Устройство для измерения параметров качества электрической энергии в трехфазных сетях

(щ 664110 Сюз Советских Социалистичвскик Республик(22) Заявлено 221275(21) 2303151/18-21 с присоединением заявки НоГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) заявитель Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ ЭНЕРГИИ В ТРЕХХФАЗНЫХ СЕТЯХ Изобретение относится к области электротехники и предназначено для измерения несимметрии, несинусоидальности и отклонений напряжения в многофазных сетях, т.е, оценка качества5 электрической энергии в промышленных условиях, а также в лабораторной практике.Из известных устройств аналогично О го назначения наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения симметричных составляющих основной и высших гармоник несимметричных напряжений, основанное на примене нии Фильтров симметричных составляющих и электродинамического ваттметра. В описываемом устройстве для разло"жения основной и высших гармоник в трехфазной сети на симметричные составляющие используется ВС-фильтр, напряжение с выхода которого поступает в токовую обмотку (обмотка неподвижной катушки) ваттметра электродина 25 мического типа,обмотка напряжения которого (обмотка подвижной катушки) питается от эталонного генератора синусоидального напряжения с частотой измеряемой гармоники 1). Недостаток такого устройства заключается в том, что для выделения фазовых последовательностей необходимо отдельное устройство - ВС-фильтр симметричных составляющих, вызывающий погрешность измерений при изменении частоты вследствие частотной зависимости емкостного сопротивления фильтра.Цель изобретения - повышение точности измерений,Достигается это тем, что в устройство измерения параметров качества электрической энергии в трехфазных сетях, содержащее прибор электродинамической системы, к обмотке подвижной катушки которого подключен выход регулируемого эталонного генератора синусоидального напряжения, ввепены два идентичных указанному, прибора электродинамической системы, имеющих ось со шкальным указателем, причем обмотки неподвижных катушек приборов электродинамической системы подклю-, чены к фазным проводам измеряемой сети, регулируемый эталонный генератор выполнен в виде переключаемого,по порядку чередования фаз генератора трехфазного симметричного напряжения.664110На чертееже приведена схема, где изображена трехФазная система измеряемых напряжений 1, 2, 3 (О-нулевой привод) обмотки неподвижных: катушек 4, 5, 6 приборов электродинамической системы; полуобмотки подвижных катушек 7, 8, 9 приборов электро5 ринамической системы; добавочныесопротивления 10, обмотки подвижных и неподвижных катушек приборов; регулируемый эталонный генератор 11, выходные напряжения 12, 13, 14 выходы генератора 111 регулятор 15 Фазовых сдвигов генератора 11; стрелка 16.указателя регулятора 15 выключатели 17, 18, 19 эталонных напряжений отдельных Фаз генератора 11; шкальний 18 указатель 20 результатов измерений.Напряжения отдельных Фаз трехФазной питающей сети напряжений 1, 2, 3 по основной частоте могут быть пред-, ставлены через симметричные состав ляющие следуюцим образом Ц- амплитуда напряжений генератора 11;д - угол регулиро-вания Фазы напряжений генератора с помощьюрегулятора 15,НапРЯжениЯ (1) подаются на обмотки неподвижных 4, 5, 6 а напряжения (2) - на обмотки подвижных 7,.8, 9 катушек приборов электродинамической системы, В обмотках возникаюттоки, вызывающие магнитные поля, врезультате взаимодействия которыхв каждом измерительном элементе возникает вращающий момент. Известно,что по причине инерционности подвижная часть приборов не успевает замгновенными значениями момента и ре-агирует на среднее значение его.На общей оси трех приборов моментысуммируются. Результирующйй средниймомент(2 55 О, фО; з 1 погЬЮФ ) О) 1)ф выходе 12,13,14генератора 11, образующие обратный порядок чередования Фаз; 65 вляющих йулевой,прямой и обратной. последовательностисоответственно по,основной частоте;частота сети 1 401 о 3ф- Фазовие углы .составляющих нулевой,прямой и,обратнойпоследовательностипо основной частоте.45С помощью эталонного генератора 11Формируется трехфазная система симметричных напряжений, например, счастотой сети. Пусть порядок чередования Фаэ для этих напряжений выбран 50обратным Здесь К - коэФФициент, зависящий отактивных сопротивлений обмоток неподвижных и подвижных катушек;М и - взаимная индуктивностьмежду неподвижной и подвижной катушками; с( - угол поворота подвижнойкагушки .При Р=( средний момент М оказывается пропорциональным амплитуде составляющей обратной последовательностипо основной частоте, а угол регулйровайия д, изменяемый регулятором 15 и отмечаемый стрелкой 16, при максимальном отклонении шкального указателя 20, отсчитывающего в масшге ив табе )с( амплитуду 2 щ .про2 М с 1 Апорционален Фазовому углу этой последоват ьности Т(21)Анализ показйвает, что, приняв в (2) нулевой (фазовые углы3 3 в выражениях отсутствуют) или прямой (Фазовые углы 3 и меняются мес 2 Ж 417,3тами) порядок чередования Фаз, получим выражения для среднего момента на оси прибора, аналогичные (3), в которых вместо Ю 2 есоя(тдд) будут члены 0 сов (у;"-Д) и Ю сов (у -Ю) соответственно.Для выполнения указанных изменений порядка чередования Фаз регулируемый эталонный генератор 11 выполнен в виде переключаемого по порядку чередования фаз генератора трехФазного симметричного напряжения.Высшие гармоники в трехФазных сетях также образуют в общем случае не664110 Формула изобретения едактор В.Луки ель О,Богомолов.ЬлФерова Корректор А.Гриценко Соста Техре Заказ 2985 43l Тираж 1089 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-Зб, Раушская набд,4/илиал. ППП Патентфф, г.ужгород, ул.Проектна симметричные системы напряжений или токов и могут быть записаны аналогично выражению (1), в котором частота сети умножается в целое число фаз. Для измерения симметричных составляющих высших гармоник и их фазовых углов частоту генератора .11 изменяют и делают равной частоте выделяемой гармоники. Соответственно изменяются и выражения (2).Производя преобразования, подобные описанным выше, получим выражения, )О аналогичные (3), в которых вместо амплитуд и Фаз симметричных составляющих по основной частоте, будут стоять эти величины для высших гармоник.Таким образом, данное устройство ц аналогично прототипу позволяет производить разложения несимметричных напряжений трехАазной сети на симметричные составляющие по. основной частоте и высшим гармоникам. 20,При этом точность измерения повышается за счет исключения влияния на результат измерения колебания частоты сети, что следует, например, иэ выражения (3), где постоянная составляющая от частоты не зависит. Для этого предусматривается синхронизация сетью генератора 11.Причем Функции выделения симметричных составляюющих и их измерения совмещены в бдном узле, При измерении на высших гармониках требуется частотная перестройка лишь генератора 11.Кроме того, воэможности настоящего изобретения шире, т.к. устройство1 с позволяет измерять не только ампли туды, но и Фазы симметричных состав-ляющих. 1, Устройство для измерения параметрсв качества электрической энергии в трехфазних сетях, содержащее прибор электродинамической системы, кобмотке подвижной катушки которого подключен выход регулируемого эталонного генератора синусоидального напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, введены два идентичных указанному, прибора электродинамической системы, имеющих ось со шкальным указателем, причем обмотки неподвижных катушек приборов электродинамической системы подключены к фазным проводам измеряемой сети.2 Устройство для измерения параметров качества электрической энергии в трехФазных сетях по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что регулируемый эталонный генератор выполнен в виде переключаемого по порядку чередования фаз генератора трехфазного симметричного напряжения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Воронов РЯ., Куровская Л.Н, Измерениясйм 4 етричнЫх Состазляюшдх гармоник несимметричных напряжений. Научйые труды Омского института инженеров железнодорожного транспорта, 1973, с. 147.