Измеритель напряжений прямой и обратной последовательности трехфазной сети

,322 (088,8) Дата опубликования описания 23.09.80(71) Заявитель Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ТРЕХфАЗНОЙ СЕТИ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измере. ния прямой или обратной последовательности напряжений трехфазной сети. Известны активно-емкостные фильтры сим 5 метричных составляннцих 11. Им свойственна значительная частотная погрещность, вызываемая зависимостью реактивных сопротивлений элементов фильтра от частоты, а также температурная1 О и временная нестабильность этих элементов.. Известен измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии 23Это устройство содержит источник опорных трехфаз ых напряжений нулевой, прямой и обрат ной последовательностей, коммутатор, входы которого подключены к источнику опорных напряжений и к туехфазной сети, преобразователи трехфазного напряжения в однофазлое, входы которого соединены с выходами коммутатора блока ав-26 томатической установки коэффициента передачи, сумматора, блок программного управления. Причем сами блоки автоматической установки коэффициента передачи содержат блок сравне. ния амплитуд, управляемые фазовращатели, де. лителн и сумматор.Это устройство имеет сложную конструкцию и реализует довольно сложный алгоритм измерения, обусловленный предварительной настройкой блоков автоматической установки коэффициента передачи. Например, при измерении на. пряжения обратной последовательности сначала на вход преобразователя подают напряжение нулевой последовательности и регулируют элементы преобразователя до достижения на его выходе нулевого значения напряжений. Затем добиваются равенства нулю соответствующими регулированиями напряжения на выходе при подаче на вход преобразователя опорного на пряжения прямой последовательности. И толь. ко после этого добиваются номинального эна. чения коэффициента передачи по напряжению обратной последовательности, т.е, имеют место три регулировочные операции.Целью изобретения является упрощение про. цесса измерения.Достигается это тем, что в измеритель напряжений прямой и обратной последовательпос765759 Блок 18 управления периодически замыкает ключ 14, затем ключ 15 и т.д, Время, на кото. рое замыкаются ключи, в несколько раз больше, чем время установки минимума выходного напряжения ФСС 4, Выходное напряжение блока .10 поступает поочередно через ключи 14 или 15 на исполнительные блоки 16 или 17.На фиг, 2 изображена векторная диаграмма напряжений обратной последовательности источника.1 - равносторонний треугольник Ь АВС. В процессе регулировки элементов 5, 6 потенциалы в точках О и Е могут перемещаться относительно Ь АВС только по дугам полуокруж. ностей с центрами в точках О, и 02, которые лежат на середине сторон АВ и ВС.Пусть исходное состояние элементов 5 и 6, такое, что потенциалы в точках О и Е ФОС соответствуют точкам О Е, на фиг, 2 На вход блока 10 выделения минимума огибающей напряжения поступает напряжение 0 . Выходное напряжение блока 10 через открытый ключ 14 поступает на исполнительный блок 16, который регулирует элемент 5 до достижения минимума напряжения О , При этом точка О будет переЮ.мешаться по дуге полуокружности СОВ. Минимум напряжения О соответствует точке О 2, которая лежит на радиусе 00, проходящем через точку Е,. 3тей трехфазной сети, содержащий источниктрехфазного симметричного опорного напряже.ния, коммутатор, три входа которого подключены к источнику опорного напряжения, а чет.вертый вход - к фазе сети, измерительныйпреобразователь трехфазного напряжения в однофазное, входы которого псдключены к вы.ходам коммутатора, блок управления и регистратор, введены блок выделения минимума огибающей напряжения, пороговый элемент, два 10управляемых ключа, переключатель и два исполнительных блока, а измерительный преобра.зователь выполнен в виде фильтра симметрич 7ных составляющих, один из элементов каждогоплеча которого является управляемым, причемоба выхода фильтра подключены к входам регистратора и блока выделения минимума огибающей напряжения, выход которого через управляемые ключи и исполнительные блоки подключен к управляющим входам фильтра симмет ричных составляющих, а через пороговый элемент - к входу блока управления, выходы ко.торого подключены к управляющим входамключей и коммутаторов, пятый и шестой входы которого подключены к двум фазам сети 25через переключатель, а третья фаза подключенак входу источника опорного напряжения,При этом блок выделения минимума огибающей напряжения Выполнен в виде последовательно соединенных согласующего каскада, вы.прямителя и дифференцирующего каскада, при.чем входы согласующего каскада являются нхо.дами блока, а выход дифференцирующего каскада - выходом блока,3511 а фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 . - векторная диаграмма напряжений, поясняющая его работу,Измеритель напряжений прямой и обратной последовательности трехфазной сети содержит источник 1 симметричного трехфазного напряжения, вход которого подключен к одной из входных шин, коммутатор 2, входы которого подключены к источнику 1 и через переключатель 3 - к входным шинам, фильтра симметричных составляюгцихф)СС) 4, состоящим из уп. равляемых элементов 5, 6 и конденсаторов 7, 8 входы которого подключены к выходам ком мутатора 2. Выходные шины ФСС 4 подключены к регистратору 9 и к блоку 10 выделения минимума огибающей напряжения, который со. стоит из последовательно соединенных согласующего каскада 11, выпрямителя 12 и дифференцируюшего каскада 13, выход которого через ключи 14, 15 и исполнительные блоки 16,17 присоединен к уиравляюцим входам управляемых элементов 5, 6. Выходы блока 1 Я управления подключены к управляющим входам коммутатора 2 и к входам ключей 14, 15, вход асинхронизации блока 18 соединен с выходомблока 10 через пороговый элемент 19,Блоки 16 и 17 в своем составе должны содержать интегрирующие блоки. Элементы 16и 5, 17 и 6 могут быть выполнены в видеединых блоков, например, реверсивные счетчики и управляемые сопротивления или электродвигатели, роторы которых соединены черезредукторы с осями потенциометров.Устройство работает следующим образом,Блок 18 управления вырабатывает управляющий сигнал, который. поступает на коммутатор 2. При этом коммутатор 2 подключает квходам ФСС 4 источник 1, Выходное напряжение ФСС 4 поступает в блок 10 Ьыделения минимума огибающей напряжения. Блок 10 рабо.тает следующим образом. Выходное напряжениеФСС 4 поступает в согласующий каскад 11, гдеосущестВляется гальваническая развязка и масштабирование сигнала, который затем выпрям.ляется в выпрямителе и поступает в дифференцирующий каскад 13, выходное напряжение которого пропорционально приращению огибающейнапряжения за единицу времени. Если выходное напряжение ФСС 4 в процессе регулирования его элементов уменьшается, а затем увеличивается, то после перехода огибающей напряжения через минимум, выходное напряжение блока 10 меняет знак, а в момент перехода черезминимум равно нулю.5 7На следующем такте блок 18 управления размыкает ключ 14 и замыкает ключ 15, При этом будет регулироваться элемент 6 до достиженияминимума напряжения О . Точка Е будет перемещаться по дуге полуокружности ВЕА. Ми. нимум напряжения О будет соответствовать точке Е, которая лежит на радиусе О,Е проходящем через точку О,.Затем опять замыкается ключ 14 и размыкается ключ 15 и регулируется элемент 5. При этом точка О из точки О, переместится в точку 0, и т.д, Как видим этот процесс сходя. щийся и в конце концов точки О и Е практически совместятся.Когда точки 0 и Е совместятся, они совпадут с точкой, которая лежит на середине стороны АС треугольника Ь АВС. При этом коэффициент передачи ФСС 4 по напряжению обрат 1 ной последовательности равен нулю, а коэффи. циент передачи по напряжению прямой после. довательности равен 3/2.После того, как точки 0 и Е совместятся через конечное число шагов итераций, блок 18 управления переключает коммутатор 2, и входное трехфаэное напряжение поступает на ФСС 4. Так как коэффициент передачи ФСС 4 по напряжению прямой последовательности равен 3/2, а коэффициент передачи по напряжению обратной последовательности равен нулю, то на вход регистрирующего устройства 9 поступит только напряжение прямой последовательности.При измерении напряжения обратной после. довательности переключатель 3 устанавливается в верхнее (см. фиг. 1) положение, при этом напряжение обратной последовательности трехфазной сети образует на входе ФСС 4 прямую последовательность напряжений.Для повьпдения быстродействия устройства выход блока 10 через пороговый элемент 19 соединен с входом синхронизации блока 18. При этом блок 18 переключает ключи 14 и 15 на следующий такт работы при срабатывании порогового элемента 19, Если при каком-либо переключении блока 18 выходное напряжение блока 10 меньше уровня срабатывания порогового элемента 19, то это свидетельствует о практическом совмещении точек 0 и Е в точ. ке, которая лежит на середине стороны АС, при этом блок 18 переключает коммутатор 2, и.входное трехфазное напряжение поступает на ФСС 4.Таким образом, в предлагаемом устройстве . осуществляется только одна регулировочная 65759 6операция - достижение нулевого козффицнента передачи по напряжению обратной последо.вательности. Это существенно упрощает процесс измерения по сравнению с прототипом. Формула изобретения 1. Измеритель напряжений прямой и обрат.ной последовательности трехфазной сети, содер 10 жащий источник симметричного трехфазногоопорного напряжения, коммутатор, три входакоторого подключены к источнику опорногонапряжения, а четвертый вход - к фазе сети,измерительный преобразователь трехфазного на 15 пряжения в однофазное, входы которого под.ключены к выходам коммутатора, блок управ.ления и регистратор, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения измерений, в неговведены блок выделения минимума огибающей2 О напряжения, пороговый элемент, два улравля.емых ключа, переключатель и два исполнительных блока, а измерительный преобразовательвыполнен в виде фильтра симметричных состав.ляющих, один иэ элементов каждого плеча ко 25 торого является управляемым, причем оба выхода фильтра подключены к входам регистратора и блока выделения минимума огибающейнапряжения, выход которого через управляемыеключи и нспотпштельные блоки подключен к3 О управляющим входам фильтра симметричныхсоставляющих, а через пороговый элемент к входу блока управления, выходы которого подключены к управляющим входам ключей и коммутатора, пятый и шестой входы которого подключены к двум фазам сети через переключатель,а третья фаза подключена к входу источникаопорного напряжения.2. Измеритель поп. 1, отлича ющи йс я тем, что блок вьщеления минимума оги.40 бающей напряжения выполнен в виде последовательно соедикенных согласующего каскада, вы.прямителя и дифференцирующего каскада при.чем входы согласующего каскада являются входами блока, а выход дифференцирующего кас 45 када выходом блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Фабрикант В. Л. Фильтры симметричныхсоставляющих. М. Госэнергоиэдат, 1962, с.50 100 - 106,2. Авторское свидетельство СССР по заявкеИо 2636950/21, кл. б 01 В 29/16, 06.12.78