Способ измерения симметричных составляющих напряжений многофазной сети

. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт электродинамики АН УССР (72) О.Л,Карасинский Н.А.Руденко и С,Г,Таранов(56) Авторское свидетельство СССР В 4568 кл.01 1 29/16 974 фАвторское свидетельство СССР У 771573 кл . 6 01 К 29/16 1980. (54) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯСИМИЕТРИЧНЫХ СОС - ТАВЛЯ 0 ЩИХ НАЦРЯЖЕНИЙ МНОГОФАЗНОЙ СЕТИ(57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения симметричных составляющих напряжений или токов многофазной сети. Цель изобретения - повышение точности изб Ф ае мерения. Устройство, реализующееспособ, содержит преобразователь 1числа фаз, первый и второй суммато-ры 2,3, блок 4 формирования сигналарассогласования, содержащий селективные фильтры 5,6, выпрямители 7,8третий сумматор 9, генераторы 10,11квадратурных сигналов, блок. 12 формирования сигналов управления,экстремум-детектор 13, пороговый элемент 4 и блок 15 индикации. Способ компенсирует преобразованную вдвухфазную исходную многофазную систему напряжений искусственно сформированную управляющую по амплитуде и углу сдвига фаэ квадратурнойсистемы напряжений. В описании даноматематическое обоснование и расчет,модулей напряжения.2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств дляизмерения симметричных составляющихнапряжений или токов многофаэной,в частном случае трехфазной, сети.Цель изобретения - повыпениеточности измерения симметричных составляющих напряжений многофазнойсети путем компенсации преобразованной в двухфазную исходной многофазной системы напряжений искусственносФормированной усправляемой по амплитуде и углу сдвига Фаз квадратурной системы напряжений.На Фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа измерения; на фиг.2 - векторная диаграмма,входных фазных напряжений О 0Л,ш- Фазной сети и полученная изнее двухфазная система напряженийо1 О,Устройство, реализующее способфиг.1), содержит преобразователь 1числа фаз, первый и второй сумматоры 2 и 3, блок 4 формированиясигнала рассогласования, в составкоторого входят селективные фильтры5 и 6, выпрямители 7 и 8 и третийсумматор 9. Устройство содержит также управляемые генераторы 10 и 11квадратурных сигналов, блок 12 формцрования сигналов управления,экстремум-детектор 13, пороговый элемент 14 и блок 15 индикации.Входные шины через преобразователь 1 числа фаз соединены с первыми входами сумматоров 2 и 3, вторыеи третьи входы которых подключенык первым и вторым выходам управляемых генераторов 10 и 11 квадратурных сигналов соответственно, Выходысумматоров 2 и 3 через селективныеФильтры 5 и 6 и выпрямители 7 и 8связаны с входами экстремум-детектора 13 и порогового элемента 14.Выходы детектора 13 и элемента 14соединены с входами. блока 12 формирования сигналов управления, выходыкоторого подключены к входам управления генераторов 10 и 11. Третийи четвертый выходы генератора 10соединены с первым и вторым информационными входами блока 15 индикации, третий вход управления которого подключен к выходу пороговогоэлемента 14.Предлагаемый способ измерений реализуется следующим образом.Известно, что симметричные составляющие напряжений ССН) фазной сети 5 опред .ляются выражениемО)и ВГ) фО =Е ОрдГ 1где 11 б - комплексные значения ССН 1 О о-х последовательностей," 5 = 0,1.,. 1 т -1 - номер последовательности; 0 - комплексные значения фаэных напряжений; 15 Г = 1.,2, щ - номер фазы; С 1 = ехр 129 гп) - оператор поворота Фазы.- ЬИ)Представим величину а спомощью Формулы Эйлера в виде 20 а .сов - ЯГ) 1 ва - 51-1(Г27, М (2)После подстановки (2) в (1), получим комплексное значение ССН 6 -й последовательностип . л 1 п, л 0 = - 7:0 со - 5 Г+ - Е Орало - ф). б р,в Ф. й(,3) ЗОНайдем теперь комлексное значение ССН (в) -й последовательности. Учтем, что1 т)И 4 2 н ., Ю 4)д =со - Я 1.1)-18 П - б(Гтаккак с 1 =Е =1.По аналогии с. (2) имеем(6) 45 Обозначим:п,2 л Ц= - ;С Осоз - ЯГ-)1И050510 , з(Г-) 5 Оуе .х. Тогда. напряжения 0 и 11 можно выразить через аз и1 11Напряжения 0,Оз получают на выходе преобразователя 1 числа фаз путем суммирования входных фазных напряжений 0 ОР, с весовыми коэффициентами, определяемыми формулами И.. На фиг,2 приведена векторная ди 15 аграмма входных фазных напряжений 01 ОО, О,,ОР О, 1 О 1, в-фазной сети, которые с помощью преобразователя 1 преобразованы вВ двухфазную систему напряжений 0 ,020 Эти напряжения в соответствии с формулами (91 определяются только напряжениями 0 и Ц.з б-й и (щ) -й последовательностей (на фиг.2 они показаны пунктирными .векторами).С помощью генераторов 10 и 11 квадратурных сигналов формируют две квадратурные системы напряжений, сс0-)О 1 и О, 11 О 1 которые используются для уравновешивания напряжений 0 , ОБ , Амплитуду и угол сдвига Фазы напряжений этих систем можа изменять путем подачи соответствующих сигналов с выходов блока 12 Формирования сигналов управления на входы управления генераторов 35 10 и 11. Выходные напряжения генераторов О и 11 в сумматорах 2 и 3 поФазно суммируются с напряжениямии Об. Выходные напряжения сумматоров 2 и 3 равны соответственно; 409 или с учетом Формул (,9) В блоке 4 формирования сигнала рассогласования при помощи селективных фильтров 5 и 6 выделяют, первые гармоники напряжений ЬО 1, д О 2 которые затем выпрямляют выпрямителями 7 и 8, Полученные постоянные напряжения 1 соответствующие огибаючщим напряжений Ь Ои д О, имеютодинаковую полярность, они суммируются в сумматоре 9. Таким образом, выходной сигнал блока 4 Оявляющийся сигналом рассогласования, представляет собой сумму модулей выходных напряжений сумматоров2 и 3. Этот сигнал поступает навходы экстремум-детектора 13 и порогового элемента 14.Экстремум-детектор 13 определяет знак производной сигнала. Еслисигнал О уменьшается (производГная отрицательная), то на выходе11 11детектора 1 3 сигнал логического 0если сигнал Оувеличивается производная положительная), то на выходе детектора 1 3 сигнал логической" 1 " , При помощи порогового элемен-:та 1 4 сигнал 0 р сравнивается с сигналом Ь , При уменьшении Одо величины меньше 6 элемент 1 4 вырач 11 11батывае т сигнал ло гическои 1 , который свидетельствует о завершении процесса уравновешивания н апря-О"0,Выходной сигнал экстремум-детектора 13 О поступает в блок 12.Последний поочередно выбирает входы управления генераторов 10 и 11и выдает на каждый из них управляющее воздействие до тех пор, покасигнал 0 на выходе блока 4 уменьшается. ак только этот сигнал начинает увеличиваться, т.е. пройдено его минимальное значение (локальный минимум), экстремум-детектор 13вырабатывает сигнал логической "1",при этом блок 12 подает управляющеевоздействие на следующий вход управ.ления генераторов 10 и 11. Описаниевозможной структурной схемы блока 12приведено ниже. Описанный процесс управления генераторами 10 и 11 продолжается до тех пор, пока выходной сигнал блока 4 0 не станет меньше величины о . При этом, учитывая, что 0 равно сумме модулей напряженйи до 1,и д 0 , модули напряжений д 01 и дО также не превышают величину д 1 т,е. Подставим в неравенства (12) формулы (10: