Фильтр напряжения обратной последовательности
Владельцы патента RU 2353943:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения для определения напряжения обратной последовательности. Для достижения технического результата - повышения надежности и устойчивости фильтра напряжения обратной последовательности к влиянию гармонических составляющих напряжения, фильтр содержит входные клеммы (1), (2), (3) для подключения к мостовой схеме выпрямителя (4) трехфазной системе напряжения и прецизионную резистивно-емкостную схему фильтра шестой и остальных четных гармоник, которая содержит резистор (5) и конденсаторы (6), (7). На выходе фильтра содержится мостовая схема, плечами которой являются резисторы (8), (11), диоды (9), (12) и измерительный прибор вольтметр многоэлектрической системы (10), включенный в диагональ моста. Напряжение обратной последовательности соответствует второй гармонике выходного напряжения выпрямителя (4), которую пропускает прецизионно резистивно-емкостная схема с элементами (5), (6), (7) и которая при этом не пропускает шестую и последующие остальные четные гармоники. Предложенная схема для определения напряжения обратной последовательности не подвержена влиянию высших гармоник напряжения сети. 5 ил.
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения для определения напряжения обратной последовательности.
Известен фильтр напряжения обратной последовательности (Горбунов А.Н., Кравцов А.В., Редько И.Я. Теоретические основы электротехники: М.: 1998, с.215).
Наиболее близким к предлагаемому является фильтр напряжения обратной последовательности, включающий входные клеммы для подключения к мостовому выпрямителю трехфазной системы напряжений, последовательно и параллельно соединенные резисторы и конденсаторы, а также измерительный мост (Тропин В.В., Савенко А.В. Фильтр напряжения обратной последовательности. - Патент на изобретение №2316776 от 10.02.2008).
Недостатком этих фильтров является то, что на их выходе может возникать напряжение небаланса, обусловленное наличием гармонических составляющих или отклонением частоты, особенно в первом из указанных. Это значительно искажает фактическое значение напряжения обратной последовательности.
Техническим решением поставленной задачи является повышение надежности и устойчивости предлагаемого устройства к влиянию гармонических составляющих напряжения.
Поставленная задача достигается тем, что в фильтре напряжения обратной последовательности, включающем входные клеммы для подключения к мостовому выпрямителю трехфазной системы напряжений, последовательно и параллельно соединенные резисторы и конденсаторы, и измерительный мост, согласно изобретению содержит прецизионную резистивно-емкостную схему, содержащую последовательно соединенные резистор и конденсатор и параллельно соединенный с ними другой конденсатор, при этом прецизионная резистивно-емкостная схема последовательно соединена входом с выходом мостового выпрямителя, а выходом с измерительным мостом, в диагональ которого включен прибор магнитоэлектрической системы, а плечи выполнены из резисторов и диодов.
Новизна заявленного технического решения обусловлена тем, что уровень второй гармоники прямо пропорционален величине напряжения обратной последовательности, при этом используется прецизионная схема, содержащая резисторы и конденсаторы для подавления шестой и остальных четных гармоник. Параметры схемы выбраны таким образом, чтобы подавлять на входе измерительной мостовой схемы шестую и остальные четные гармоники, что позволяет выделить напряжение обратной последовательности, величина которого пропорциональна уровню второй гармоники выпрямленного сигнала напряжения. Влияние высших гармонических составляющих полностью устраняется. Предложенная схема фильтра напряжения не подвержена влиянию высших гармоник напряжения сети.
По данным научно-технической и патентной литературы авторам не известна аналогичная заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена принципиальная схема фильтра напряжения обратной последовательности, на фиг.2 - временная диаграмма выходного напряжения мостовой схемы выпрямителя при отсутствии напряжения обратной последовательности, на фиг.3 показан гармонический спектр этого сигнала. Случай наличия напряжения обратной последовательности показан на фиг.4. При этом гармонический спектральный состав напряжения и возникновение второй гармоники напряжения показано на фиг.5.
Фильтр напряжения обратной последовательности содержит входные клеммы 1, 2, 3 для подключения к мостовой схеме выпрямителя 4 трехфазной системе напряжения и прецизионную резистивно-емкостную схему, позволяющую подавить шестую и остальные четные гармоники, которая содержит резистор 5, последовательно с ним включенный конденсатор 6 и параллельно с ними включенный конденсатор 7. Прецизионная резистивно-емкостная схема последовательно соединяется с мостовой схемой, плечи которой содержат резистор 8, диод 9, в диагональ включен вольтметр магнитоэлектрической системы 10, а также плечи, содержащие резистор 11 и диод 12.
Принцип действия предлагаемого фильтра показан на диаграммах (фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5). При отсутствии напряжения обратной последовательности (фиг.2) вторая гармоника отсутствует (фиг.3), прецизионная резистивно-емкостная схема, содержащая элементы 5, 6, 7, подавляет шестую, двенадцатую и т.д. гармоники и подает на измерительный мост, содержащий элементы 8, 9, 10, 11, 12 и измерительный прибор 10, сигнал напряжения, равный нулю. В случае наличия в электрической сети напряжения обратной последовательности (фиг.4) на выходе выпрямителя 4 возникает вторая гармоника, пропорциональная напряжению обратной последовательности, которую фильтр с элементами 5, 6, 7 пропускает на измерительный мост, подавляя при этом шестую и остальные четные гармоники, наличие которых показано на фиг.5. Это позволяет выделить величину напряжения обратной последовательности, которое можно измерить прибором магнитоэлектрической системы 10.
Предложенный фильтр реализован и является составной частью автономного анализатора качества напряжения, который разработан для объективного, технически обоснованного анализа искажений напряжения в конкретной точке сети 0,4 кВ. Этот прибор внедрен и используется Энергосбытом ОАО «Кубаньэнерго».
Фильтр напряжения обратной последовательности, включающий входные клеммы для подключения к мостовому выпрямителю трехфазной системы напряжений, последовательно и параллельно соединенные резисторы, и конденсаторы, и измерительный мост, отличающийся тем, что содержит прецизионную резистивно-емкостную схему, содержащую последовательно соединенные резистор и конденсатор и параллельно соединенный с ними другой конденсатор, при этом прецизионно резистивно-емкостная схема последовательно соединена входом с выходом мостового выпрямителя, а выходом - с измерительным мостом, в диагональ которого включен прибор магнитоэлектрической системы, а плечи выполнены из резисторов и диодов.
