Устройство для выделения напряжений прямой и обратной последовательностей трехфазной электрической сети

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()943605

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к лвтовскомь свиднильствь (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) 3»»< 0 15.12. 80 (21) 3219518/18-21 с присоединением заявки %в (23) Приоритет— Я)М. К .

G 01R 29/16

Риудэрстваикый комитет

СССР ео делан изобретений и етхрыткв

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень Ме26

Дата опубликования описания 17.07.82 (5З) Уд 621.317. .322(088.8) (72) Авторы изобретения

В.В. Брайко, С.Г. Таранов и Ю.Ф. Тесин (, и (, ССР

Институт электродинамики АН Украинско (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ПРЯМОЙ

И ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ТРЕХФАЗНОЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения симметричных составляющих прямой и обратной последовательмостей трехфазной электрической сети.

Известен фильтр симметричных составляющих, который состоит из активн емкостных плеч f13.

Недостатком этого фильтра является погрешность выделения симметричных составляющих, обусловленная значительными напряжениями наводимыми на активных и реактивных выходных сопротивлениях плеч из-за влияния сильных электромагнитных полей, создаваемых мощными трехфазными сетями переменного тока, Наиболее близким к предлагаемому является устройство, для выделения симметричных составляющих прямой и обратной последовательностей. Это устройство состоит из двух подключенных к фазам сети плеч, содержащих по два последовательно соединенных импеданса, точки соединения которых образуют выходные зажимы фильтра (2).

Недостатком этого устройства является погрешность, обусловленная о- : напряжениями, наводимыми на импедансах выходных полуплеч из-за влияния сильных электромагнитных полей, создаваемых мощными трехфазными сетями переменного тока.

Выходное напряжение Ох этого устройства имеет вид

° \ \

"хч="хе+"и +"в +"н ="яь" +" + х5 вч " Hxs

OSCKa+UHS3 (!

Ф с где U, U - падения напряжений на выходных импедансах устройства;, UH - напряжения, наводимые на выходных импедансах

943605 электромагнитными полями, К 1, К - коэффициенты передачи плеч устройства;

U, U < — линейные напряжения

5 сети.

После разложения линейных напряжений U>>, U>< на симметричные составляющие прямой и обратной последо-. вательностей и подстановки значений, 10 в выражение (1) получим

° ° \ оц =u+<>++иц +иц, (ц

fl х5 бъ

0 =О КН 0 1 +ОН

Н Н)(g Не„

В где U,U — выходное напряжение фильтра при выделении соответственно напряжения прямой и обратной пос-20 ледоватепьностей;

О+, — напряжения прямой и обратратной последовательностей;

k,К1 - коэффициенты передачи устройства по напряжению прямой и обратной последовательности.

Как видно из (2 ) и (3) кроме полез-30 ных сигналов на выходе устройства присутствуют и сигналы помехи, которые могут составлять по отношению к напряжению прямой последовательности 1-5i а по отношению к напряжению обратной последовательности 10100, что существенно снижает эффективность использования этого устройства. б0

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения напряжений прямой и обратной последова45 тельностей трехфазной электрической сети, содержащее импеданс из двух плеч, введены блок вычитания и три масштабных преобразователя, первые входы которых являются входными

50 зажимами устройства, вторые входы подсоединены к зажиму нулевой шины, выходы первого и третьего масштабных преобразователей соединены с крайними выводами плеч импеданса, выход

v 55 второго — со среднеи точкои плеч импеданса, входы блока вычитания подключены к двум выходам плеч импеданса и к нулевой шине, а выход блока вычитания является выходным зажимом устройства, На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2— векторная диаграмма, иллюстрирующая принципы работы устройства.

Устройство для выделения напряжений прямой и обратной последовательностей состоит из двух плеч, содержащих четыре импеданса 1-4, блок 5 вычитания и три масштабных

1 преобразователя 6-8, входные зажимы 9-11, зажим 12 нулевой шины, входные зажимы 13-15 плеч, выходные зажимы 16,17 плеч, первый и второй входы 18 и 19 блока вычитания, выходной зажим 20 устройства.

Как видно из фиг.2 напряжение с (1 на выходе фильтра равно с

"X =" 6, - ="ОХ-"О ="1Я, Ь "а, (" где U 0 - напряжение между зажима0X 03 ми 16 17 полуплеч

Выразим напРяжения Ц1, 19 через падения напряжении на выходных импедансах 2 и 3 полуплеч и напряжением U< . между зажимом 12 нулевой шины и зажимом 14, соединяющим плечи устройства

0 б, ь-"о -", ь ь,и "н„ () 4

", т= "оъ=()<(« " а,п "н, „(ь)

Подстановка значений () 0, О „ из (5 ),(6) в (4) дает следующее выражение

Ь

0,6=04641- Abl„4 044,41) (1) откуда следует, что вычитание напряженияО из напряжения позволяет частйчйо или полностью скомпенсировать синфазное напряжение, наводимое на выходных импедансах 2 и 3 °

Операцию вычитания позволяет осуществить вычитающее устройство 5, к входам 18 и 19 которого подводятся напряженияОВ, Ьи ", 1

Масштабные преобразователи необходимы для искусственной привязки .трехфазной системы линейных напряжений относительно нулевого провода и для деления входных напряжений устройства.

Таким образом, включение в устройство для выделения напряжений прямой и обратной последовательностей вычитающего устройства и трех масштабных преобразователей позволяет значительно повысить точность определения напряжений прямой и обратной последовательностей.

Кроме того, вычитающее устройств легче согласовать с нагрузкой, а подведение входных и выходных сигналов к устройству относительно нулевой шины повышает безопасность труда и улучшает условия эксплуатации.

Все это расширяет область применения и повышает эффективность использования устройства.

Формула изобретения

Устройство для выделения напряжений прямой и обратной последовательностей трехфазной электрической сети, содержащее импеданс из двух плеч, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 943605 6 что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введены блок вычитания и три масштабных преобразователя, первые входы которых являются входными зажимами о устройства, вторые входы подсоединены к зажиму нулевой шины, выходы первого и третьего масштабных преобразователей соединены с крайними выводами плеч импеданса, выход второгосо средней точкой плеч импеданса, входы блока вычитания подключены к двум выходам плеч импеданса и к нулевой шине, а выход блока вычита"

1 ния является выходным зажимом уст. ройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фабрикант В.Л. Фильтры сим20 метричных составляющих. ГЭИ, 1962, с.424, схема 5,с.100-106.

2. Фабрикант В.Л. Фильтры симметричных составляющих, ГЭИ, с.424, рис.1-15,с. 53 (прототип ).

ВНИИПИ Заказ 5099/50

Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4 /1/, f7

Фмю.f