Цифровой измеритель несимметрии трехфазной сети

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Соцналистическик

Республик

1 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Звн влево 17.03,7 8 (21) 2590844/18-21 с присоединением заявки М

Гасударстеекиый комитет

СССР (23) П риоритет—

an делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621. .3 17.74,, (088. 8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 08 07 80 г

М, Я. Минц, В. Н. Чинков и О. Г. Гриб (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕСИММЕТРИИ

ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ

Изобретение относится к устройствам для контроля качества электроэнергии трехфазных систем переменного тока. Известно устройство для иэьврения несимметрии режима многофазной сети, содержащее трансформатор, многофазный выпрямитель, частотно-избирательный фильтр и индикатор составляющей напряжения прямой последовательности (1) .

При несинусоидальном входном сигнале

1О в выпрямленном сигнале будут присутствовать высшие гармоники, которые приводят к возрастанию погрешности измерения. Кроме того, указанное устройство непригодно для измерения малых несим15 метрий, его применение or раничено лишь одной частотой сети иэ-за наличии фильтров и имеет дополнительные погрешности, 1 вносимые фильтрами, Это и другие подобные устройства, основанные на выпрямлении напряжений, не дают возможности измерять амплитуды и особенно фазы всех симметричных coma âëÿþùèõ.

Расширить функциональные возможности измерителей за счет измерения амплитуд и фаз всех симметричных составляющих, а также коэффициента несимметрии позволяет устройство, реализуюшее корреляционный способ обработки сигналов (2) .

Однако поскольку s качестве базисной функции при этом используется сигнал прямоугольной формы, то в таких устройствах не устраняется методическая погрешность-, вносимая высшими гармониками в исследуемой трехфазной системе напряженийй.

Известно также устройство для измерения симметричных составляющих трехфаэной системы напряжений. В этом устройстве также ралиэуется корреляционный способ обработки, но в качестве базисной функции взят синусоидальный сигнал, что позволяет исктпочить погрешность за счет несинусоидальности трехфазной системы напряжений, Это устройство является наиболее близким к изобретению по техни

3 746 ческой сущности (по составу блоков и функциональным связям между ними ) и по достигаемому результату (измерение основных гармоник симметричных состав ляюшях).

Оно содержит преобразователь аналог код, переключатель фаз, фазосцвигающее устройство, пересчетный блок, регистрирующее устройство, реверсивный счетчик, пороговое устройство и задатчик кодов, а также различитель полярности )3) Ч зехфазное напряжение поступает на

ЗО вход преобразователей 1-3 аналог-код, которые преобразуют мгновенные значения соответствующих фазных напряжений в точках t в пропорциональный цкфроЬ вой код, Выход преобразователя 1 под35 кл чен к одному входу реверсивного су матора 4 непосредственно, а выходы преобразователей 2 и 3 через делители 5 и 6 — к двум другим входам того же сум. мутора. Кроме того, выходы преобразователей 2 и 3 через делители 7 и 8 подключены к входам реверсивного сумматора 9. Реверсивные сумматоры 9 и 4 связаны поразрядно с блоками переноса

11 и 10 и с регистрами памяти 12 и

13. Блок управления 14 служит для синхронизации работы устройства, Выходы регистров 12 и 13 памяти подключены к первым входам множительных блоков

15 и 16, вторые входы которых соеди5О иены с входами задатчика 17 кодов.

Выходы множительных блоков 15 и 16 соединены через реверсивные счетчики

18 и 20 и 19 и 21 соответственно с входом квадратора 22 и входами множительных блоков 25 и 26. Входы регистров 23 и 24 прямой и обратной последовательности подключены к вхо- дам квадратора 22 и множительных бш

Недостатками етого устройства являются низкое быстродействие, так как оно представляет поисковую систему и для определения начальной фазы и амплитуды всех симметричных составляющих может потребоваться значительное время, и погрешность, обусловлейная тем что измерения производятся не одновременно во всех фазах, а разнесены во времени.

1.

11елью изобретения является повышение точности измерений и быстродействия.

Поставленная пель достигается тем, что в .цифровой измеритель несимметрии трехфазной сети, содержащий три преобразователя аналог-код, входы которых являются входами устройства, делители частоты, задатчик кодов, первое и второе множительные устройства, входы которых соединены с выходами задатчика кодов, первый и второй реверсивные счетчики, подключенныЕ соответственно к выходам множительных блоков, а также блок управления, введены два реверсивных сумматора, два регистра памяти с блоками переноса, квадратор, третий и четвертый реверсивный счетчики, третий и четвертый множительные блоки, регистры прямой и обратйой последовательностей и арифметическое устройство, причем выход одного преобразователя аналог-код соединен с входом первого . реверсивного сумматора непосредственно, выходы других преобразователей аналог- код соединены с входами первого реверсивного сумматора через первый и второй делители частоты, а с входами второго реверсивного сумматора — через третий и четвертый делители частоты, вйходы рев6рсивйых сумматоров через блоки пйреноса подключены к входам регистров памяти, выход каждого из которьж соединен с входами первого и вто рого множительных блоков, выходы ко торых подключены к входам третьего и — четвертого реверсйвных счетчиков, входы

336

4 третьего и четвертого множительных блоков подключены соответственно к выходам первого и четвертого и второго и третьего реверсивных счетчиков, входы квадратора соединены с выходами всех

5 реверсивных счетчиков, входы каждого из регистров прямой и обратной последовательностей соединены с выходами третьего и четвертого множительных бло)g ков и квадратора, а Rx выходы — с ВКодами арифметического устройства.

На чертеже представлена структурная схема цифрового измерителя несимметрии трехфазной сети, Измеритель состоит из трех преобразователей 1-3 аналог-код (ПАК), реверсивного сумматора 4, делителей 5-8 час"тоты, реверсивного сумматора 9, блоков 10 и 11 переноса; регистров 12 о и 13 памяти, блока 14 управления, первого и второго множительных блоков

15 и 16, эадатчика 17 кодов, резерсивных счетчиков 18-21, квадратора 22, регистра 23 прямой последовательности, 5 регистра 24 обратной последовательности, третьего и четвертого множительных блоков 25 и 26, арифметического устройства 27.

6336 6 х 5 t n оз t „с выхода м ножите льног о блока 16 — на реверсивный счетчик 21.

За период исследуемого сигнала (после обработки кодов мгновенных значений)

5 в реверсивных счетчиках 18-21 будут получены коды V u W квадратурных сос тавляюших основной гармоники напряжений.

Иэ реверсивных счетчиков 18-21 ко1О ды квадратурных составляющих поступают на квадратор 22, а с выхода последнего квадраты этих кодов вводятся в регистры

23 и 24 прямой и обратной последовательностей. Коды квадратурных составляющих с выходов реверсивных счетчиков

18, 21 и 19, 20 поступают также на входы третьего и четвертого множительных блоков 25 и 26. Ввод кодов в множительные блоки 25 и 26 производится так, чтобы на их выходе получить коды удвоенных произведений квадратурных составляющих Ы,Ь и 3.B<(„. Эти коды с выходов множительных блоков 25 и 26 поступают на входы регистров 23 и 24

25 прямой и обратной последовательностей г с соответствующим знаком.

В результате в регистре 23 прямой последовательности запишется код V

f квадрата прямой последовательности, а в регистре 24 обратной последовательности — код Р квадрата обратной после2.

2.

Х 2. довательности. Коды /, и (поступают на арифметическое устройство 27, которое определяет коэффициент несимметрии.

Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет существенно сократить время измерений и исключить погрешность обусловленную измерением симме2ричных составляющих по различным реализациям исследуемого напряжения, 45

S0

5 74 ков 25 и 26 а выходы регистров соединены с арифметическим устройством

27, Рассмотрим принцип действия ус 2 ройства.

HarrpameHHs U<(t)> ь®! U<(t) поступают соответственно на преобразователи 1-3 аналог-код.

С выходов преобразователей числовые коды, пропорциональные мгновенным значениям напряжений UA(t;), U>P;) (J (4„) поступают на вход реверсивного сумматора 4, причем с преобразователя 1— на суммирование, а с преобразователей

2 и 3 через делители частоты 5, 6 с коэффициентом деления 0,87 — на.. вычитание, В результате в реверсивном сумматоре 4 записывается код 7(1Днап ряжения.

С выходов преобразователей 2 и 3 через делители частоты 7 и 8 с коэффициентом деления 0,5 коды, пропорциональные ua (t;) и Ц ((,), поступают на вход реверсивного сумматора 9. В результате этого в сумматоре 9 записывается код напряжения W (t;) °

Коды Vgj.) и 9/(Е; ) напряжений из реверсивных сумматоров 4 и 9 по команде с блока 14 управления через блоки переноса 10 и 11 вводятся в регистры

12 и 13 памяти.

После переноса кодов V(t) и WgÄ)«пряжений в регистры памяти 12 и 13 реверсивные сумматоры 4 и 9 устанавливаются в нулевое состояние и тем самым подготавливаются для записи следующих мгновенных значений V(t

W(; „).

По команде с блока 14 управления код V(t;) напряжения поступает на первый и второй множительные блоки

15 и 16, где перемножается с кодами

Ceg®4„H Бм М/1„,задаваемыми задач чиком 17 кодов.

Произведение (

В следующий момент времени код

9/(1;)напряжения перемножается множительными блоками 15 и 16 с кодами тех же значений ортогональных функций обЫ„ и зьи f.

Произведение W(t q) Si><>t;c выхода мно- жительного блока 15 поступает на реверсивный счетчик 20, а произведение W(ti)i

Формула изобретения цифровой измеритель несимметрии „ трехфазной-сети, содержащий три преобразователя аналог-код, входы которых являются входами устройства, делители частоты, эадатчик кодов, первый и второй множительные блоки, входы которых соединены с выходами задатчика кодов, первый и второй реверсивный счетчики, подключенные соответственно к выходам множительных блоков, а также блок управления, отличающийся тем, что, с целью новь пения точности и быстродействия измерителя, в него введены два реверсивных сумматора, два регист7 74633 ра памяти с блоками переноса, квадратор, третий н четвертый реверсивный счетчики, третий и четвертый множительные блоки, регистры прямой и обратной последовательностей и арифметическое yew ройство, причем выход одного преобра зователя аналог-код соединен с входом первого реверсивного сумматора непос редственно, выходы других преобразова-. телей аналог-код соединены с входами !О первого реверсивного сумматора через первый и второй делители частоты, и с входами. вйоф9го реверсивного сумматора через третий и четвертый делители частоты, выходы реверсивных сумматоров через блоки переноса подключены к входам регистров памяти, выход каждого иэ, которых соединен с входами первого и второго множительных блоков, выходы zoторых подключены к входам третьего и ® четверто о реверсивных счетчиков, входы

6 чретьего и четвертого множительных блоков по дключены соотмтственно к выходам первого и четвертого и второго и третьего реверсивных счетчиков, входы квадратора соединены с выходами всех реверсивных счетчиков, входы каждого из.регистров примой и обратной последовательностей соединены с выходами третьего и четвертого множительных блоков и квадратора, а их выходы — с входами арифметического устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

K 377705, кл. G 01 Я 29/16, 1973.

2. Автсрское свидетельство СССР

M 374557, кл. G 01 8, 29/16, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2476434/18-21, кл. G 01 R 29/16.

Составитель В. Ледащев

Редактор Ж: Рожкова Техред И. Ннид Корректор В.. Бутяга

Заказ 3933/33 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, . Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4-/5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4