Измерительный преобразователь реактивной мощности

 

Изобретение может быть использовано в устройствах измерения и автоматике энергосистем . Измерительный преобразователь реактивной мощности содержит блоки 1, 2 формирования сигналов, зэдатчик 3 опорных сигналов, перемножители 4, 5, высокочастотные заграждающие фильтры 6, 7 и сумматор 8. Выполнение блоков 1, 2 формирования сигналов, задатчика 3 опорных сигналов , фильтров 6, 7 и образование новых связей упрощает устройство и повышает его быстродействие. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 21/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4828603/21 (22) 22,05.90 (46) 30,08.92. Бюл. ГФ 32 (71) Челябинский политехнический институт (72) А.К. Вязовский (56) Авторское свидетельство СССР

N739426,,кл. G 01 R 21/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

% 1296952, кл. G 01 R 21/06. 1987. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ .,, SU,, 1758572 А1 (57) Изобретение может быть использовано в устройствах измерения и автоматике энергосистем, Измерительный преобразователь реактивной мощности содержит блоки 1, 2 формирования сигналов, задатчик 3 опорных сигналов, перемножители 4, 5, высокочастотные заграждающие фильтры 6, 7 и сумматор 8, Выполнение блоков 1, 2 формирования сигналов, задатчика 3 опорных сигналов, фильтров 6, 7 и образование новых связей упрощает устройство и повышает его быстродействие. 1 з. и. ф-лы, 2 ил.

1758572.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения и автоматики знергосистем, 5

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства.

На фиг. ", изображена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 — структурнал схема блока формирования сигналов. 10

Измерительный преобразователь содержит первый и второй блоки 1, 2 формирования сигналов, задатчик 3 опорных сигналов, первый и второй перемножители

4, 5, первый и второй высокочастотные за- 15 гражда ащие фильтры 6, 7, сумматор 8.

Блоки 1, 2 формирования сигналов содер>кат первый, второй и третий сумматоры

9, 10, 13, первый и второй перемножители

11, 12, а также первый и второй высокоча- 20 статные заграждающие фильтры 14, 15, Устройство работает следующим образом, На входы блоков 1, 2 формирования сигналов подключены соответственно трехфаз- 25 ные системы напРЯжений Ua, Ul>, Up и токов

Ia, !ь, ic измеряемой цепи. К блокам 1 и 2 подключены так>ке выходы задатчика 3 опорных сигналов, который генерирует curHBJ1bl sinnt и сазпт, причем и >> в, где N 30 частота трехфазной сети.

На выходе блока 1 формирования сазда атся сигналы, пропорциональные мгновенным значениям симметричных

СОСтаВЛПОщИХ ПряМОГО Umtsln((n + N t+ а1) 35

И абраГНОГО Umgsln((n + Nt+ Q2) СЛЕдаеаНИя фаЗ НаПРЯ>КЕНИй, ГДЕ Uml, Umg -- аМПЛИтУды симметричных составляющих; «;1, а — их начальные фазы.

На выходе блока 2 формирования создаются сигналы, пропорциональные мгновенным значениям ортогональных симметричных составляющих прямого

Um1COS((n+ В) t+p1) абратНОГО UmqCOS((n+

+в t + Д) следования фаз таков. Здесь

tm, 1П2 — амплитуды симметричных составляющих токов, Р1, Д вЂ” их начальные фазы.

Рассмотрим получение ортогональных симметричных составляющих токов на вы- 50 ходе блока 2 формирования сигналов.

На вход блока 2 формирования поданы мгновенные значения токов трехфазнай сети 4,!ь, ip, которые, как известно, могут быть разложены на симметричные с0ставллю- 55 щие прямагo «) щз1П (в t + /31), обратного ! 1„,;$1п(п+ Nt+pz) и нулевого 11»$1п(в +

+Ро) следования фаз по следующим формулам:

4 = lm1 з !и (в т +/31) + l q sin (0) т + ® +

+ imp Sin (N t +Я;

2,тг

1ь =im1$!n {Nt+pi — —,, ) + In„sin (Nt+Q+ ")+1 .sin(N +И; (1)

2_#_

1с Im1 зlп (вt p1 3 ) + Imp sin (В«+f4 — . )+1„,sin(Nt+Р,};

На выходе масштабирующего сумматора 9, который оперирует с токами I>, !ь, I<, формируется сигнал IX в соответствии с выражением

1„— (!Ь +!с) З !д = — !л)! $!П (Nt +Р1}—

1 2 °

3 — 1 п $1п (в т +P2) (2)

На выходе масштабирующего сумматора 10, который оперирует с токами 1ь и 1, фоРмиРУетсл сигнал ly па фоРмУле

iy = — у (1 — 1ь) = Im1 cos (N t + 31)—

1 — 1„ соз (в +®, (3)

Выход сумматора 9 подключен к входу перемножителя 11, на второй вход которого подано напряжение slnnt от задатчика 3 опорных сигналов. На выходе перемножителя 11 формируется сигнал !

1 = 1х s inn t = -0,5 11 co s ((n — в t) + 31)) +

+ 0,5 !,1 cos ({n + o) t + 31 }) — 0,5 1 2 cos соз ((и — N) t + Р2}) + 0,5 1гп2 CÎs ((l + N «+ ®) (4)

Выход. сумматора 10 подключен к входу перемножителя 12, на второй вход которого подано напряжение cosnt от задатчикэ 3 опорных сигналов. На выходе перемножителя 12 формируется сигнал !

2 = ly cosnt =- — 0,5 Im1 саз ({и — N ) t +p1)) +

+ 0,5 Im1 соз ((n + в) t + Р1)" — 0,5 Imp cos

cos ((и — в) t + Д)) + 0,5 imp c os ((и + N) t + А ) (5)

Выходы перемнажителей 11 и 12 подкл1очены к входам сумматора 13, на выходе которою получается сигнал

i = 11 + 1 = 11 соз ((n + N) t + pl)— — !П,2 cos ((и — в) t+,Я (6)

Выход сумматора 13 подключен с одной стороны к заграждающему фильтру 14 с частотой подавления (n - N). В результате на выходе фильтра 14 имеет место сигнал

im1COS((n +В) т+ 1), ИМЕЮщИй ЧаСтсту (и + N), амплитуду 11, равную амплитуде составляющей прямого следования и орто1758572 гональный с ней по фазе, что видно из сравнения с сигналом!л 1 sin (n + и) t +,В» .

С другой стороны, выход сумматора 13 подключен к загражда ощему фильтру 15 с частотой подавления (n + в ). На выходе фильтра 15 истлеет место сигнал

Im2 Соз ((n + И) t +,В2), ЯВЛЯЮЩИИСЯ OPTOгональной симметричной составляющей обратного следования Im2 sin " (иt+ 6). на частоте (и - в).

Мгновенные значения симметричных составляющих напряжений

Umt sin f(n + o>) t + aq) — п ря мого и

Um2 sin ((n + в) t + a2) — обратного следования формируются блоком 1 формирования, имеющим такую же структуру и отличающимся лишь тем, что первый выход задатчика 3 опорных сигналов с сигналом

sinnt подключен к входу второго перемножителя 12, а второй выход задатчика 3 с сигналом созпт подключен к входу перемножителя 11. Таким образом, на выходе сумматора 9 формируется сигнал

2 1

Ux = — 0а — — (0ь + Uc) а на выходе сумма3 3 25

1 тора 10 — сигнал Uy — — 3- (Ut, — 0С) .

На выходе перемножителя 11 формируетсЯ сигнал 04 =- U;;cosnt, а на выходе перемножителя 12 — сигнал U2 = 0уипп . На выходе сумматора 13 имеет место сигнал

0 =- U < — U2 = Um1 s in ((и + I.u ) t + al)—

Um2 sIn ((и + и ) t + a2) (7)

Этот сигнал разделяется фильтрами 14 и 15 на две составляющие. 35

Симметричные составляющие прямого следования напряжения

Uml Sin((n+V)t+а4) С ВЫХОда бЛОКа

1 формирования и тока

Uml COS ((n + В) t +Я вЂ” С ВЫХОда бЛОКа 2 40 формирования подают на вход перемножителя 4, на выходе которого получают сигнал мгновеннОЙ реактивной мощности прямоГО следователя: ц4 = Umt З|п ((и + и ) Т al) .

Х 0 1 СОЗ ((П + М ) Т + pl) = Uml I l SIn х (al — /31) — U1 Il sin (2 (n + м ) t + al + Я

f8)

После подавлениЯ Г1ульсдций мГновен 5р ной мощности с частотой 2(n+ в) "-аграждающим фильтром 6 на его выходе имеет место сигнал по реактивной мощности прямого следования фаз

nt = U>itsin(а4-p>) y)

Симметричные составляющие обратного следования напряжения

Um2 3!П ((П вЂ” N) t — а2) И тОКа

Um2 cos ((и — а) ) т -/Ь) с выходов блоков 1 и

2 формирования подают на вход перемножителя 5, на выходе которого получают сигнал мгновенной реактивной мощности обратного следования

Гр = Um2 sin ((n + й) ) t + a2) х Um2 Соз ((n C0) t Д) Um2 I2 Sin х (а1 - Р1) — U I 14 sin (2 (n — а ) t - al - Р1) (10)

После подавления пульсации мгновенной мощности с частотой 2(n — а> ) загра>кдающим фильтром 7 на его выходе получают сигнал по реактивной мощности обратного следования фаз

02 = U2I2sin(а2 p2) (11)

Суммируя выходные сигналы фильтров

6 и 7 в сумматоре 8, на его выходе получают сигнал по суммарной реактивной мощности несимметричной трехфазной цепи

Q=Qt+02. (12)

Формула изобретения

1. Измерительный преобразователь реактивной мощности, содержащий первый блок формирования сигналов, входы которого являются первыми входами преобразователя, второй блок формирования сигналов, входы которого являются вторыми входами преобразователя, первый и второй перемножители, задатчик опорных сигналов, первый выход которого подключен к первым управляющим входам первого и второго блоков формирования сигналов, а второй выход подключен к вторым управляющим входам первого и второго блоков формирования сигналов, первый и второй фильтры, сумматор,отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, задатчик опорных сигналов выполнен в виде генератора ортогональных синусоидальных напряжений, первый и второй фильтры выполнены высокочастотными заграждающими, первые выходы первого и BTopoto блоков формирования сигналов подключены, соответственно к первому и второму входам 1 первого перемножителя, вторые выходы, первого и второго блоков формирования сигналов подключены соответственно к, первому и второму входам второго перемножителя, выходы первого и второго перемно- жителей соединены соответственно с входами первого и второго фильтров, выход первого фильтра, являющийся первым выходом преобразователя, соединен с первым входом сумматора, выход второго фильтра, являющийся вторым выходом преобразователя, соединен с вторым входом сумматора, выход которого является третьим выходом преобразователя, 1758572

Составитель А. Вязовский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор . Н. Ревская

Редактор С. Лисина

Заказ 2997 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2, Преобразователь по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что блок формирования сигналов содержит первый, второй и третий сумматоры, первый и второй перемножители, первый и второй высокочастотные за- 5 граждающие фильтры, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами блока формирования сигналов, вторые входы первого и второго перемножителей являются соответственно первым и 10 вторым управляющими входами блока формирования сигналов, входы первого и второго высокочастотных заграждающих фильтров подключены к выходу третьего сумматора, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго перемножителей, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго сумматоров, первый вход второго сумматора объединен с вторым входом первого сумматора, второй вход второго сумматора объединен с третьим входом первого сумматора, а первый, второй и третий входы сумматора являются входами блока формирования сигналов.