =1,2гд,Для трехфазной системы напряжений имеем С= - С+ - С + - С 1 1 о 313 г 3 3) Й Гз Ь= - Ь- - Ь -- Ь+ - С -- С 316 гь з ь г 6 з С= - С- - С- - С Ь+ - Ь; (6) 1 Уз Гзгде Ъо, Со - ортогональные составляющие нулевой последовательности(2 =0),Ъ С, - ортогональные составляющие прямой последовательности(Е =1);Ь , С - ортогональные составляющие обратной последовательности(2=2) .На чертеже представлена блоксхема устройства, построенного прииспользовании Формул (б) и предназначенного для разложения напряженийтрехфазной сети на ортогональные составляющие нулевой, прямой и обратнойпоследовательностей.Устройство состоит из блоков 1-6перемножения, на входы которых поступают входные напряжения 1), Ог,ОЗ,а выходы которых через сглаживающиефильтры 7-12 соединены с входамисумматоров 13-18. Напряжение 1) поступает также через селективныйфильтр 19 на вход квадратурногофазорасщепителя 20, с выхода которого снимаются косинусоидальное исинусоидальное напряжения, поступающие на другие входы блоков 1-6 перемножения, Селективный фильтр 19настроен на частоту первой гармоникинапряжения трехфазной сети. Фазорасщепитель 20 снабжен системой стабили 10 зации амплитуды выходных сигналови угла сдвига фазы между ними, равного РгС выхода сглаживающих фильтров7-12 снимаются напряжения, пропор 15 циональные, соответственно, величинам Ъ, С Ъ, С , Ъ С , которыеподаются на прямые и инвентирующиевходы сумматоров 13-18 в зависимостиот знаков, с которыми они входят вформулы (6), причем коэффициентыпередачи по каждому входу сумматоровопределяются коэффициентами, стоящими при Ь, С, Ъ С 2 , Ъз, Сз вформулах (6). С выходов сумматоров13-18 снимаются напряжения, .пропорциональные ортогональным составляющим нулевой, прямой и обратной последовательностей, соответственноЬ, С,Ь+, С, Ъ, СТаким образом, перемножение напряжений всех Фаз с двумя опорными синусоидальными напряжениями, сдвинутыми по Фазе друг. относительнодруга на Т(/г , и суммирование напряжений с весовыми коэффициентами поз 35 воляет повысить точность разложенияна ортогональные составляющие симметричных последовательностей,так как нет зависимости выходногонапряжения от установки угла сдвига40 фазы, устраняется погрешность, которая возникает при изменении характеранесимметрии, Применение косинусоидального и. синусоидального напряжения в качестве второго сомножите 45 ля позволяет исключить погрешностьот высших гармОник в спектре исследуемых напряжений,Применение только двух квадратурных напряжений позволяет устранить,процесс разложения так какстабилизировать только два напряжения поамплитуде и углу сдвига фазы междуними, который равен Л/2, намногопроще чемнапряжений, сдвиг Фаз междукоторыми равен 2 У/2 . Кооме того, пред 55 лагаемый способ позволяет получать, сразу ортогональные составляющие всех последовательностей напряжений много,фазной цепи.