Устройство для измерения симметричных составляющих напряжений трехфазной сети

,1013875 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 19) б О,С 01 АРСТВЕНН ЛАМ ИЗОБ ОМИТЕТ СССР ЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В.В.Брайко, В.Е,Ефремов, О расинский, С.Г.Таранов и И.П,Гр (71) Институт электродинамики АН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 473126, кл. б 01 Й 29/04, 19752. Авторское свидетельство СССР760,кл. 6 01 й 29/16 1980(про)(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ, ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ, содержащее масштабно-суммирующий преобразователь, переключатель, четыре ключа, блок умножения, два блока усуеднения напряжения, регистрирующий прибор, формирователь, блок уиножения частоты распределитель импульсов, блок формирования угла сдвига фазы опорных сигналов, причем четыре. входных зажима устройства соединены с входаМи масштабно-суммирующего преобразователя, выходы которого через пере-. ключатель соединены с входами перого и второго ключей, выходы котоых объединены и через блок,умножения соединены с входами третьего и четвертого ключей, выход третьего ключа через первый блок усреднения напряжения соединен с регистрирующим прибором и входом блока формирования угла сдвига фазы опорных сигналов, выход четвертого ключа через второй блок усреднения напряжения соединен с другим входом блока формирования угла сдвига фазы опорных сигналов, выход четвертого ключа, че-, рез второй блок усреднення напряжения соединен с другим входом блока формирования угла сдвига фазы опорных сигналов, первый входной зажим подсоединен через формирователь к другим входам первого и второго блоков усреднения напряжения. к первому входу распределителя импульсов, к третьему входу блока Формирования угла сдвига фазы опорных сигналов и к входу блока умножения частоты, выход которого соединен с четвертым входом блока формирования угла сдвига Фазы опорных сигналов и к синхронизирующему входу распределителя.имР пульсов, первый и второй выходы расВ . пределителя импульсов соединены с управляющими входами первого и второго ключей, пятый и шестой выходы - с управляющими входами третьего и четвертого ключей, о т л и ч а ю щ е ес я тем, .что, с целью повицения . :быстродействия, в него введены ком.бинационный сумматор и блок формирования констант, причем третий и четвертый выходы распределителяим. пульсов соединены,с первым и вторым входом комбинационного сумматора, выходы которого соединены с первым и вторым входами блока формирования констант, первый и второй выходы блока формирования угла сдвига фазы опорных сигналов соединены с третьим и четвертым входами комбинационного сумматора, остальные выходы блока Фор мирования угла сдвига фаз опорных сигналов соединены с входами блока ,Формирования констант, выходы кото-,т . рого соединены с входами блока умножения.65 фИзобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для измерения симметричныхсоставляющих основной частоты и гармоник напряжений трехфазной сети.Известно устройство для измерения 5симметричных составляющих прямой иобратной последовательностей систе-мы трехфазйыхнапряжений, котороесодержит Фильтр боковой частоты, преобразователь трехфазной системы напряжений в э-фазную, двухполупериодный выпрямитель, частотно избирательный фильтр, вольтметр 1 .Недостатки этого устройства -применение громоздких и сложных в иэготовлении многофазных трансформаторов, необходимость подбора диодовпо идентичным валвтамперным характеристикам, а также применение селективных фильтров настроенных на различные гармоникинапряжения, Жо снижает точность и быстродействие уст-,ройства.Наиболее близким по технническойсущности и решаемой задаче к изобретению является устройство для измерения симметричных составляющих напря.жений трехфаэной сети, содержащеегенератор, блок сдвига фазы, индикатор, блок симмирования напряжений,масштабно-суммирующий преобразователь 30переключатель, блок умножения, дешифратор, счетчик, умножитель частоты, преобразователь кода в число импульсов,делитель напряжения, два фильтранижних частот блок усреднения напряжений ), элементы И, пять ключей 2 .Недостатком известного устройстваявляется низкое быстродействие, чтоне позволяет использовать его для измерения колебаний напряжения трехфаэной сети, которые характеризуютсяскоростью изменения огибающей напряжения прямой последовательности основной частоты. Это обусловлено тем,что фаэные напряжения преобразуются . в течение четырех периодов напряжения сети, а неодновременное измерение Фазных напряжений приводит ксущественным динамическим погрешностям измерения симметричных составляющих, 50Целью изобретения является повйшение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения симметричных составляющих напряжений трехфазной сети, содержащем масштабно-суммирующий преобразователь, переключатель, четыре ключа, блок умно. жения, два блока усреднения напряжения, регистрирующий прибор, форМиро ватель, блок умножения частоты; распределитель импульсов, блок формирования угла сдвига фазы опорных сигналов, причем четыре входных зажима устройства соединены с входами масштабно-суммирующего преобразова,теля, выходы которого через переключатель соединены с входами первогои второго ключей, выходь которыхобъединены и через блок умножения,соединены с входами третьего и чет. вертого ключей, выход третьего ключачерез первый блок усреднения напряжения соединенной с регистрирующим.прибором и входом блока формирования угла сдвига Фазы опорных сигналов, выход четвертого ключа черезвторой блок усреднения напряжения соединен с другим входом блока формирования угла сдвига фазы опорныхсигналов, выход четвертого ключачерез второй блск усреднения напряжения соединен с другим входом блока формирования угла сдвига. фазыопорных сигналов, первый входнойзажим подсоединен через формирователь к другим входам первого и второго блоков усреднения напряжения,к первому входу распределителя импульсов, к третьему входу блокаформирования угла сдвига Фазы опорных сигналов и к входу блока умно"жения частоты, выход которого соединен с четвертым входом блока Формирования угла сдвига фазы опорныхсигналов и к синхронизирующему входу распределителя импульсов, первыйи второй выходы распределителя импульсов соединены с управляющимивходами первого и второго ключей,пятый и шестой выходы - с управляющими входами третьего и четвертого ключей, введены комбинационныйсумматор и блок формирования констант, причем третий ичетвертыйвыходы распределителя импульсовсоединены с первым и вторым входомкомбинационного сумматора, выходыкоторого соединены с первым и вторым входами блока формированияконстант, первый и второй выходыблока Формирования угла сдвига фазы опорных сигналов соединены с третьим и четвертым входами комбинационного сумматора, остальные выходыблока Формирования угла сдвига фаэопорных сигналов соединены с входамиблока формирования констант, выходы которого соединены с входами блок умножения.На фиг.1 приведена блок-схема устройства для измерения симметричныхсоставляющих напряжений трехфазной сети; на фиг.2 - временные диаграммыего работы.Устройство содержит масштабно-суммирующий преобразователь 1, переключатель 2 и ключи 3 и 4, блок 5 умножения, ключи б и 7, блоки 8 и 9 усреднения напряжения, блок 10 формирования угла сдвига фазы опорных сигналов, регистрирующий прибор 11, формирователь 12, умножйтель 13"частоты,распределитель 14 импульсов, блок 15 Формирования констант комбинационный сумматор 16,Блок 10 Формирования угла сдвигафазы опорных сигналов содержит нуль-ор.ганы 17 и 18 триггеры 19 и 20, схемы И 21 и 22, счетчик 23, преобразователь 24 кода в число импульсов и делитель 25 напряжения.На фиг.2 приведены временные диаграммы входных напряженийОА, ОБ, Ос, 10выходных сигналов формирователя. 120умножителя 13 частотыО и распре"ВйВделителя 14 импульсов А,В,В,Г,Д,Е) .Напряжение К-ой гармоники прямой,;обратной и нулевой последовательностей трехфазной сети, выраженные через ортогональные состанляющие Фазныхнапряжений равны после соответствующих преобразований, что можно эаписат:в общем виде, "к,и20Ь 8 ГЬ 9 ф 9 К9=9),+ Ь, 1)где Ь принимает зйачения +,О - индекс, указывающий последовательность напряжений,Ьэк, ЬэкЬк- синусные, 4 к,аэ с - косинусныесоставляющие К-ой гармоники напряжений 5-ой последовательности н 0 0" .Масштабно-суммирующий преобразователь 1 содержит измерительные трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к входным шинам таким образом,,чтобы на его выходах были напряжения 0: - "(О+О +О )0= - 0+ - О -- О11 1г Тд 2 ь г стЗ б 1 С е) 35 40 При помощи переключателя 2 устанавливается режим измерения напряже.ния нулевой, прямой или обратной последовательностей. При этом на вхо-, ды ключей 3 и 4 подаются напряжения О , О" , соответственно равные О, О или Ог, О, или Ог, О.Один цикл работы устройства соответствует одному периоду напряжения 0 Работа устройства синхронизируется выходными импульсами формирователя 12, период следования которых равен пе риоду Т напряжениясети. Эти им- . пульсы йоступают на вход умножителя 13 частоты, период следования выход ных импульсов которого равен Тк/М, где М - коэффициент умножения частотыВыходные импульсы умножителя 13 частоты поступают на вход распреде- лителя 14 импульсов и преобразовате ля 24. После каждого импульса на вхо. де преобразователя 24 он Формирчет . ,йачку из К импульсов. Эти импульсй подаются на вход установки в нуль, 1 При этом схема И 22 открыта, а схе Ь 13 О (Й п23,ма И 21 закрыта, а, выходные импуль;сы преобразователя 24.поступают насчетный вход счетчика 23, вес которого равен единице.Исходное состояние счетчика 23,соответствующее началу периода напряжения ОА , равно с),6 . Следовательно, его состояние после и-го), ,))Каждому состоянию с, соответотвуиет коэффициент передачи блока 5умножения, равный уп - , Коэффи 2М ициент передачи блока 5 и состоянйесчетчика 23 взаимно связаны таккак выходы п.следнего подключенычерез блок 15 Формирования константк входам блока 5. Так как два старших разряда счетчика 23 соединены свходами блока 15 через комбинацион,ный сумматор 16, то к состоянию фффпсчетчика 23 можно прибавлять кодый/4 й/2 3 й 4. При этом коэффициенты йередачи блока 5 равны.соответственно91 21 /. И ( й 1З 1 п - .+ -или, что то же са-,21 ЭМ 1М ЧУ 4 )Ы2лое , соз - с, -51 асоэЯ пЯ пИ ЧпСигналы на выходе распределителя 14 импульсов фиг.2) могут бытьзаписаны в виде логических формулА:Я=, Б=;Е:ЕЕ чае )=рц,12 1 йД=ТпфЕ=ТЯпгде а 1, Ц 2 состояния разр довсчетчика распределителя 14; Т - сигнал, стробирующий моменты подключения блоков 8 и 9 через ключи 6 и 71 к выходу блока 5,Тп -1 приМи(1и.йНа входы сумматора 16 поступают кодыс третьего и четвертого выходов и распре"делителя 14,равные после и-го выходного:импульса умножителя 13 частоты.00, при п=О, 4, 8, М,11, при и=1 5, 9 М-З,01, при п=2; 6,10,., й,00, при п=З, 7,11,.. , М Следовательно, коэффицйент передачи блока 5 после и -го выходного им-,пульса умножителя 13 частоты равенФилиал П г. Ужгор ВНИИПИ Тираж 7 атент ф,л.Проектная 1013875