Устройство измерения несимметрии напряжения в трехфазных сетях

 

(72) Авторы изобретения

А.М. Буняк, А.Н. Лупенко и А.А. Елизаров (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ НЕСИММЕТРИИ

НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЯХ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для непрерывного контроля качества напряжения в трехфазных сетях трехпроводной линии, например в электросети, где работают асинхронные двигатели.

Известно устройство измерения несимметрии напряжения, в состав которого входят активно-емкостной фильтр напряжения обратной последовательности, выпрямитель и микроамперметр 1J.

Устройство не отвечает требованиям как по объему и полноте получаемой информации, так и по точности измерений, а при наличии в электросети высших гармоник оказывается неработоспособным.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство измерения несимметрии напряжений в трехфазных сетях, в котором совместно с активно-емкостным фильтром напряжений обратной последо вательности, служащим в качестве из мерительного датчика, включен частот-. но-избирательный усилитель, пропускающий на вход микроамперметра лишь основную частоту сети ГЗ).

Однако данное устройство измеряет лишь модуль напряжения обратной последовательности без сопоставления его с величиной модуля прямой последовательности и не измеряет сдвиг фазы напряжения обратной пс следовательности по отношению к фазе напряжения прямой последовательности, имеет низкие метрологические показатели, точность и быстродействие.

Целью изобретения является расши15 рение функциональных возможностей и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерения несим20 метрии напряжения в трехфазных сетях, содержащее последовательно соединенные фильтр обратной последовательнос" ти, частотно-избирательный усилитель и измеритель, введены элемент распознавания нуля, два аналого-цифровых преобразователя, блок управления записью, два блока памяти, два счетчика адреса записи, два дифференциатора, инвертор, два регистра, два компаратора, счетчик адреса считывания, блок вычисления разности амплитуд, регистратор разности амплитуд, триггер, блок управления считыванием, элемент И, счетчик разности фаз, регистратор разности фаз, генератор опорной частоты и фильтр прямой последовательности, причем выход фильтра обратной последовательности через первый аналого-цифровой преобразова15 тель, блок памяти, дифференциатор и регистр соединен с первым входом блока вычисления разности амплитуд, выход ко-. рого соединен с регистратором разности амплитуд, выход первого блока памяти соединен со вторым вхо дом первого регистра, первый вход фильтра обратной последовательности соединен с входом фильтра прямой последовательности, выход которого соединен с элементом распознавания нупя и через вторые аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, дифференциатор и регистр соединены со вторым входом вычислителя разности амплитуд, 30 выход второго блока памяти соединен со вторым входом второго регистра, выход частотно-избирательного усилителя через эпемент распознавания нуля соединен с блоком, управления записью, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами первого и второго аналого-цифрового преобразователя, третий выход через счетчик адреса записи, инвертор, компаратор соединен с первым входом триггера, четвертый вьгход блока управления записью через второй счетчик адреса записи и компаратор соединен со вторым ! входом триггера, выход которого через элемент И, счетчик разности фаз, соеди 5 нен с регистратором разности фаз, выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом блока управления записью, второй выход генератора соединен с блоком управления счи- 5О тыванием, первый выход которого соединен .с третьим входом блока управления записью, второй выход блока управления считыванием соединен со счетчиком адреса считывания, первый выход которого соединен со вторым входом первого компаратора и вторым входом первого блока памяти, второй вы868641 ход счетчика адреса считывания соединен со вторым входом второго компаратора и вторым входом второго блока памяти, третий выход блока управления- считывания соединен со вторым входом элемента И, счетчики адреса записи соединены между собой, а треть I ими выходами соединены с третьими входами блоков памяти, соответственно, Устройство содержит фильтр 1 обратной последовательности, частотно-избирательный усилитель 2, элемент 3 распознавания нуля, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, блок 5 управления записью, аналого-цифровой преобразователь 6, блоки 7 и 8 памяти, счетчики 9 и 10 адреса записи, дифференциаторы 11 и 12, инвертор 1,3 кода, регистры 14 и 15, компараторы

1.6 и 17, счетчик 18 адреса считывания, блок 19 вычисления разности амплитуды, регистратор 20 разности амплитуды, триггер 21, блок 22 управления считыванием, логический элемент И 23, счетчик 24 разности фаз, регистратор

25 разности фаз, генератор 26 опор.ной частоты, фильтр .27 прямой последовательности.

Устройство работает следующим образом, Трехфазное напряжение трехпроводной линии поступает на фильтр 1 выделения напряжения обратной последовательности, Напряжение обратной последовательности через частотно-избирательный усилитель 2, служащий для выделения основной гармоники, совмест но с напряжением прямой последовательности, выделенным фильтром 27, поступают на элемент 3 распознавания нуля, который выдает команду на блок 5 управления записью в момент равенства этих напряжений нулю, При этом блок 5 управления записью совместно с АЦП 4 преобразует напряжение обратной последовательности в цифровой код и осуществляет запись его в блок 7 памяти, а также совместно с АЦП 6 преобразует напряжение прямой последовательности в цифровой код и осуществляет запись его в блок 8 памяти. Счетчики 9 и 10 адреса записи адресуют ячейки памяти соответственно для кода напряжения обратной и прямой последовательности.

Если один иэ счетчиков 9 или 10 достигнет конечного счета, он выдает сигнал на остановку второго счетчика, при этом цикл записи эаканчн868641

Формула изобретения

20

30 туд, регистратор разности амплитуд, триггер, блок управления считыванием, 35

45 вается и сигнал с блока 5 управления записью поступает на блок 22 управления считыванием.

После этого блок 22 управления считыванием запускает счетчик 18 считывания. Выходной.код счетчика 18 считывания поступает на компараторы 16 и 17, на другие входы которых прикладываются инверсия кода счетчика 9 адреса записи и код счетчика 10 адреса записи, соответственно. Инверсия кода осуществляется инвертором 13 кода. Разность кодов счетчиков 9 и 10 адреса записи пропорциональна сдвигу фаз между напряжениями прямой и обратной последовательности.

Сигнал с выхода компаратора 16 и 17, сработавшего первым, устанавливает триггер 21 в состояние логической единицы, который сбрасывается в нулевое состояние с переходов сигнала от другого компаратора (17 или 16). Таким образом, на выходе триггера 21 формируется единичный импульс, длительность которого пропорциональна сдвигу фаэ между напряжениями прямой и обратной последовательности.

При этом импульсы от блока 22 управления .проходят через элемент И 23 на счетчик 24 разности фаз, выходной код которого регистрируется регистратором 25 разности фаз.

Одновременно с процессом вычисления разности фаз происходит вычисление разности амплитуд напряжений прямой и обратной последовательности.

Для этого выходной код счетчика считывания поступает на блоки 7 и 8 памяти, выходные коды которых поступают, соответственно, на дифференциаторы 11 и 12 и регистры 14 и 15, и в момент определения максимума соответствующих напряжений дифференциаторы ll и 12 выдают команды на запись текущих значений кодов в регистр 14 для обратной последовательности и в регистр 15 для прямой.

Выходные коды с этих регистров поступают на блок вычисления разности амплитуд. Значение разности амплитуд регистрируется регистратором 20 разности амплитуд.

Работой всего устройства управляет генератор 26 опорной .частоты.

Использование предлагаемого устройства измерения несимметрии напряжения в трехфазных сетях обеспечивает. по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества: измерения неснмметрип в трехф.1чпм < етях методом сопоставления моду.ii и ч фаз напряжений прямой и обратной последовательностей, повышение точности и быстродействия измерений, возможность применения для промышленных исследований, что повысит значительно качество измерений при исследованиях несимметрии в трехфазных цепях.

Устройство измерения несимметрии напряжения в трехфазных сетях, содержащее последовательно соединенные фильтр обратной последовательности, частотно-избирательный усилитель и измеритель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерения, в него введены элемент распознавания нуля, два аналогоцифровых преобразователя, блок управления записью, два блока памяти, два счетчика адреса записи, два дифференциатора, инвертор, два регистра, два компаратора, счетчик адреса считывания, блок вычисления разности амплиэлемент И, счетчик разности фаз, регистратор разности фаз, генератор опорной частоты и фильтр прямой последовательности, причем выход фильтра обратной последовательности через первый аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, дифференциатор и регистр соединен с первым входом блока вычисления разности амплитуд, выход которого соединен с регистратором разности амплитуд, выход первого блока памяти соединен со вторым входом первого регистра, первый вход фильтра обратной последовательности соединен с входом фильтра прямой последовательности, выход которого соединен с элементом распознавания нуля и через вторые аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, дифференциатор и регистр соединены со вторым входом вычислителя разности амплитуд, выход второго блока памяти соединен со вторым входом второго регистра, выход частотно-избирательного усилителя через элемент распознавания нуля соединен с блоком управления записью, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами пер86864 l вого и второго аналого-цифрового преобразователя, третий выход через счетчик адреса записи, инвертор, компаратор соединен с первым входом триггера, четвертый выход блока управления записью через второй счетчик адреса записи и компаратор соединен со вторым входом триггера, выход которого через элемент И, счетчик разности фаз, соединен с регистратором разнос- 16 ти фаз, выход генератора опорной частоты соединен со вторым входом блока управления записью, второй выход генератора соединен с блоком управления считыванием, первый выход которого соединен с третьим входом блока управления записью, второй выход блока управления считыванием соединен со счетчиком адреса считывания, первый выход которого соединен со вторым входом первого компаратора н вторым входом первого блока памяти, второй выход счетчика адреса считывания соединен со вторым входом второго компаратора и вторым входом второго блока памяти, третий выход блока управления считыванием соединен со вторым входом элемента И, счетчики адреса записи соединены между собой, а реть1 ими выходами соединены с третьими входами блоков памяти, соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гитгарц Д.А., Иухин Й.А. Симметрирующие устройства для однофазных электротехнических установок. И., "Энергия", 3974, с. tl9.

2. Галкин В.Д. Измерение несимметрии напряжений в трехфазных сетях;

"Промьппленная энергетика", l977, У 5, с. 2I (прототип).