Измеритель симметричных составляющих трехфазной сети

,о;ну, О П И С А Й"Я"й- ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскид Социалистических Республик(22) Заявлено 2 10277 21) 2454054/18-21 с присоединением заявки Ио Государствеиицй иомитет СССР по делам изобретений и отирытий(088 8) Опубликовано ЗОО 5,80. Бюллетень М 20 Дата опубликования описания 30.05.80(71) Заявитель 54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СИЗЩЕТРИЧНЯХ СОСфУАВЛЙВЦЙХ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИИзобретение относится к областиконтроля качества электроэнергиисистем электроснабжения.Известно устройство для измерениясимметричных составляющих, содержащее трансформаторы выпрямители сфильтрами и регистрирующий прибор 11,Недостатками такого устройстваявляются ограничения по частоте иналичие методических погрешностейпри несинусоидальной форме исследуемой системы трехфазных напряжений,Эти недостатки обусловлены использованием фильтров, выпрямителей итрансформаторов, 15Известно устройство, содержащеетри трансформатора, три выпрямительных моста с фильтрами, трехвходовойфункциональный преобразователь, преобразующий постоянные напряжения, 20пропорциональные входным напряжениям,в среднеквадратичную величину изразностей, и регистрирующий прибор 2),к недостаткам этого устройства 25следует отнести ограниченный частотный.диапазон, наличие методическойпогрешности и недостаточные Функциональные возможности, так как этоустройство предназначено для иэмере 2ния составляющей обратной последовательности; Оно не позволяет измерятьвсе симметричные составляющие и темсамым коэффициент несимметрии.Наиболее близким,техническим решением к изобретению является устройство, содержащее генератор однофазной последовательности импульсов,Фазосдвигающее устройство, пересчетную цепь," переключатель порядка чередования Фаз, управляемый выпрямительи регистрирунищйй прибор. Принципдействия этого устройства основан напреобразовании многофазного напряжения путем выпрямления с помощью управляемого выпрямителя и измерениямаксймального значения этого напряжения с помощьЮ Прибора йостоянноготока. Максимального значения добиваются сдвигом по фазе последовательности импульсов, управляющих выпрямителем, для каждой из симметричных составляющих 3),Недостатками этого устройстваявляются наличие методических погрешностей в измерении амплитуд симметричных составляющих, возникающих приотклонении,исследуемых напряжений отсинусоидальной Формы, эти погрешности вызываются тем, что амплитуды7сййетричйых составляющих определяют по среднейму" значению"выходных" сиг налов выпрямителя; наличие методичес- ких погрешностей в измерении Фаз симметричных составляющих, также обусловленных отклонением напряжений от синусоидальной Формы и наличием помех э этих напряжениях, они возни кают из-за применения нуль-органов для определения фазовых сдвигов; не-высокое быстродействие (или большое время измерений), так как данное устройство реализует поисковый метод :йзмеренвй. Время измерения возрастает с увеличением точности. когда фазу последовательности импульсов, управляющих вентилем, необходимо менять с малой дискретностью. Так, даже при дискретности в 1 число часов может достигать 359. Если же учесть время, необходимое для окончания переходных процессов в управляемом выпрямителе и измерительном приборе, то общее время измерений еще больше возрастает;Цель настоящего изобретения состОит в Поеьнаении точности и быстродействия измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее коммутатор Фаз, фазосдвигающее устройство и"два регйстрирующих устройства, введены,преобразователь аналог - код,дваййожйтельных устройства, два реверсивных счетчика, задатчик кодов си-. " нусойдальйых фуйкций, ойределитель зйака, кЭадратор, делительное устройствр, нуль-орган и блок управления,Прй э"том коммутатор Фаз по входу под ключен к входу устройства, по перво-. му выходу через Фазосдвигающее уст- .ройство - к первому входу задатчикакодов сйяусоидальных Функций; а повторому ьыходу через нуль-орган - к :пераому входу определителя-знака ик инФормациойному входу преобразова-"тели анол 6 г - код, уйравляющий входкоорбго связан с первым входом блока управления, а выход через двеветви, каждай.из которых содержит ":последовательно соединенные множи-тельное устройство и реверсивныйсчетчик - с двумя входами квадратора,,выход которого соединен с первымрегистрирующим устройствомй"через "делительное устройсво со вторымрегистрирующим устройством, управляющие входы делительчого устройстваи кваардтора соединены со вторым выходом блока упраленыя, а третьей вы-"ход блока уйравления - со вторымвходом задатчика кодов синусоидаль нщФункций, который двумя выходамисоединен со вторыми входами множительных устройств, а третьим выходомчерез определитель знака - со вторыми входазй "Мверсйвных счетчиков.На чертеже изобрМена структФнаясхемаизмерителя симметричных сбстав;ляющих трехфаэной сети. 37882 Устройство состоит из коммутатора1 фаз, преобразователя 2 аналог-код(ПАК), блока 3 управления, множительных устройств 4 и 5,задатчика б кодовсинусоидальных функций, реверсивныхсчетчиков 7 и 8,определителя 9 знака,фаэосдвигающего устройства 10, квадратора 11, регистрирующих устройств12, 13, делительного устройства14, нуль-органа 15,В исходном состоянии трехфазноеО напряжение подается на вход коммутатора 1 фаэ, подключающего измеряемуюфазу к входу преобразователя 2 аналог-.код .и управляющего фазосдвигающим устройством 10.15 Преобразователь 2 аналог-код преобразует напряжение 1)(; ) в точкахизмерения 1; в числовые коды, Задатчик б кодов синусоидальных функцийзадает в цифровом коде значениясоэ и); и з 1 п а которые перемножаются множительными устройствами4, 5 со значениями измеренного в этотмомент напряжения 1)(т; ), Режим работы реверсивных счетчиков 7 и 8 зацается определителем 9 знака, которымуправляет нуль-орган 15 и задатчик 6кодов,Квадратор 11 предназначен длявозведения в квадрат, суммирования иизвлечения квадратного корня из сумЗО мы квадратов, Выход квадратора соединен с регистрирующим устройством 12и делительным устройством 14,Блок 3 управления служит для формирования на своих выходах сигналов35 на запуск преобразователя 2 аналогкод в моменты с; и ввод кодов синусоидальных Функций соэ а; и з 1 п а;с задатчика б в эти моменты в множительные устройства 4 и 5 соответствен 40 но, а также дЛя синхронизации работыквадратора 11 и делительного устрбйств а 14Работа устройства заключается вследующем.Коммутатор фаэ 1 подключает ФазуА ко входу преобразователя 2, Измеренные мгновенные напряжения(е; )перемножаются множительными устройствами 4, 5 со значениями соя ш; из 1 п ю), заданными эадатчиком б ко 5 О дов. Знак произведения определяет(соответственно устанавливает ревер сйвные счетчики 7 и 8 на суммированиеили нйчитания) определитель 9 знака,который по входам управляется с выхо 55 дов нуль-органа 15 и задатчика бкодов.После определения квадратурныхсоставлпющих фазы А коммутатор 1 фазподключаат фазу В ко входу преобразбвателя 2 аналог-код Измерениеквадратурных составляющих фазы Ваналогично измерению .квадратурныхсоставляющих фазы А. Отличие состоиттолько в том, что при измерениисоставляЮщих Фазы В напряжение П ( )умножается на коды синусоидальных737882 к напряжению прямой последовательнос-ти, что является коэффициентом не-уравновешенности,Техническое преимущество данногоприбора заключается в возможном изменении симметричных составляющих ииттерфициентов несимметрии и неуравновешенности в широком частотномдиапазоне, с высокой точностью ибольшим быстродействием. Формула ивобртения 5Измеритель симметричнчх составляющих трехфазной сети, содержащий коммутатор фаз, фаэосдвигающее устройст.во и два регистрирующихустройства,отличающий с я тем, что, сцелью повышения точности и быстродействия измерений, в него введеныпреобразователь аналог - код, двамножйтельньМ устройства,"два реверсивных счетчика, эадатчик кодов синусоидальных Функций, определитель эна.ка, квадратор "делйтельное устройство, нуль-орган и блок управления,причем коммутатор фаз по входу подключен к"вхбду устройства, по первому выходу через фаэосдвигающее устрсйство - к первому входу задатчикакодов синусоидальных функций, а повторому выходу"через нуль-орган -кпервому входу определителя знака ик информационному входу преобразователя аналог-код,упоавлймщий входкоторого связан-с первкм входом блока управления, а выходчерез двеветви", каждая из которых содержитпоследовательно соединенные множительное устройство и реверсивный счетчик, - с двумя входами квадратора,выход которо 1 о соединен с первымрегистрирующим устройством и черезделительное устройство со вторым ре-.гистрирующим устройством, управляющие входы деюжтепьного устройства иквадратора соединены-со"вторым выхо-" "дом блока упрайления, а третий выходблока управления соединен со вторимвходом задатчика кодов скнусойдальных функций, который двумя выходами .соединен с 6 вторыми входами множительных устройств, а третьим выходомчерез определитель знака - со вторыми входами реверсивных счетчиков,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 473126, кл, С 01 В 29/16, 1974.2. Авторское свидетельство СССРУ 481859, кл, С 01 й 29/16, 1974.3. Авторское свидетельство СССРР 374555, кл, С 01 В 29/16, 1973. 20 Цифроьой код, пропорциональныйнапряжению прямой последовательности,поступает на регистрирующееуСтройство 12 и в делительное устройство 14. 25Перед определением следующей щоследовательности все узлы измерителяустанавливают в исходное, состояние,кроме делительного устройства 14, вкотором записано напряжение прямой ЗОпоследовательности У, .При определении напряжения обратной последовательности 0 работа уст 2ройства аналогична определению напряжения прямой последовательностиУ. При этом мгновенные значения.35напряжения Ц (1;) перемножаются сзначениями функций созе 1; и я 1 пФС;,мгновенные значения напряженияУ (;.) - с значениями функцийсояОЭ( 1; - 120 ) и я 1 п (ОЭ; - 120 ), 4 Оа мгновенные значения напряженияБ, (т;) - с значениями функций,соя (щ; + 120 ) и я 1 п (ЮФ. + 120 ).Квадратурнь 1 е составляющйе У и02 у из реверсивных счетчиков 7 и 8 45поступают на квадратор 11, где онивозводятся в квадратор, суммируютсяи из суммы квадратов, извлекаетсякорень, Вычесленное напряжение обратной последовательности П 2 поступаетна регистрирующее устройство 12 и вделительное устройство 14В делительном устройстве 14 получают отношение напряжения обратной последо-вательности 02 к напряжению прямойпоследовательности, О 1 ( измеренноев предыдущем цикле). Это отношение иявляется коэффициентом несимметрии.Коэффициент несимметрии фиксирует"ся в регистрирующем устройстве 13,При определении напряжения нулевой ВОпоследовательности мгновенныезначения напряжений фаз умножаются на значения функций сова ; и я 1 п о; . функций, сдвинутые на +1204 . Сдвиг на 120 производит ся с помощью фазоОсдвигающего устройства 10, управляе мого коммутатором 1 фаз..При измерении квадратурных составляющих фазы С коммутатор фаз подключает фазу С ко входу преобразователя 2 аналог-код, В остальном измерение квадратурных составляющих фазы С такое же, как и Фазы А. Отличие состоит в том, что фаэосдвигающееустройство 10 осуществляет сдвиг кбдов синусоидальных функций, формируемых на выходах задатчиков 6, на угол -120 ф,Квадратурные составляющие прямой последовательности 0 и П, поступают в квадратор 11, в котором определяется напряжение прямой.последовательности. В остальном операции аналогичны .преищущим режчмам." В делительном устройстве 14 получают отношение напряжения нулевой последовательности О737882 Составитель Н.Савинраулова Техред М,Петко Корректор Н.Стец Редактор Заказ П Патент, г,ужгород, ул.Проектн 657/27Тираж 101 ЦНИИПИ Государствен поделам изобрет 113035, москва, Ж, Подписноеета СССРрытийаб;, д, 4/ го комиий и оуиская