Устройство измерения симметричных составляющих трехфазной системы переменных напряжений

буб 948 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Респуолик(51) М, К 1.04,77 (21) 247 22 Заявл 01 29 рисоединением заяв Государственный комите(088,8) о делам изобрете крыта бликования описания 30.07.7 45) Дат 72) Авторы изобретения(54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ СИММЕТРИЧНЪХ СОС 1 АВЛЯОЦИХ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЪ ПЕРЕМЕННЪХ НАПРЯЖЕНИЙзобретение относится ачества электроэнерги ехфазных систем пере яется поПредполагаемое ик области контроля к и у потреоителеи трменного тока.Известно аналоговое устройство для измерения симметричных составляющих напряжения трехфазной системы 1.Недостатком этого устроиства является использование фильтра, 11 рименение фильтров ограничивает частотныи диапазон и возможности устройства. Б таком виде оно пригодно для исследования только синусоидальных сигналов. 11 ри несинусоидальной форме высшие гармоники, присутствующие в сигнале, отфильтровываются, и измерение производится с методической погрешностью, которая оказывается достаточно большой при больших искажениях.Известно устроиство 21, в котором установлено три фильтра и суммирующий усилитель. Недостатком устройства является недостаточно высокая точность, обусловленная дрейфом нуля в суммирующем усилителе, ограниченный частотныи диапазон, за счет применения фильтров.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство 31, основанное на преобразовании многофазного напряжения, которое поступает на прибор постоянного тока, изменении фазы до достижения максимального показания прибора и определения по этому показанию и фазовому сдвигу амплитуды симметричных составляющих.5 Известное устройство содержит преобразователь аналог-катод, фазосдвигающее устройство, пересчетный блок, переключатель чередования фаз, регистрирующий прибор постоянного тока.10 Амплитуды симметричных составляющихв таком устройстве определяют по прибору постоянного тока, т, е. по среднему значению сигнала, поэтому при измерении не.синусоидальных сигналов возникает мето дическая погрешность.Кроме. того, слабая помехозащищенностьпо фазе, так как значение фазы определяется по переходу сигнала через нуль, поэтому при несинусоидальном входном сиг нале также возникает большая методическая погрешность.Целью данного изобретения явлвышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, чтов устройство, содержащее преобразователь аналог-код, переключатель фаз, фазосдвигающее устройство, пересчетный блок и регистрирующее устройство, введены последовательно соединенные множительное уст ройство, реверсивный счетчик, пороговоеустройство и задатчик кодов, а также различитель полярности, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход - с входом пересчетного блока., причем входной зажим устройства через прс образователь аналог-код соединен с входом множительного устройства, а через последовательно соединенные переключатель фаз и фазосдвигающее устройство - с задатчиком кодов, второй вход пересчетиого 10 блока соединен с выходом рсверсивиого счетчика и входом регистрирующего устройства, его выход - с входом задатчика кодов, выход задатчика кодов - с вторым входом множительного устройства, а вто рой выход порогового устроиства - с вторым входом фазосдвигающего устройства.Поясним принцип построения предлагаемого устройства измерения симметричных составляющих трехфазной системы пере менных напряжений.Запишем выражения для мгновенных значений прямой У;, обра-,иой 1/, и нулевой У последовательностей:+ Ь, 81 П(гс 1+ Ч,). (3) 35Умножим мгновенное значение фазы АНа НарМИрОВаННуЮ ГарМОНИКу 81 П (гав+рА),где 1 рА - начальная фаза нормированнойгармоники. 43и2 ЪЬАу: - с Аси 81 П (г сг + Ч А) Хпс=1, СО 8(сгг+ сР ), (5)БАЙ - ПрОЕКцИя ВЕКтОра 1 сАггг Намнимую ось комплекснойплоскости;ЯАХ - ПрОЕКцИя ВЕКтОра Атна действительную ось 55комплексной плоскости;с 2 гс- момент дискретизациисигнала;и - количество точек дискретизации.При условии г 1 гА = срА имеемЗАу = -УАсгг 81 п 2 (11+Ч" А) =Ь 5 1 сАтсО 8 2 (гсгсг + Ч А), (6)с Ат%2г:1и2 %ЮАХ -сс Ат 81 П (О сг + Ч А) ХП,вессс,гс=1и", 81 п 2(. 11+ ЧА) =О,г=тО Аиг - А 1Амплитудные и фазное значения фаз В и 1, определяются аиалогигшо.Из выражений (4 - :7) видно, что если добиться выполнения условия ф = ср (равенство начальных фаз исследуемой системы напряжений и нормированных гармоник), то амплитуда основной гармоники каждого из фазных напряжений равна мнимой части вектора амплитуды, На этом и основан принцип действия предлагаемогоустройства,На чертеже показана структурная схема устройства измерения симметричных составляющих трехфазной системы переменных напряжений,Она состоит из пересчетного блока 1, задатчика кодов 2, множительного устроиства 3, преобразователя 4 аналог-код (ПАК), реверсивного счетчика 5, порогового устройства 6, фазосдвигающего устройства 7, различителя полярности 8, переключателя 9 фаз, регистрирующего устройства 10.Б исходном состоянии в пересчетном блоке 1 записано значение угла сро, с которого начинается поиск угла фПреобразователь аналог-код 4 преобразует напряжение у в моменты измерения 11 в числовые коды. Задатчик кодов 2 задает в цифровом коде значения соз(о 1 гг + + ср), а по команде с порогового устройства 6 задает значение 81 п(оА + ср) или 81 п(ог, + ср = 120). Множительное устройство 3 в моменты измерения 1; перемножает значения напряжения, поступившие с ПАК 4, и значения ортогональных функций, поступившие с задатчика кодов 2. Различитель полярности 8 определяет знак приращения фазы нормированной гармоники. Переключатель фаз 9 устанавливает порядок подключения измеряемых фаз и измеряемую последовательность. Переключатель 9 фаз управляет режимом работы фазосдвигающего устройства 7, которое сдвигает фазу на120.Работает устройство следующим образом,Переключателем фаз 9 устанавливаемрежим измерения фазы А.С пересчетного блока 1 код, пропорциональный первому. значению начальной фазы Рлю ноРмиРованной основной гаРмоники, поступает на задатчик кода 2, а с негокод, пропорциональный значению соз(оА++ рлю), поступает на один из входов множительного устройства 3, где перемножается с мгновенным значением входного сигнала в точке измерения 1;, которое поступает с выхода преобразователя аналог-код4. В результате в реверсивном счетчике 5за и точек измерения запишется значение5 лх согласно выражению (5). 15После этого начинается второй цикл измерений, при котором в пересчетном блоке1, по команде, поступившей с реверсивногосчетчика 5, вместо угла 1,ю устанавливается угол рл = р,ю+ Лли В конце второгоцикла в реверсивном счетчике 5 запишетсяновое значение дл.Изменение угла рА продолжается до выполнения условий 5,х = 0. В этот моментвремени срабатывает пороговое устройство 256 и выдает сигнал на задатчик кода 2, скоторого на множительное устройство 3 поступает значение з 1 п(юА+ ,), в результате чего в реверсивном счетчике 5 фиксируется мнимая составляющая фазы А, ко- ЗОторая равна амплитудному значению фазыР, (6), а в пересчетном блоке 1 - начальная фаза,Аналогично находятся амплитудные ифазные значения фаз В и С. 35При определении прямой (обратной) последовательности в фазах В и С необходимо сдвинуть фазу на угол 120, согласно выражениям (1) и (2). Сдвиг на угол+.120 осуществляет фазосдвигающее уст чройство 7, вводя код угла 120 в задатчиккодов 2. Знак этого кода определяется переключателем фаз 9,Предложенный принцип построения прибора позволяет измерить амплитуду и фазу симметричных составляющих при. несинусоидальном входном сигнале с высокой точностью и в широком диапазоне частот. Формула изобретенияУстройство измерения симметричных составляющих трехфазной системы переменных напряжений, содержащее преобразователь аналог-код, переключатель фаз, фазосдвигающее устройство, пересчетный блок, регистрирующее устройство, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные множительное устройство, реверсивный счетчик, пороговое устройство и задатчик кодов, а также различитель полярности, вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход - с входом пер есчетного блока, причем входной зажим устройства через преобразователь аналог-код соединен с входом множительного устройства, а через последовательно соединенные переключатель фаз и фазосдвигающее устройство - с задатчиком кодов, второй вход пересчет- ного блока соединен с выходом реверсивного счетчика и входом регистрирующего устройства, его выход - ,с входом задатчика кодов, выход задатчика кодов - с вторым входом множительного устройства, а второй выход порогового устройства - с вторым входом фазосдвигающего устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР473126, кл. С 01 Я 29/16, 1975.2. Авторское свидетельство СССР432542, кл. С 066 7/62, 1974.3. Авторское свидетельство СССР374557 кл, С 01 К 29/16 1973.676948 Составитель Н. ЛедащевРедактор Е. Караулова Техред А, Камышникова Корректор А. Степанова пография, пр. Сапунова,аказ 1542/4 ПО Поиск Изд. ЛЪ 439 Тираж 1090 Подписноеосударственного комитета СССР по делам изобретений н сткрытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 45