Стабилизированная трехфазная система питания

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 5,Г 1 УДАРСТВЕННЫЙДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН МИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИИ ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУг О ИЕ И ТОРНОМУ Мирфайзи намики АН тельство СССР44, 1974,льство СССР44, 1978.(54)(57) СТАБИЛИЗИРОВАННАЯ ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ, содержащая преобразователь однофазного .напряженияв трехфазное, один из выходов которого непосредственно, а два других через управляемые фазовращатели подключены к трем каналам стабилизациинапряжения, каждый из которых состоит из последовательно соединенногостабилизатора и трансформатора, атакже узла сравнения, прерывателяи регулируемого делителя напряжения,причем выход трансформатора соединен с входами прерывателя и регулируемого делителя напряжения, выходыкоторых подключены к соответствукицимвходам избирательного узла сравнения, выходом соединенного с управляющим входом стабилизатора, узел(71) Институт электроУкраинской ССР(56) 1. Авторское свиУ 674000, кл. С 05 Г2. Авторское свидеВ 849165, кл. С 05 Г индикации симметрии и опорный элемент, выход которого подключен ксигнальным входам прерывателей всехканалов, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в нее введены два идентичных канала, каждый из которыхвключает сумматор, дополнительныйпрерыватель. и дополнительный избирательный узел сравнения, один входкоторого через дополнительный прерыватель подключен к выходу опорногоэлемента, другой вход - к выходу сумматора, управляющему входу дополнительного прерывателя и к управляющему входу дополнительного избирательного узла сравнения, а его выход соединен с управляющим входом соответствующего управляемого фазовращателя,причем входы сумматора первого введенного канала соединены с выходамирегулируемых делителей .напряженияпервого и второго каналов стабилизации напряжения, входы сумматора второго введенного канала соединены свыходами регулируемых делителей напряжения первого и третьего каналовстабилизации напряжения, а входы узла индикации симметрии подключенык выходам регулируемых делителейнапряжения первого, второго и третьего каналов стабилизации напряжения, 1 1101Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля создания образцовых источниковсимметричного трехфазного напряженияноминальных уровней 100, 220 и 380 Внеобходимых как средство поверки изМмерителей показателей качества электроэнергии.Известна стабилизированная система питания, содержащая регулирующий 10орган на тиристорах, согласующийузел, узел для выделения сигнала рассогласования, узел управления и регулируемый элемент уставки 1 13,Недостатком этого устройства является невозможность получения нормированных значений параметров качестваэлектроэнергии.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является 20трехфазная система питания, содержащая преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, один выход которого непосредственно, а два другихчерез фазовращатели подключены к 25трем идентичным каналам стабилизациинапряжения, включающим последовательно соединенные стабилизатор амплитуды основной гармоники с избирательным узлом сравнения и прерывателем,выходной трансформатор и регулируемый делитель напряжения, выходомподключенный к одному из входов избирательного узла сравнения, а такжеузел индикации симметрии входами35подключенный к вторичным обмоткамтрансформаторов и опорный элемент,выход которого подключен к сигнальным входам прерывателей каналов стабилизации напряжения, причем управляющие входы избирательного узласравнения и прерывателя в каждом канале соединены с выходом трансформатора.Благодаря использованию в извест 45ном устройстве стабилизаторов амплитуд первой гармоники, а также узла индикации симметрии, удается осуществить воспроизведение нормированных значений параметров качестваэлектроэнергии, определяемых по сим 50метричным составляющим напряженийтрехфазной сети (несимметрии, смещение нейтрали, отклонение напряжения) Г 23.55Однако установленная вначале работы устройства фазовая симметрия в дальнейшем может быть нарушена из-за 796нестабильности коэффициентов передачи узлов преобразователя числа аз. Применяемая в устройстве ручная подстройка фазовой симметрии путем поочередной регулировки фазовращателей является длительной операцией (у опытных операторов время настройки составляет несколько минут).Цель изобретения - повышение быстродействия операции симметрирования трехфазной системы напряжений. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированную трехфазную систему питания, содержащую преобразователь однофазного напряжения в трехфазное, один из выходов которого непосредственно, а два других через управляемые фазовращатели подключены к трем каналам стабилизации напряжения, каждый из которых состоит из последовательно соединенного стабилизатора и трансформатора, а также узла сравнения, прерывателя и регулируемого делителя напряжения, причем выход трансформатора соединен с входами прерывателя и регулируемого делителя напряжения, выходы которых подключены к соответствующим входам избирательного узла сравнения, выходом соединенного с управляющим входом стабилизатора, узел индикации симметрии и опорный элемент, выход которого подключен к сигнальным входам прерывателей всех каналов, введены два идентичных канала, каждый из которых включает сумматор, дополнительный прерыватель и дополнительный избирательный узел сравнения, один вход которого через дополнительный прерыватель подключен к выходу опорного элемента, другой вход - к выходу сумматора, управляющему входу дополнительного прерывателя и к управляющему входу дополнительного избирательного узла сравнения, а его выход соединен с управляющим входом соответствующего управляемого фазовращателя, причем входы сумматора первого введенного канала соединены с выходами регулируемых делителей напряжения первого и второго каналов стабилизации напряжения, входы сумматора второго введенного канала соединены с выходами регулируемых делителей напряжения первого и третьего каналов стабилизации напряжения, а входы узла индикации симметрии подключены к выходам регу3 1101 лируемых делителей напряжения первого, второго и третьего каналов стабилизации напряжения.На фиг. 1 приведена блок-схема стабилизированной трехфазной системы питания; на фиг. 2 - векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.Устройство содержит преобразователь 1 однофазного напряжения в трех О Фазисе, один выход которого непосредственный, а два других через управляемые фазовращатели 2 и 3 подключены к трем каналам стабилизации напряжения, содержащим последовательно соединенные стабилизатор 4-6 амплитуд первой гармоники, трансформатор 7-9, к выходу которого подключены управляющие входы избирательного узла 10-12 сравнения и прерывателя 13-15 и регуго лируемый делитель 16-18 напряжения, подключенный выходом к одному входу избирательного узла 10-12 сравнения, второй вход которого подключен к входу прерывателя 13-15, а выход - к управляющему входу стабилизатора 4-6, а также два дополнительных канала, содержащих сумматоры 19 и 20, выходы которых соединены с управляющими входами дополнительных прерывателей 21 и 22, дополнительных избирательных узлов 23 и 24 сравнения и с одним из входов этого же избирательного тракта сравнения 23 и 24, другой вход которого соединен с выходом дополнительного прерывателя 21 и 22,35 а выход - с управляющим входом соответствующего управляющего фазовращателя 2 или 3. Входы узла 25 индикации симметрии соединены с выходами40 регулируемых делителей 16-18 напряжения первого, второго и третьего каналов стабилизации, входы сумматора 19 первого канала соединены с выходами регулируемых делителей 16 и 17 перво 45 го и второго каналов стабилизации, а входы сумматора 20 второго канала соединены с выходами регулируемых делителей 16 и 18 первого и третьего каналов стабилизации. Сигнальные входы прерывателей 13-15, 21 и.22 ка 50 налов стабилизации и дополнительных каналов подключены к выходу опорного элемента 26. Устройство работает следующим 55 образом,Выходной трехфазный сигнал преобразователя 1 однофазного напряже 796 4ния в трехфазное с одного выхода не" посредственно,а с двух других через управляемые фазовращатели 2 и 3 поступает на входы стабилизаторов 4-6 амплитуды первой гармоники переменного напряжения, с помощью которых выходное напряжение трансформаторов 7-9 поддерживается с высокой точностью на требуемом уровне путем непрерывного сравнения и выравнивания амплитуд первых гармоник напряжений с выхода регулируемого делителя 16-18 напряжения и сигнала с выходов прерывателей 13-15, которые под действием сигналов управления с выхода трансформатора 7-9 преобразуют постоянное напряжение, снимаемое с выхода опорного элемента 26, в неизменный по амплитуде прямоугольный сигнал. Какие бы изменения выходного напряжения трехфазной системы питания не происходили (например, при задании параметра качества элект. роэнергии), амплитуда на выходе делителей 16-18 устанавливается в процессе регулирования на неизменном уровне, равном амплитуде первой гармоники опорного сигнала.На векторной диаграмме (фиг. 2) 1 показана трехфазная система напряжений Б , О , 0 , снимаемая с выходов регулируемых делителей 16-18 напряжения. Уровни этих напряжений остаются постоянными, независимо от уровня воспроизводимого показателя качества электроэнергии, и равными друг другу, Сумма двух напряжений, например, 0 и 0 равна некоторому .напряжениюЧ е1 с - 11 112 уровень которого изменяется при изменении угла сдвига фаз между слагаемыми напряжениями Б и 02, Для примера на векторной диаграмме (фиг.2)показано значение уровня напряжениявектора Й и 1, при различных углахсдвига фаз (Чи Ч ) между напряжениями Ц и Й . Особый интереспредставляет положение вектора 0относительно вектора 0, при которомуровень напряжения 0 равен напряжению У и 02, показанное при разности фаз между напряжением 1) и Оравном Ч . В этом случае, векторынапряжений 11, б и 0 образуют равносторонний треугольник, в которомуглы между векторами У 2 и Б, а также 0 с и О равны по 60 эл.град. Вэтом случае угол между векторами Б 1 и 0 составляет 120 эл.град. Если теперь найти такое положение вектора напряжения Н, при котором сумманапряжений Б й Й.5 по величине так же равна уровням найряженийБ - 01, то угол между ними равен 120 эл.град, Система трехфазных напряжений Й, Й и 1) при этом является симметричной. Хаким образом, система напряжений 1) , Ю и Б 5 , равгных между собой по амплитуде, т.е.1 =Н 2 = 1)5 = Нг, является симметричной, если выполняются условия 151 г-,г+Нг= Н" 1 1 З - 11 щВ соответствии с этими условиями стабилизации Фазовой симметрии осуществляется следующим образом (Фиг,1) 20Равные по амплитуде первой гармоники напряжения с выходов регулируемьгх делителей 16-18 напряжения поступают на сумматоры 19 и 20. На выходе сумматора 19 формируется напря жение, равное сумме напряжений первой и второй фаз, а на выходе сумматора 20 - напряжение, равное сумме напряжений первой и третьей фаз. Дополнительные избирательные узлы 23 30 и 24 сравнения оценивают разность амплитуд первых гармоник между переменным напряжением на выходе сумматора 19 и 20 и неизменным по амплитуде прямоугольным сигналом на выходе дополнительного прерывателя 21 и 22. Поскольку основнъге и дополнительные ,прерыватели 13-15, 21 и 22 питаются от одного опорного элемента, то уровень амплитуды первой гармоники на 40 их выходах одинаков и равен номинальному уровню амплитуды первой гармоники стабилизированных напряжений на выходах регулируемых делителей 16-18 напряжения. Поэтому напряжение на 45 выходах дополнительных избирательных узлов сравнения равно разности амплитуд первых гармоник между номинальным значением напряжения и суммарного напряжения на выходе сумматора 19 и 20, причем знак этой разности указывает направление, в котором следует вращать вектор напряжения У, (цля узла 23 сравнения) или 05 (для узла 24 сравнения) до получения Фазовой симметрии, а величина этой разности пропорциональна ошибке симметрирования, Сигналы с выходов дополнительных избирательных узлов 23 и 24 сравнения поступают на управляющие входы соответствующих Фазовращателей 2 и 3, которые изменяют на .льную Фазу выходных напряжений в направленин и на величину соответствующую этому сигналу, приводя систему в симметричное состояние, о чем свидетельствует нулевое показание узла 25 индикации симметрии, на который подаются равные по амплитуде и сдвинутые по фазе на 120 эл.град, нагряжения с выходов регулируемых делителей 16-18. При этом дополнительные избирательные узлы 23 и 24 сравнения также, как основные 10-12, синхронизируются по управляющим входам напряжением, которое сравнивается с опорным прямоугольным сигналом, что позволяет получать опорный прямоугольный сигнал синфазный со сравниваемым напряжением.Таким образом, использование новых элементов - сумматоров 19 и 20, дополнительных прерывателей 21 и 22 и избирательных узлов 23 и 24 сравнения позволяет автоматически устанавливать Фазовую симметрию трехфазный системы напряжений, а поскольку управляющее воздействие на управляемые Фазовращатели пропорционально отклонению Фазы от номинального значения, то длительность операции симметрирования определяется длительностью переходных процессов в управляемых фазовращателях, которая не превышает одного - двух периодов выходного напряжения, При выходной частоте 50 Гц устройство по крайней мере в 1500 раз быстрее устанавливает симметрию, чем это делается в известном устройстве.11017 9 б ставитель С.Че хред И.Асталош ппеваКорректор А. Дзятко едакт обк одписное каз 4 илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная 5/31НИИПИ, Госудапо делам из13035, Москв Тираж 842венного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д