Измеритель несимметрии трехфазной сети
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<н771573 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12.78 (21) 2702348/18-21 с присоединением заявки Но (23) Приоритет
Опубликовано 151080 Бюллетень М 38
Дата опубликования описания 171080 (51)М. Кл.
G 01 R 29/16
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 317 .61(088.8) М. П. Минц, В. И. Чинков, О. Г. Гриб, Ю. В. Рираховский и В. И. Петренко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕСИММЕТРИИ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ
Изобретение относится к области контроля качества электроэнергии трехфазных систем переменного тока.
Известно устройство для измерения несимметрии режима многофазной сети (1), содержащее трансформатор, многофазный выпрямитель, частотно-избирательный фильтр и индикатор составляющей напряжения прямой последова- 10 тельности. При несинусоидальном входном сигнале в выпрямленном напряжении присутствуют высшие гармоники, которые приводят к возрастанию погрешности измерения.
Известно устройство, позволяющее измерить коэффициент несимметрии (2), реализующее корреляционный способ обработки сигналов. Однако, поскольку в .качестве базисной функции при этом иолользуется сигнал прямоугольной формы, в таком устройстве не устраняется методическая погрешность, вносимая высшими гармониками в исследуемую трехфазную систему напряжений.
Кроме того, это устройство сло;;;но в реализации и имеет невысокое быстродействие.
Известен также измеритель аргумен та обратной последовательности трех.фазной системы напряжений (Ъ), содержащий измерительный трехфазный. трансформатор, переключатель фаз, выпрямители, конденсаторы, логометр.
Это устройство не позволяет измерять амплитуды симметричных составляющих и несимметрию напряжений.
Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей посредством измерения амплитуд симметричных составляющих и коэффициента несимметрии.
Цель достигается тем, что в измеритель несимметрии трехфазной сети, содержащий измерительный трехфазный трехстержневой трансформатор, два конденсатора и логометр, введены два сумматора, два фазовращателя на 90 и два фильтра основной гармоники. Причем вторичная обмотка первого стерж ня снабжена числом витков, соответствующим напряжению его первичной обмотки, а каждая из двух вторичных обмоток второго и третьего стержней снабжена количеством витков, соответствующим Л7Ъ и 1/2 напряжения первичных обЬ;оток этих стержней, которые .соединены так, что образуют две цепи, первая из которых состоит иэ
771573 соединенных последовательно и соглас но обмотки первого стержня и обмоток второго и третьего стержней, имеющих число виткон, соответствующее 3/2 напряжения первичных обмоток, а вторая цепь состоит из соединенных последовательно и встречно обмоток второго и третьего стержней, имеющих число витков, соответствующее 1/2 напряжения первичных обмоток этих стержней. При этом первая цепь подключена к первым входам обоих сумматоров, а вторая цепь подключена к входам обоих фаэовращателей, выходы которых подключены к вторым входам сумматоров, их выходы через фильтры основной гармоники и конденсаторы подключены к входам логометра.
В основу работы измерителя несимметрии трехфазной сети при измерении прямой (U ) и обратной (О ) последовательностей напряжении положен следующий принцип. Записывают комплексы напряжений прямой и обратной последовательностей 2
0 = 0„+ 4.Йе + Ы.О (i) (2) где d. = е — оператор поворота угла; с(= е(; f = 120
Преобразовав выражения (1) и (2), получают
0 = U + О cosP+ jU sin++0 cos+
A.,e . iв), .с
jU sinY=U4 - соя (0 + U ) + jsinf(U- u ; (3)
0 = u +u cosМ )О sI11P+ 0 сОБч+ я е
+ U cosY = U„+ cosY (U U ) - )ь)пТ (Ов - Ос ) (4)
Обозначают
V=U+co Y(U+U); (5)
W = siïТ(0в — Uc) (6)
Подставив выражения (5) и (6) в уравнения (3) и (4), получают
0 = V +))(;
0 = V — J)(Х
Мгновенные значения
u, (t) = 0(t)+u) (t >4);
t (t) = U(t)+uI) (t — — ), 2. 4 где
V(t) =и„(Оicos Y1u„«) с«))
uI((t) = sin f(u (t1- u ()) .
Таким образом, напряжения прямой и офратной последовательностей могут быть получены путем суммирования исходной трехфаэной системы напряжений с определенными весовыц и коэффициентами.
На чертеже представлена схема измерителя несимметрии трехфазной сети.
В исходном состоянии напряжения и,.ые, и поступают на трехстержневой измерительный трансформатор 1.
Он имеет первичную трехфазную обмот.
65 щих значений напряжений обратной и прямой последовательностей, т.е. коэффициенту н)есимметрии. Напряжения на выходах фильтров, очевидно, являются напряжениями прямой и обратной последовательностей. Их действующие ку и пять вторичных обмоток. Одна вторичная обмотка, расположенная на первом стержне, обеспечивает коэффициент трансформации равным единице.
На втором и третьем стержнях трансформатора расположены по дне обмотки. ! .Напряжение на ныходе одной из обмоток второго и третьего стержней равно половине, а напряжение на выходе дру)гой из обмоток второго и третьего . стержней — 3 2 первичного напряжения соответствующей фазы (и или u ), Вторичная обмотка первого стержня соединена последовательно-согласно с обмотками второго и третьего стержней, обеспечивающими ГЗ/2 первичного.
15 напряжения. Последовательно-встречно включены обмотки второго и третьего стержней, обеспечивающие 1/2 первичного напряжения. К зажимам соединенных последовательно трех вторич2О ных обмоток трансформатора подключены первые. входы сумматоров 2 и 3. Вторые входы. сумматоров через фаэовращатели на 90 4 и 5 связаны с зажимао ми соединенных последовательно двух вторичных обмоток трансформатора. Выходы сумматоров подключены через фильтры основной гармоники б и 7 к конденсаторам 8 и 9, которые соединены с соответствующими входами логометра .10.
Принцип действия устройства следующий.
Исследуемая трехфазная система напряжений u„, u, u подается на перс ничные обмотки измерительногo трансформатора 1. На зажимах последовательного соединения трех обмоток образуется суммарное напряжение V(t) — ц„ +If)/2(u ис). на выходе последовательного соединения днух обмоток
4Р формируется разностное напряжение
w(t) = — (о - и ) °
Напряжение v(t(поступает на первые входы сумматоров 2 и 3, а напряжение ч((й) — на фаэовращатели 4 и 5, осуществляющие фазовый сдвиг напряжения Ю(с) соответственно на +90 и на -90 . Напряжения ю (t+ — ) иш(t - )
4 4 с выходов фазовращателей поступают на вторые входы сумматоров соотнетственно.На выходе сумматора 2 образуется напряжение u„(t)=ч(t) + uÄ (t) и u (t) поступают на фильтры б 2 и 7, выделяющие основную гармонику напряжений 0„ (t) и. u (t). Напряжения. с выходов фильтров поступают на конденсаторы 8 и 9, включенные на входах логометра 10. Показания логометра пропорциональны отношению дейстную771573 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 6688/57 Тираж 1019 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Значения могут быть измерены любым вольтметром переменного тока. Гаким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить класс ,решаемых задач за счет измерения пря-! Мой и обратной последовательностеи и 5 коэффициента несимметрии. Измеритель несимметрии трехфазной 10 сети, содержащий измерительный трехфазный трехстержневой трансформатор, два конденсатора и логометр, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воз- 1S можностей посредством измерения амплитуд симметричных составляющих и коэффициента несимметрии, в него введены два сумматора, два фазовращателя на 90 и два фильтра основной гар- Щ моники, причем вторичная обмотка первого стержня снабжена числом витков, соответствующим напряжению его первичной обмотки, а каждая из двух вторичных обмоток второго и третьего стержней снабжена количеством витков, соответствующим lЗ/2 и 1/2 напряжения первичных обмоток этих стержней, которые соединены так, что образуют две цепи, первая из которых состоит из соединенных последовательно и согласно обмотки первого стержня и обмоток второго и третьего стержней, имеющих -скисло витков, соответствующее Г3/2 напряжения первичных обмоток, а вторая цепь состоит из соединенных последовательно и встречно обмоток второго и третьего стержней, имеющих число витков, соответствующее 1/2 напряжения первичных обмоток этих стержней, при этом первая цепь подключена к первым входам обоих сумматоров, а вторая цепь подключена к входам обоих фазовращателей, выходы которых подключены к вторым входам сумматоров, а их выходы через фильтры основной гармоники и конденсаторы подключены к входам логометра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 377705, кл. G Ot R 29/16, 17.04.73. 2. Авторское свидетельство СССР 9 374557, кл. G Ol R 29/16, 20.03.73. 3. Авторское свидетельство СССР Р 420965, кл. G 01 R 29/16, 04.07.72.
