Измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии

СО 1 ОЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЛИ 11 авЯОии Н 11 Й 1.1 ОМИТЕТ СССР бРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИ ГОСУД АРСПо ДЕЛА АВТОРСКОМУ П:ЯЬСТВ икойчие(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 377705, кл. С 01 К 29/16, 17.04.732;.Авторское свидетельство СССРУ 374557, кл. С О 1 К 29/16,11.02.71(54) (57) 1 . ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащий коммутатор,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него введены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратнойпоследовательности, три преобразователя трехфазного напряжения воднофазное, три сумматора, четыреблока автоматической установкикоэффициента передачи и блок программного управления, причем входыпреобразователей трехфазного напряжения в однофазное объединены междусобой и подключены к выходу коммутатора, к входам которого подключеныисточник опорных напряжений нулевой,прямой и обратной последовательностии фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователейподключены соответственно к входампервого и второго сумматоров и кинформационному входу первого ивторого блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которыхподключен выход второго преобразователя, а их выходы подключены к другому входу первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи, другой информационный вход . которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход к второму входу третьего сумматора, выход которого подключен к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого:подключен один из выходов источника опорного напряжения, управляющие входы перво- го и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управления, три других выхода которого подключены соответственно к управляющим входам коммутатора, третьего четвертого блоков автоматичес установки коэффициента переда2, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я. тем, что каждый блок автоматической установки коэффициента передачи содержит управляемый делитель, блок сравнения амплитуд, сумматор и управляемый фазовращатель, причем первый информационный вход подключен к первому входу сумматора и к выходу блока через управляемый делитель и фазовращатель, стробирующие входы .которых объединены и подключены к управляющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнения амплитуд, второй вход которого подключен1109678делителя, выход сумматора подключен к второму входу фазовращателя.Изобретение относится к измери-.:тельной технике и предназначено для иЗмерения симметркчных составляющих напряжений трехфазной сети и может быть использовано в качестве автономного измерителя параметров качества электроэнергии или в составе информационно-измерительной системы.Известно устройство для измерения несимметрии режима многофазной сети, основанное на симметричном умножении числа фаз сети, выпрямлении полученного многофазного напряжения и определении по огибающей выпрямленного напряжения обратной последовательности 1 1 7.Недостатками этого устройства являются применение громоздких и сложных в изготовлении многофазных трансформаторов, необходимость подбора диодов по идентичным вольтамперным характеристикам, а также необходимость применения селективного фильтра, настроенного на вторую гармонику, что существенно понижает точность определения напряжения обратной последовательности.Известен способ измерения симметричных составляющих многофазной системы переменных напряжений, заключающийся в выпрямлении напряжений с помощью многофазного выпрямителя и последующем измерении напряжений, При этом устанавливают одинаковый порядок чередования фаз импульсов управления выпрямителем и измеряемой симметричной составляющей, за" тем сдвигают систему импульсов управления по фазе до достижения, максимального показания и по величине этого показания и фазового сдвига импульсов управления определяют амплитуду симметричной составляющей и ее фазу 23.Недостатком данного способа является низкая точность, обусловленная погрешностями фазовой подстройки напряжений симметричной последовательности. Целью изобретения является повышение точности измерения,Поставленная цель достигаетсятем, что в измерительный преобразо 5 ватель параметров качества электроэнергии, содержащий коммутатор,введены источник опорных напряженийнулевой, прямой и обратной последовательности, три преобразователятрехфазного напряжения в однофазное,три сумматора, четыре блока автоматйческой установки коэффициентапередачи и блок программного управления, причем входы преобразователей15 трехфазного напряжения в однофазноеобъединены между собой и подключенык выходу коммутатора, к входам которого подключены источник опорныхнапряжений нулевой, прямой и обрат 20 ной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному25 входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициентапередачи, к другому информационномувходу которых подключен выход второго преобразователя, а их выходыподключены к другому входу первогои второго сумматоров, вьжод второгосумматора подключен к одному изинформационных входов третьего блокаавтоматической установки коэффициента передачи, другой информационный35вход которого подключен к выходупервого и входу третьего сумматоров,а его выход к второму входу третьегосумматора, выход которого подключенк одному из информационных входовчетвертого блока автоматическойустановки коэффициента передачи,к другому входу которого подключенодин из выходов источника опорногонапряжения, управляющие входы первого и второго блоков автоматическойустановки коэффициента передачиподключены к одному из четырехвыходов блока программного управления, три других выхода подключенысоответственно к управляющим входамкоммутатора, третьего и четвертогоблоков автоматической установкикоэффициента передачи.При этом каждый блок автоматической установки коэффициентапередачи содержит управляемыйделитель, блок сравнения амплитуд,сумматор и управляемый фазовращатель,причем первый информационный входподключен к первому входу сумматораи к выходу блока через управляемыйделитель и фазовращатель, стробирующие входы которых объединены и подключены к управляющему входу блока,второй информационный вход подключен к второму входу сумматора ипервому входу блока сравнения амплитуд, второй вход которого подключенк выходу управляемого делителя, аего .выход - к управляющему входуделителя, выход сумматора подключенк второму входу фазовращателя,На фиг. 1 приведена блок-схемаизмерительного преобразователяпараметров качества электроэнергии;на фиг. 2 - блок-схема блока автоматической установки коэффициентапередачи, который используется всоставе предлагаемого устройства.Измерительный преобразовательпараметров качества электроэнергиифиг. 1 состоит из источника 1 опорного напряжения нулевой, прямой иобратной последовательности трехфазного напряжения, коммутатора 2,преобразователей 3"5 трехфазногонапряжения в однофазное, блоков 6-9автоматической установки коэффициента передачи, сумматоров 10-2, блока13 программного управления и еговыходов 14-17.Блок автоматической установкикоэффициента передачи(фиг. 2 состоит из управляемого делителя 8,блока 19 сравнения амлитуд, управляемого фазовращателя 20, сумматора21. Выход и входы блоков 6 - 9 обозначены буквами а,Ь, с, В фиг,( и 21.ЪБлок 6 работает следующим образом.Входные синусоидальные напряженияпоступают на входы а и Ь и сравниваются в блоке 19 сравнения амплитуд, которая вырабатывает управляю"щие воздействие поступающее науправляемый делитель 18. Регулировкаделителя продолжается до тех пор,пока не сравняются амплитуды навходе Ь блока 6 и выходе делителя. Затем сумма напряженгй на входе ф ивыходе фазовращателя 20, которая снимается с выхода сумматора 21, поступает на управляющий вход фазовраща теля. Регулировка фазы продолжаетсядо достижения нуля на выходе сумматора, при этом напряжения, поступающие на входы сумматора, равны поамплитуде и сдвинуты по фазе друг О относительно друга на 180Регулирование делителя 18 ифазовращателя 20 возможно только втом случае, если на вход с блакаподан разрешающий сигнал. После 15 снятия разрешающего сигнала с входаСблока управляемый делитель ифазовращатель остаются в том состоянии, в котором они находились вконце процесса регулировки. Напряже ние Она выходе 4 блока 6 равняется произведению напряжения 0 навходе с 1 на коэффициент о, равный=цьъгде 0 11- напряжения йа входах сФ и Ьв процессе регулировки.Устройство работает следующимобразом.Преобразователи 3 - 5 линейны иих передаточные функции относительЗр но симметричных сОставляющих напряжений трехфазной сети Оо 0, 0равныЧ = 11 +1 1+1 О1 10 О 1 1 2 гч:к и+к и+ о2 200 2 1 22 235 3 3 = Зо о МЗг г Ч ЧЧ выходные напряжения40соответственно преобразователей 3 в . 51,К , К - коэффициенты переда 10 20 30чи напряжения нулевойпоследовательностипреобразователей3-5;К; К 2,К - коэффициенты передачинапряжения обратнойпоследовательностипреобразователей3-5,Пусть требуется, например, определить напряжение прямой последовательности. Преобразование проводится в четыре такта.55На первом такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователейопорное напряжение нулевой последовательности О , которое снимается109678 который поступает на вход с блока 8, при этом в нем устанавливается комплексный коэффициент передачи с(, равный5 с источника 1. При этом на выходахпреобразователей 3 - 5 напряжения еНа первом такте блок 13 выраба тывает на выходе 15 разрешающий сигнал, который поступает на входы с блоков 6 и 7. При этом, в соответствии с работой блока 6 в них устанавливаются комплексные коэффициенты передачи Ы и Ыг равные отношению комплексных напряжений на входах Ь и хх в тот интервал времени, когда на входы блоков 6 и 7 поступает разрешающий сигнал, Эти коэффициенты равны Ч Ы М12 1 223 у+32 ЫгМ 22или с учетом (4)и 3)КО -К/К О КК-К12 ОП 10( 20 ОП 12 2 О 1 О 22к к-К32 Оп эо 2 о Оп 32 20 ЭО 22На третьем такте коммутатор 2подключает к входам преобразователей 15опорное напряжение прямой последовательности. При этом на выходахпреобразователей напряженияЧ:К О Ч:К Ц М:К О . 112 12 Оп 22 22 Оп 1 32 32 Оп 20На третьем такте блок 13 вырабатывает на выходе 17 разрешающий сигнал, который поступает в блок 9,Ч К 11 1 О 12 20 3) 31 ЭО 12 КгоН а втором такте коммутатор 2 под- при этом в нем устанавливаетсяключает к входам преобразователей25 комплексный коэффициент передачи с 1 3 - 5 опорное напряжение обратной равный с учетом того, что на входзу последовательности. При этом на вы- блока 9 поступает напряжение О и, ходах преобразователей напряженияОП У=Ко, Ч =К Ц,Ч:К и .(41 1 Ч+ЫЧ )ЫЧ+ЫУ)11 11 ОП 21 21 ОП 34 31 ОП13 1 23 3 33 Я 29На втором такте блок 13 вырабатывает на выходе 16 разрешающий сигнал или с учетом 3,6) и(7)20 зу 20 зо 221КК -КК 1(К К-К К )(КК-КК)(К К-К К11 2 О 1 О 2 Ю 32.2 О 3 О иЛ 12 го 1 О 131 га ЭО 31 Э)На четвертом такте коммутатор Если в 11)подставить значенйя12 подключает входы преобразователей полученные из 3 - 5 к трехфазной сети. При этом формул 2 ),6)и 19 ),то коэффициенты выходные напряжения преобразователей при ОО и 02 обращаются в нуль,. 4равны2 ф которые опрдляют 40 а при 1.) - в деницу ся по формулам(,1). Выходное напряжение устройства, в соответствии с Изменяя порядок коммутации опор- конфигурацией соединения блоков ных напряжений источника 1 можно фиг. 1).равно также измерять напряжения нулевой45 и обратной последовательности. ОбЫХ=СХЕ(Ч аоо Ч МЫ, (Ч ао К 11 (1 а)гаКММ ОбРаЗОМ, ПРЕДЛаГаЕМОЕ ует, ройство позволяет измерять несколькоПодставляя в выражение 110)форму- параметров качества электроэнергии, лы 11), получаемизменяя только последовательностьподачи на входы источника питанияопорных напряжений. В устройствеуменьшается погрешность преобразования, которая может возникать подсвоздействием различных возмущающихР 1 О 2 о 31 К 22 3 32 1 21 ) . 5 факторов.1109678 фб Составитель В.дубковРедактор И,Шулла Техред Л.Мартяшова Коррект бручар 5 11 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна илиа 26/31 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва,11 Подписно енного комитета СССР тений и открытий -35, Раушская наб.,