Устройство для измерения несимметрии

11 п 57860 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик(51) М. Кл 2 6 01 К 29/16 1 осударственныо комитет Совета Министров СССР(088.8) пе делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕСИММЕТРИРЯЖЕНИЙ Изобретени ной технике, мерения пара прямой Уп и тей и коэффи троизмеиборам дии; напрледоват ительля изжений льнос 12) У(11 относится к элек частности, к пр етров несимметр обратнойУ 12 по та несиммет в трехфазной сети.Известно устройство для измерения несимметрии, содержащее каналы измерения прямой и обратной последовательности напряжения, подключенные к трехфазной сети, каждый из которых состоит из соединенных последовательно выходного устройства, фильтра симметричных составляющих и преобразователя переменного напряжения в постоянное, блок деления, входы которого соединены с выходами обоих каналов, и измерительный прибор.Однако известное устройство имеет ограниченную потенциальную точность и измеряет только один параметр - коэффициент несимметрии а,т Зто ограничивает его применение при научных исследованиях и контроле режимов электрических цепей,Для повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей в предлагаемое устройство введен коммутатор, и каждый из каналов снабжен полосовым частотным фильтром и последовательно соединенными измерительным преобразователем отклонения частоты и блоком вычитания, причем вход полосового частотного фильтра соединен с фильтром симметричных составляю щих, а выход соединен с входом преобразователя переменного напряжения в постоянное, выход которого соединен с прямым входом схемы вычитания, входы измерительного преобразователя подключены к выходам вход- О ного устройства, а выходы блоков вычитанияи деления через коммутатор соединены с измерительным прибором.Кроме того, в предложенном устройстве измерительный преобразователь отклонения 5 частоты в канале измерения прямой последовательности может быть выполнен по схеме частотного детектора, в канале измерения обратной последовательности - по схеме чувствительного органа защиты от отклонения час- О тоты, причем преобразователь переменногонапряжения в постоянное в канале измерения обратной последовательности может быть выполнен по схеме линейного преобразователя.На фиг. 1 приведена функциональная схе ма описываемого устройства, на фиг. 2 и 3 -зависимости частотных погрешностей фильтра симметричных составляющих, например, активно-емкостного типа,Устройство для измерения параметров не- О симметрии содержит каналы 1 и 2 измерениясоответственно обратной и прямой последовательностей, каждый из которых имеет входное устройство 3, фильтр 4 симметричных составляющих, пол осовой частотный фильтр 5, преобразователь 6 переменного напряжения в постоянное, последовательно соединенные между собой схему 7 вычитания и измерительный преобразователь 8 отклонения частоты, у которого вход через внешнее устройство соединен с контролируемой сетью, а выход - с инверсным входом схемы 7, к прямому входу последней подключен выход преобразователя 6; блок деления 9, коммутатор 10 и измерительный прибор 11. Входы делимого и делителя блока деления 9 соединены с выходами схем 7 вычитания. Измерительный прибор 11 через коммутатор 10 связан с выходами каналов 1 и 2 и блока деления 9.Трехфазная система напряжения подается в каждом канале измерения на входное устройство 3, предназначенное для гальванической развязки измерительного прибора от сети и далее на вход фильтра 4, Схемы фильтра 4 в каналах 1 и 2 одинаковы (возможно и другое исполнение), но за счет обратного чередования фаз при подключении устройства 3, выполненного, например, на трехфазном трансформаторе, к контролируемой сети, на выходе фильтра 4 будет выделяться напряжение соответствующей последовательности. Однофазное напряжение с выхода фильтра 4 поступает на вход фильтра 5. Его частотная характеристика выбирается так, чтобы частоты высших гармоник и субгармоник находились в полосе задержания, а основная частота сети с учетом отклонения - в полосе пропускания. Так как фильтр 4 является линейным элементом, то после подавления высших гармоник и субгармоник в фильтре 5 на выходе его имеется синусоидальное напряжение основной частоты, свободное от погрешности измерения, вызванной искажением формы кривых напряжений в контролируемой сети. При этом погрешность, обусловленная уходом основной частоты, остается. Для ее компенсации далее напряжение с выхода фильтра 5 преобразуется преобразователем 6 в пропорциональный сигнал постоянного тока, который подается на прямой вход схемы 7, на инверсный вход которой поступает также сигнал постоянного тока с выхода преобразователя 8. Для компенсации в схеме вычитания 7 погрешности измерения, обусловленной отклонением основной частоты от номинального значения, необходимо обеспечить в каждом канале идентичность характеристик преобразования преобразовате- ля 8 и амплитудно-частотной характеристики цепи: фильтр 4 в фильтр 5 - преобразователь 6 в области частот 1 с +Л.В устройстве это можно обеспечить за счет соответствующей настройки характеристик преобразования преобразователя 8, фильтра 5 и преобразователя 6, Их можно выполнить так, что их амплитудные характеристики не будут зависеть от частоты в области ,Л. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Следовательно, необходимо ооеспечить только идентичность амплитудно-частотных характеристик фильтра 4 и характеристик преобразования преобразователя 8, Например, для большинства схем фильтров симметричных составляющих активности частот + Л имеют вид: центрально-симметричной для фильтров прямой последовательности (см. фиг. 2) и Ч-образной для фильтров обратной последовательности (см, фиг. 3). Поэтому, если выполнить преобразователь 8 в каналах 2 и 1 соответственно по схемам частотного детектора, имеющего центрально-симметричную характеристику в области частот +.Л, и чувствительного органа защиты от отклонения частоты, имеющего Ч-образную характеристику, то можно обеспечить компенсацию погрешности, обусловленной отклонением основной частоты от номинального значения в схеме 7,Таким образом, на выходе каждого канала имеются сигналы постоянного тока, пропорциональные напряжениям соответствующих последовательностей, свободные от погрешностей, вызванных искажением формы кривых напряжений и отклонением частоты в контролируемой сети. Блок деления 9 осуществляет деление этих сигналов, на выходе его имеем(2) сигнал, пропорциональный ац -- . ТакУ(1) как сигналы на входах блока 9, пропорциональные 001 и Урь не содержат вышеназванные погрешности, то, следовательно, сигнал на его выходе, пропорциональный ац, не будет содержать эти погрешности, Измерительный прибор 11 через коммутатор 10 подключается по очереди к выходам каналов 1 и 2 блока 9. Возможность измерения трех параметров не- симметрии Упь Ур и ац повышает эффективность данного устройства. К этому следует добавить, что напряжение У является нормируемым параметром несимметрии на качество электрической энергии, а по напряжению Уц можно судить об уровне напряжений в трехфазной сети при отсутствии несимметрии.При малых значениях несимметрии в контролируемой сети сигнал на выходе преобразователя 8 может быть соизмерим с напряжением отсечки выпрямительных диодов, если он выполнен на обычной мостовой схеме со сглаживающим фильтром на выходе. Это уменьшает чувствительность канала и увеличивает погрешность измерения Ур 1 при его малых значениях. Поэтому преобразователь 8 в канале 1 необходимо выполнять по схеме линейного преобразователя.Устройство может быть применено для точного измерения несимметрии в реальных трехфазных сетях различного назначения, где имеются искажения формы кривых напряжения и отклонения частоты от номинального значения, причем одновременно по трем параметрам Уц, Ув ац, Это повышает его эффективность и универсальность и дает определенные экономические выгоды при проведениинаучных исследований в системах энергоснабжения, Прибор может быть применен для контроля и в автоматически регулируемых устройствах компенсации несимметрии,Формула изобретения1. Устройство для измерения несимметрии напряжений, содержащее каналы измерения прямой и обратной последовательности напряжения, подключенные к трехфазной сети, каждый из которых состоит из соединенных последовательно входного устройства, фильтра симметричных составляющих и преобразователя переменного напряжения в постоянное, блок деления, входы которого соединены с выходами обоих каналов, и измерительный прибор, отличающееся тем, что с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей, в него введен коммутатор, и каждый из каналов снабжен полосовым частотным фильтром и последовательно соединенными измерительным преобразователем отклонения частоты и блоком вычитания, причем вход полосового частотного фильтра соединен с фильтром симметричных составляющих, а выход соединен с входом преобразователя переменного напряжения в 5 постоянное, выход которого соединен с прямым входом схемы вычитания, входы измерительного преобразователя подключены к выходам входного устройства, а выходы блоков вычитания и деления через коммутатор соеди иены с измерительным прибором.2. Устройство по и. 1, отл ич а ю щ ее сятем, что измерительный преобразователь отклонения частоты в канале измерения прямой последовательности выполнен по схеме час тотного детектора, в канале измерения обратной последовательности - по схеме чувствительного органа защиты от отклонения частоты,3. Устройство по п. 1, отличающееся 20 тем, что преобразователь переменного напряжения в постоянное в канале измерения обратной последовательности выполнен по схеме линейного преобразователя.517860 Уиг. 3 Составитель Техред Е, П Изд, 1 И Государствен по делам 113035, Москва454ого комитетаизобретений иЖ, Раушс Заказ 1559 Тираж 1029 Подписи Совета Министров СССР открытий ая наб., д. 4/5НИИП пография. пр, Сапунова, 2 едактор И, Петрашен Богдаловушина ректор А. Овчинникова