Измеритель показателей качества электроэнергии

 

Союз Советск ни

Социапистичесиык

- Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. сеид-sy— (5l)N. Кл.

G 01 R 29/16

{22) Заявлено 26. 02. 81 (2 I ) 3251420/18-21 с присоединением заявки М— (23)П ио итет9кудератеаииы1 кеиитет

СССР, ае делам иаабретеиий и открытий р р

Опубликовано 30.10.82. Бюллетень,йе 40 (53) УДК621. 317..322(088;8) Дата опубликования описания 30. 10.82

{72) Автор изобретения

Д. К. Иаков

Киевский ордена Ленина политехнический иие+итух им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической револвций (71) Заявитель (54) ИЗИЕРИТЕЛЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

1 2

Изобретение относится к измери= вход которого соединен с первым выхотельной технике и может быть исполь- дом блока управления, измерительный зовано для измерения показателеи каче- прибор (2). ства электроэнергии. Недостатком устройства являются

Известно устройство для измерения ограниченные функциональные возможно" несимметрии напряжений, содержащее сти, так как измеряются только напряжефильтры симметричных составллевих 1 1 1 ние примой, обратной пОследователь="

Недостатками этих устройств явля- ности и отклонение частоты напряже" ются низкая точность при отклонении ния сети,и не определяется коэффиФ напряжения сети, температуры .окружаю-, о щиент несинусоидальности. щей среды, отклонения R u S элементов фильтров от расчетных значений, огра- " Цель изобретения -, расширение функ ниченные функциональные возможности. циональных возможностеи.

Поставленная цель достигается тем, Наиболее близким к предлагаемому что в измеритель показателей качества является устройство, содержащее ана- 5 электроэнергии, содержащий фильтры логовый ключ, фильтр симметричных симметричных составляющих прямой и составляющих обратной последователь- обратной последовательностей, полоности, выход которого соединен с совой частотный фильтр, частотный корвходом первого фильтра симметричных ректор, измерительный прибор, аналогога составляющих прямой последовательно- вый ключ, блок управления, причем высти, полосовой частотный фильтр, выход ход фильтра симметричных составляющих которого соединен с первым входом обратной последовательности соединен частотного корректора, управляющий с входом фильтра симметричных состав3 97027 ляющих прямой последовательности, выход полосового частотного фильтра соединен с первым входом частотного корректора„ выход которого соединен с измерительным прибором, выходы блока управления соединены с управляющими входами аналогового ключа и частотного корректора, введены последовательно соединенные фильтр симметричных составляющих и второй фильтр сим- 1О метричных составляющих прямой последовательности, причем вход и выход фильтра симметричных составляющих об ратной последовательности и выход первого фильтра симметричных состав- 15 ляющих прямой последовательности соединены с тремя входами аналогового ключа соответственно, выход которого соединен с входом фильтра симметричных составляющих, выход которого сое- щ динен с входом полосового частотного фильтра, а выход второго фильтра симметричных составляющих прямой последовательности соединен с вторым входом частотного корректора. 2$ !

На чертеже приведена структурная схема измерителя.

Измеритель показателей качества электроэнергии содержит фильтр 1 сим- зо метричных составляющих обратной последовательности, фильтр 2 симметричных составляющих прямой последовательности, фильтр-3 симметричных составляющих, фильтр 4 симметричных составляющих прямой последовательности, 35 частотный корректор 5, измерительный прибор 6, аналоговый ключ 7, полосовой фильтр 8, блок 9 управления.

Блок управления содержит счетчик

40 и логические схемы. Переход от одного состояния блока управления к другому приводит к изменению состояния счетчика и появления управляющих сиг-, налов на соответствующих данному состоянию выходах логических схем. Эти сигналы управляют работой аналогового ключа 7 и частотного корректора 5. В измерителе использованы фильтры симметричных составляющих с большим вход- о ным и малым выходным сопротивлением, например фильтры, разделенные повторителями. Трехфазные напряжения поступают к первым, вторым и третьим вхо-. дам аналогового ключа 7 и s зависимо- сти от измеряемого показателя подклю- чается на вход фильтра 3 симметричных составляющих. Аналоговый ключ 7 изме3 ф няет также последоватальность подклю»; чения фаз к фильтру 3 симметричных составляющих, следовательно, в зависимости от состояния аналогового ключа 7 Фильтр 3 симметричных составляющих является фильтром симметричных составляющих прямой или обратной последовательности. .

Измеритель: работает следующим образом.

При измерении коэффициента несимметрии напряжение Up на входе измерительного прибора 6 равно (фильтр 3 является фильтром обратной последовательности) ) ="ФСС1 АК 1 ФСС " и4ф "4К "С

% (; 1 > <++015> Z) ДК < И @ К4К-, р1 р» 0< КДК Ккдф 4Ф р 0 КдК к4ф 4К ветственно коэффицйентй передачи фильтров симметричных составляющих

1 и 3, аналогового ключа 7, полосового частотного фильтра 8, частотного ,,корректора 5;

U, 0„, 0 -- соответственно на пряжение сетй, составляющие прямой и обратной последовательности напряжения сети; — коэффициенты передачи на пряжения прямой последовательности фильтров 1 и 3;

/51, — коэффициенты передачи напряжения обратной последовательности фильтров 1 и 3, О(1-- Ь - О, P 1ХР Ъ = У а1 (С Р+

При измерении напряжения прямой

\ последовательности напряжение 9 1 на входе измерительного прибора 6 равно (фильтр 3 является. фильтром прямой последовательности, для которого

М . 1,i,A<1) и1 А" фссь и4Ф 4к 0. (2)

< Ъ(4+ РЪ Щ" дкКМф К4К

° °

+ Ъ 01 КдК КИ4@ 4К ) 01 Ж .

При измерении отклоненйя частоты напряжение Ок на выходе измерительного прибора равно (фильтр 3 является фильтром прямой последовательности)

I и Фсс1 ®с "дк Фссь ич 5к с М1 + А М ) АЫ И4ф "4К

1А1 АЯА 3 ДК \Мф 4К» 014 Ъ 9 Ь Щ.

«) И4 КДК << 101, 5 где hf — отклонение частоты напряжения сети.

При измерении коэффициента несинусоидальности, определяемого напряжением высших гармоник, действующее значение напряжения U на выходе измерительного прибора 6 равно (фильтр

3 является фильтром обратной последовательности}

ОИ4 КФСС4 КФССФ КФССЪ КФССФ

"КАК К",.„ОС1=КДК КФК1 (011 dL44i . ЫЗ

44 <ë Age 1 gq 31 41 (g) где обозначения с индексом i являются коэффициентами передачи и напряжениями для 1-й гармоники;

"Фсз„, . ° IЬ41 коэффициент передачи второго фильтра

4 симметричных составляющих прямой последовательности для i-й гармоники и коэффициенты передачи этого фильтра для напряжения прямой U« и обратной U последовательности i-й гармоники.

% где U<<« пряжение комплексно сопряженное наФ

ДлЯ "и4 Напряжение малой и обратной последовательности первой гармоники на входе измерительного прибора 6 отсутствует, так как коэффициенты передаol<<, p«, с 3 1 ю р4< ф л ров 1- 4 для первой гармоники p + О

М 24 3 Г 1 т.е. последовательное соединение фильтров симметричных составляющих прямой и обратной последовательности препятствует прохождению напряжения первой гармоники, на выходе такого последовательного соединения выделяется напряжение суммы высших гармоник. Частотный корректор 5 необходим для получения равномерной амплитудночастотной характеристики измерителя.

Точки над коэффициентами и напряжениями показывают, что рассматриваются комплексные величины коэффициенты и напряжения без точек - модули этих величин.

При наличии неидентичности отдельных звеньев фильтров симметричных составляющих суммарная погрешность измерения отклонения частоты и коэффициента несинусоидальности зависит от последовательности соединения этих фильтров. Особенностью структурной схемы предлагаемого измерителя

970273

1 О

З5

2О

5О

4О является наименьшая погрешность от неидентичности звеньев при измерении этих показателей, которая достигается структурным методом — наличием определенных связей между блоками.

Устройство позволяет выделять напряжение суммы высших гармоник из трехфазного напряжения и использует блоки измерителя, необходимые для измерения других показателей. Традиционный подход к выделению напряжения высших гармоник с помощью фильтров верхних частот приводит к использованию трех сложных фильтров верхнин частот высокого (10-15) порядка с идентичными амплитудно-частотными характеристиками.

Для структурной схемы измерителя коэффициента несинусоидальности на основе фильтров симметричных составляющих нет высоких требований к идентичности звеньев фильтров симметричных составляющих.

Снижение требований к идентичности звеньев фильтров симметричных составляющих позволяет изготавливать точные измерители показателей качества электроэнергии с малыми затратами труда с использованием недорогих элементов.

Экономическая эффективность заключается в повышении производительности труда при изготовлении точных и простых измерителей показателей качества электроэнергии и снижении их стоимости. Одни и те же блоки используются при измерении различных показателей качества электроэнергии, что снижает стоимость измерителей показа-: телей качества электроэнергии. формула изобретения

Измеритель показателей качества электроэнергии, содержащий фильтры симметричных составляющих прямой и обратной последовательностей, полосо" вой частотный фильтр, частотный корректор, измерительный прибор, аналоровый ключ, блок управления, причем выход фильтра симметричных составляющих обратнои последовательности соединен с входом фильтра симметричных составляющих прямой последовательности, выход полосового частотного фильтра соединен с первым входом частотного корректора, выход которого соединен с измерительным прибором, 9702

Составитель О. Панчерников

Редактор Н; Гришанова Техред A. Бабинец Корректор Н. Король

Заказ 8381/55

Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35> Раушская наб., д. "/5

Филиал AllA "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

7, выходы блока управления соединены с управляющими входами аналогового ключа и частотного корректора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные фильтр симметричных составляющих и второй фильтр симметричных составляющих прямой последователь. ности, причем вход и выход фильтра о симметричных составляющих обратной последовательности и выход первого фильтра симметричных составляющих пря мой последовательности соединены с. тремя входами аналогового ключа со- д

73 8 ответственно, выход которого соединен с входом фильтра симметричных состав- ляющих, выход которого соединен с входом полосрвого,частотного фильтра, а выход второго фильтра симметричных составляющих прямой последовательнос-, ти соединен с вторым входом частотного кррректора.

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 517860, кл. G 01 R 29/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 752196, кл. G 01 R 29/16, 1978 (и;вототип).