Устройство для определения напряжения прямой и обратной последовательностей

(51) 4 с 01 К 29/16 ОМИТЕТОТНРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ЕТЕНИЯВУ тельство СССР К 29/16, 1982. льство СССР К 29/16, 1982.ВФ ка напряжений ледонательнос енпой сети дл ействующего датчи ой и обратной пос рехфазной промышл контОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОБАТЕЛЬНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к областиинформационно-измерительной техникии может использоваться в качестведатчика напряжений прямой и обратнойпоследовательностей трехфазной промьппленной сети для контроля несимметрии напряжения, а также построениясистем оптимизации качества электроэнергии. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение стабильности его показаний при отклонениичастоты сети и искажении формы кривой контролируемого напряжения. Вустройстве, содержащем сумматоры,новым является то, что оно дополнительно содержит три блока преобразоИзобретение относится к информаионно-вычислительной технике и может ыть использовано н качестве быстрования переменного напряжения в постоянное, три инвертирующих формирователя модуля, причем вход первогоблока подключен к фазе А, вход второго блока подключен в фазе В, входтретьего блока подключен к фазе С.Первый выход первого блока соединенс первыми входами первого, третьегои четвертого сумматоров, первый выход второго блока соединен с вторымивходами первого, третьего и первымвходом пятого сумматоров, первый выход третьего блока соединен с третьим входом первого и вторыми входамичетвертого и пятого сумматоров, второй выход первого блока соединен свторым входом второго и третьим входом пятого сумматоров, второй выходвторого блока соединен с третьим входом второго и третьим входом четвертого сумматоров, второй выход третьего блока соединен с четвертым входомвторого и третьим входом третьегосумматоров, выход первого сумматорасоединен с первым входом второго сумматора, выход которого .является первым выходом устройства, выходы третьего, четвертого и пятого сумматоровчерез формирователи модуля соединеныс входами шестого сумматора, выход .которого является вторым выходом устройства, 4 э,п. ф-лы, 5 ил.роля несимметрии напряжения, а такжепостроения систем оптимизации качества электроэнергии,Цель изобретения - упрощение устройства и повышение стабильности егопоказаний при отклонении частоты и исискажении формы кривой контролируемого напряжения.На фиг,1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг.2-5 - схемыего элементов.Устройство содержит три блока 1-3преобразования переменного напряженияВ постоянное 1 инвертирующие сумматоры 4-9, инвертирующие формирователи 10-12 модуля, причем вход первогоблока 1 преобразования подключен кфазе А, вход второго блока 2 преобразования подключен к фазе В, входтретьего блока 3 преобразования подключен к фазе С, первый выход первого блока 1 соединен с первыми входами первого 4, третьего б и четвертого 7 сумматоров, первый выход второго блока 2 соединен с вторыми входамипервого 4 и третьего б и первым входом пятого 8 сумматоров, первый выходтретьего блока 3 соединен с третьимвходом первого 4 и вторыми входамичетвертого 7 и пятого 8 сумматоров,второй выход первого блока 1 соединен с вторым входом второго 5 итретьим входом пятого 8 сумматоров,второй выход второго блока 2 соединен с третьим входом второго 5 и тре 35тьим входом четвертого 7 сумматоров,второй выход третьего блока 3 соединен с четвертым входом второго 5 итретьим входом третьего 6 сумматоров, выход первого сумматора 4 соединен с первым входом второго сумматора, выход которого образует первыйвыход устройства, выходы третьего,четвертого и пятого сумматоров 6-8 45через формирователи .10-12 модуля соединены с входами четвертого сумматора 9, выход которого образует второй выход устройства.Блоки 1-3 преобразования идентич 50ны и каждый из .них содержит объединенные между собой и соединенныес входом блока нуль-орган 13, входпервого "идеального диода" 14 и входвторого "идеального диода" 15, вы 1111 55ход первого идеального диода 14через первый интегратор 16 соединенс входом первогоблока 17 выборкихранения (БВХ), выход которого соединен с первым выходом блока,выход второго " идеального диода" 1 5 соединен через второй интегратор 18 с входомвторого БВХ 19 выход которого соединен с вторым выходом блока преобразования, выход нуль-органа 13 соединен с инверсным входом первогоодновибратора 20 и прямым входомвторого одновибратора 21, выход которого соединен с управляющим входомвторого БВХ 19 и инверсным входомтретьего одновибратора 22, выход которого соединен с входом сброса второго интегратора 18, выход первогоодновибратора 20 соединен с управляющим входом первого БВХ 17 и инверснымвходом четвертого одновибратора 23,выход которого соединен с входомсброса первого интегратора 16,Формирователи 10-12 (фиг.2) модуля идентичны и каждый из них содержитобъединенные входами между собой исоединенные с входом формирователямодуля инвертор 24 и третий "идеальный диод" 25, выход которого объединен с выходом четвертого "идеальногодиода" 26 и соединен с выходом формирователя модуля, выход инвертора 24соединен с входом четвертого "идеального диода" 26,Первый "идеальный диод" 14 (фиг.3)содержит соединенный неинвертирующимвходом с входом первого "идеальногодиода" 14 первый операционный усилитель 27, выход которого соединен санодом первого диода 28, катод которого соединен с выходом первого идеального диода" 14 и с инвертирующим входом первого операционного усилителя 27.Второй 15, третий 25 и четвертый26 "идеальные диоды" (фиг.4) идентичны и каждый из них содержит соединенные неинвертирующим входом с входом"идеального диода" второй операционный усилитель 29, выход которого соединен с катодом второго диода 30,анод которого соединен с выходом"идеального диода" и с инвертирующимвходом второго операционного усилителя 29,На фиг.5 приведена схема интегра,торов 1 би 18. Схема содержит операционный усилитель 31, первый резистор32, второй резистор 33, коммутатор34, конденсатор 35. Интеграторы 16и 18 имеют информационные входы вы 3ходы и входы сброса. При нулевом напряжении на входе на выходе ин5 4781тегратора накапливается интеграл напряжения, приложенного к входуПри единичном напряжении на входекоммутатор 34 открывается в резуль 15тате чего конденсатор 35 разряжается до нуля. Коэффициенты передачипо третьим входам третьего, четвертого и пятого сумматоров 6-8 равняются двум, коэффициенты передачи по остальным входам третьего, четвертогои пятого сумматоров 6-8 и всем входам первого сумматора 4 равняютсяединице. Коэффициенты передачи второго и четвертого сумматоров 5 и 9 15могут равняться единице или, дляудобства масштабирования измеряемыхвеличин, отличаться от нее,Устройство входами блоков 1-3 подключается к фазам А, В, С контролируемой сети. Каждый из блоков 1-3 измеряет среднее значение переменногонапряжения своей фазы за полпериода,причем на их первых выходах появляются положительные напряжения, измеренные в течение положительных полуволн фазных напряжений, а на вторыхвыходах - отрицательные напряжения,измеренные в течение отрицательныхполуволн, Например, блокработает З 0следующим образом, При появлении вмомент времени й=О положительной полуволны напряжения фазы А через диод14 начинает интегрировать входнойсигнал интегратор 16, выходное напряжение которого в первоначальный момент времени было равно нулю, В момент времени С=О также срабатываетнуль-орган 13, выходное напряжениекоторого становится равным нулю, 40После окончания полупериода выходное напряжение интегратора 16 пропорционально среднему значению напряжения фазы Аць= цйс = 3 д( )огде Т - длительность периода напряжения сети. На выходе инвертирующего сумматора 4 в любой момент времени имеется напряжениец+ = -(ц, + ц, + ц), (3) Выходное напряжение инвертирующего сумматора 5 пропорционально напряжению прямой последовательности трехфазной сетиц =К,ц+ц+ц-(ц, +ц, +ц, )ь где К Кц - постоянные коэффициенты пропорциональности,Выходное напряжение сумматора 9 пропорционально напряжению обратной последовательности трехфазной сети В момент времени й=Т/2 нуль-орган отпускает,. запуская при этом одновибратор 20, который своим коротким импульсом открывает вход БВХ 17 и осуществляет перезапись в него информации с выхода интегратора 16.55Заканчиваясь, импульс одновибратора 20 запускает одновибратор 23, который своим выходным импульсом обнуляет содержимое интегратора 16. 61 6Чтобы снизить погрешность интегратора 16 из-за. смещения нуля операционного усилителя, на котором он выполнен, длительность импульса одновибратора 23 задается равной 9 мс,т.е, 90 Е длительности полупериоданапряжения сети. В следующем периодеповторяется аналогичная операция:в течение положительной полуволныинтегратор 16 накапливает информацию,которая по окончании полупериода переписывается в БВХ 17, после чегоинтегратор 16 подготавливается кследующему циклу. Выходное напряжение БВХ 17 положительно, в дальнейшембудем его обозначать Ц+.Аналогично работает второй каналблока 1, состоящий из второго "идеального диода" 15, интегратора 18, второго БВХ 19 второго одновибратора21, третьего одновибратора 22: в течение отрицательной полуволны интегратор 18 накапливает информацию, которая по окончании периода одновибратором 21 перезаписывается в БВХ 19после чего одновибратором 22 интегратор 18 подготавливается к следующемуциклу.Напряжение второго выхода блока 1отрицательно, оно равнотЦ, =Ц са (2)трТочно также работают блоки 2 и 3устройства, осуществляя преобразования переменного напряжения фаз В иС в постоянные напряжения ц )О, Ць сО, цсО, ц ( О, пРопоРциональные среднему значению измеряемых напряжений, 1478161+21:1 е + /11 в 11 с 211 д 2 К, 11. (5) где К, К, - постоянные коэффициенты пропорциональнос ти,Формула из обретения 1, Устройство для определения10 напряжения прямой и обратной последовательностей, содержащее сумматоры, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повы 15 шения стабильности его показаний при отклонении частоты и искажении Формы кривой контролируемого напряжения, в него введены три блока преобразования переменного напряжения в посто янное, три инвертирующих формирователя модуля, а. сумматоры выполнены инвертирующими, причем вход первого блока преобразования подключен к фазе А, вход второго блока преобразова ния подключен к Фазе В, вход третьего блока преобразования подключен к фазе С, первый выход первого блока преобразования соединен с первыми входами первого; третьего и четвертого сумма торов, первый выход второго блока преобразования .соединен с вторыми входами первого, третьего и первым вхо-; дом пятого сумматоров, первый выход третьего блока преобразования соеди нен с третьим входом первого и вторыми входами четвертого и пятого сумматоров, второй выход первого блока преобразования соединен с вторым входом второго и третьим входом пятого 40 сумматоров, второй выход второго блока преобразования соединен с третьим входом второго и третьим входом чет вертого сумматоров, второй выход третьего блока преобразования соединен 45 с четвертым входом второго и третьим входом третьего сумматоров, выход первого сумматора соединен с первым входом второго сумматора, выход которого является первым выходом устройства, выходы третьего, четвертого, пятого сумматоров через соответственно первый, второй и третий Формирователи модуля соединены с первым, вторым и третьим входами четвертого сумматора, выход которого является вторым выходом устройства.2, Устройство по п;1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, блок преобразования переменного напряжения в постоянное содержит объединенные между собой и соединенные с входом блока нуль-орган, вход первого "идеального диода" и вход второго "идеального диода", выход первого "идеального диода" через первый интегратор соединен с входом первого блока выборки-хранения, выход которого соединен с первым выходом блока преобразования, выход второго "идеального диода" соединен через второй интегратор с входом второго блока выборки-хранения, выход которого соединен с вторым выходом блока преобразования, выход нуль-органа соединен с инверсным входом первого одновибратора и прямым входом второго одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом второго Облока выборки-хранения и инверсным входом третьего одновибратора, выход которого соединен с входом сброса второго интегратора, выход первого одновибратора соединен с управляющим входом первого блока выборки- хранения и инверсным входом четвертого одновибратора, выход которого соединен с входом сброса первого интегратора,3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что форми-. рователь модуля содержит объединенные входами между собой и соединенные с входом Формирователя модуля инвертор и третий идеальный диод" выход которого объединен с выходом четвертого "идеального диода" и соединен с выходом формирователя модуля, выход инвертора соединен с входом четвертого "идеального диода". 4. Устройство по пп. 1-3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что первый "идеальный диод" содержит соединенный неинвертирующим входом с входом первого "идеального диода" первый . операционный усилитель, выход которого соединен с анодом первого диода, катод которого соединен с выходом первого "идеального диода" и инвертирующим входом первого операционного усилителя. 5,. Устройство по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй, третий и четвертый "идеальные диоды" идентичны и каждый из них содер 14781 б 1жит соединенные неинвертирующим входом с входом пидеального диодан второй операционный усилитель, выход которого соединен с катодом второго ди- с 1 Оода, анод которого соединен с выходом идеального диода и инвертнрующим входом второго операционного усилителя.Заказ 2360/46 Тираж 714 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ГКНТ СС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 10