Стабилизированная трехфазная система питания

 

СТАБИЛИЗИРОВАННАЯ ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА питания, содержащая преобразователь однофазного напряжения в трехфазное с нулевым проводом , выходы которого подключены к фазным каналам стабилизации, каждый из которых включает в себя поеледоватепьно соединенные фазовращатель, первый регулируемый делитель, стабилизатор амплитуды первой гармоники переменного напряжения с избирательным узлом сравнения и опорным элементом , выходной трансформатор и второй регулируемый делитель напряжения , выходом подключенный к опорному элементу и узлу сравнения, узел индикации симметрии, включающий ,переключатель, одними входами соеди-неннме с вторичными обмотками выходных трансформаторов кангшов,другими входами-с выходами вторых регулируе::МЬ1Х делителей напряжения,а выходомчерез сумматор и избирательный усилителу с индикатором,о т л -ч,, ч а ю« щ а я с я тем,что,с целью р.асшире-f ния функциональных возможностей riy тем получения нормированных зна чeний амплитуд высших гармоник промьшленной сети и коэффициента несинусоидальносТи , в нее введены умножитель частоты, вход которого соединен с одним из выходов преобразователя однофазного напряжения в трехфазное, выход - с входами N : введенных делителей частс ты с разли ными коэффициентами деления, выходы которых подключены к введенному дополнительному сумматору напряжений , который через первый введенный дополнительный делитель напряжения соединен с входом одного из стабили заторов амплитуды первой гармоники, I а через введенную компенсационную цепь, состоящую из второго дополнительного делителя и дополнительного фазовращателя - с выходом второго регулируемого делителя напряжения , и вольтметр действующего значения.напряжения, подключенный к выходу сумматора, причем коэффициенты передачи дополнительных делителей напряжения и компенсационной цепи выбираются из соотношения . К4/Кз -КуКа гДе коэффициент передачи стабилизатора амплитуды первой гармоники; коэффициент передачи первого дополнительного де лителя напряжения; Кдкоэффициент передачи второго регулируемого делителя; К.- коэффициент передачи компенсационной цепи.

(!9) (И)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК фЯ) 6 05 Р 1 44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

R

)

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ" „,, " ::- : "" 1

H ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3375761/24-07 (22) 06.01.82 (46) 15 07.83 . Бюл. В 26 (72) В.В.Брайко, В.Б.Бузинянов, О.Л.Карасинский, В.М.Щасливый и-В.Н.Черныш (71) Институт электродинамики AH

Украинской CCP (53) 621 ° 316.722.1(088 S) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 692034, кл. G 05 F 1/44, 1977 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3312979/24-07, кл. G 05 F 1/44, 1981. (54) (57) СТАБИЛИЗИРОВАННАЯ ТРЕХФАЗНАН CATENA питания, содержащая преобразователь однофазного напряжения в трехфазное с нулевым прово-. дом, выходы которого подключены к фазйым каналам стабилизации, каждый

as которых включает в себя последовательно соединенные фазовращатель, первый регулируемый делитель, стабилизатор амплитуды первой гармоники переменного напряжения с избирательным узлом сравнения и опорным элементом, выходной трансформатор и второй регулируемый делитель напряжения, выходом подключенный к опорному элементу и узлу сравнения, узел индикации симметрии, включающий ,переключатель, одними входами соеди -ненныв с вторичными обмотками выходных трансформаторов каналов, другими .входами-с выходами вторых регулируе;ьнх делителей напряжения,а выходомчерез сумматор и избирательный усилитепь с индикатором, о т л -ж.ч а ю« щ а я с я тем,что,с целью расшире ния функциональных воэможностей пу. тем получения нормированных значений амплитуд высших гармоник про.мышленной сети и коэффициента несинусоидальности, s нее введены умножитель частоты, вход которого соединен с одним из выходов преобразователя однофазного напряжения в трехфазное, выход — с входамй Н введенных делителей частоты с разли ными коэффициентами деления, выходы которых подключены к введенному дополнительному сумматору напряжений, который через первый введенный дополнительный делитель напряжения соединен с входом одного иэ стабили. заторов амплитуды первой гармоники, Е

Ф а через введенную компенсационную цепь, состоящую иэ второго дополнительного делителя и дополнительного фазовращателя — с выходом второго регулируемого делителя напря.жения, и вольтметр действующего значения, напряжения, подключенный к выходу сумматора, причем коэффициенты передачи дополнительных делителей напряжения и компенсацион ной цепи выбираются as соотношения

К4/К3 --К„К где К - коэффициент передачи стабилизатора амплитуды первой гармоники;

К - коэффициент передачи

aepaoro дополнительного де .-.жителя напряжения)

К - коэффициент передачи второго регулируемого делителя)

К вЂ” коэффициент передачи компен. сационной цепи.

1029156

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для,создания образцовых источников трехфазного напряжения с нормированными значениями амплитуд высших гар-, моник и коэффициента несинусоидаль-.. ности, необходимых как средство для проверки различных анализаторов спектра промышленной частоты и исследования влияния некачественной электроэнергии на работу различ- 10 ных потребителей.

Известны; трехфазные стабилизированные системы питания(1 и 2) ..

Одна из известных систем содержит однофазный генератор и три канала 15 стабилизации, и обеспечивает незавимое и точное регулирование по амплитуде и фаэовому углу напряжений каждой фазы системы1 1).

Недостатком известной системы питания является нестабильность амплитуды и частоты однофазного генератора и коэффициентов передачи функциональных блоков системы, а также наличие нелинейных искажений в выходных напряжениях,обусловленных нелинейностью однофазного генератора и сумматоров, наводками и пульсациями питания,что препятствует получению стабильной трехфазной системы напряжений.

55

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является

"табилизированная, трехфазная система питания, содержащая преобразователь однофазного н ряжения 35

1в трехфазное с нулевым проводом, выходы которого подключены к фазным каналам стабилизации, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные фазовраща- 40 тель, первый регулируемый делитель, стабилизатор амплитуды первой гармоники переменного напряжения с избирательным узлом сравнения и опорным элементом, выходной трансфор- 45 матор и второй регулируемый дели.тель напряжения, выходом подключенный к опорному элементу и узлу сравнения, узел индикации симметрии, включающий переключатель, одними входами соединенный с вторичными обмотками выходных трансформаторов каналов, другими — с выходами вторых регулируемых делителей напряжения, а выходом через сумматор и избирательный усилитель с индикатором.

Благодаря использованию в известном устройстве стабилизаторов амплитуд первой гармоники фазных напряжений, основанных на изменении их 60 коэффициентов передачи при возникающих по разным причинам отличиях между амплитудами первых гармоник выходного напряжения второго регулируемого делителя напряжения и неизменно 65

f го опорного сигнала, а также узла индикации симметрии, удается осущес вить воспроизведение нормированных значений параметров качества электроэнергии, определяемых по симмет ричным составляющим напряжений трехфазной сети (несимметрия, смещение нейтрали, отклонение напряжения)(2)

Однако эта система не позволяет задавать нормированные значения амплитуд высших гармоник и коэффициента несинусоидальности, которые также являются параметрами качества электроэнергии.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей путем получения нормированных значений амплитуд высших гармоник проьышленной сети и коэффициента несинусоидальности.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированную трехфазную систему питания, содержащую преобразователь однофаэного напряжения.в трехфазное с нулевым проводом, выходы которого подключены к фазным каналам стабилизации, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные фазовращатель, первый регулируемый делитель, стабили. затор амплитуды первой гармоники переменного напряжения с избирательным узлом сравнения и опорным элементом, выходной трансформатор и второй регулируемый делитель напряжения, выходом подключенный к опорному элементу и узлу сравнения, узел индикации симметрии, включающий переключатель, одними входами соединенный с вторичными обмотками выходных трансформаторов каналов, другими входами — с выходами вторых регулируемых делителей напряжения, а выходом через сумматор и избирательный усилитель с индикатором, введены умножитель частоты, вход которого соединен с одним из выходов преобразователя однофазного напряжений в трехфазное, выход — с входами N введенных делителей частоты с различными коэф- фициентами деления, выходы которых подключены к введенному дополнительному сумматору напряжений, который через первый введенный дополнительный делитель напряжения соединен с входом одного из стабилизаторов амплитуды первой гармоники, а через введенную компенсационную цепь, состоящую из второго дополнительного делителя и дополнительного, фазовращателя — с выходом второго регулируемого делителя напряжения,и вольтметр дейсгвующего значения напряжения,подключенный к выходу сумматора, причем коэффициенты передачи дополнительных делителей напряжения и компен1029156

Р сационной цепи выбираются из соотношения

К4/К =-К Кд где К1 — коэффициент передачи стабилизатора амплитуды первой гармоники;

К вЂ” коэффициент передачи первого дополнительного делителя напряжения;

К вЂ” коэффициент передачи

4 второго регулируемого делителя;

К вЂ” коэффициент передачи компенсационной цепи.

На чертеже представлена блок-схе- l5 ма стабилизированной трехфазной сиСтемы питания..

Устройство содержит преобразова тель 1 однофазного напряжения в трех- 2(3 фазное и -три однотипных канала стабилизации. Выходы преобразователя через фазоврашатели 2 — 4 и первые регулируемые делители напряжения

5 — 7 присоединены к входу стабилизаторов 8 — 10 первой гармоники переменного напряжения с трансформаторным выходом на трансформаторах

11 †: 13. Управляюшие входы стабилизаторов 8 — 10 соединены с выходами избирательных узлов сравнения 14

16, один вход которых является выходом опорных элементов Х7 — 19, а другой вход — входом этих опорных элементов, подключенным через вторые регулируемые делители напряжения

20 — 22 к выходам трансформаторов

11 — 13, которые через переключатель

23 подключены в ре.киме симметрирования выходных напряжений к узлу инди-. кации симметрии, который состоит из 40 сумматора 24, избирательного усилителя 25 и индикатора 26. Один из выходов преобразователя 1 (выход фазы A) соединен с умножителем частоты 27, выход которого через делители частоты 28 — 30 с различными коэффициентами деления соединен с входами сумматора 31 напряжений, который через первый дополнительный делитель напряжения 32 подключен к вхо- 0 ду стабилизатора 8, а через компенсирующую цепь, состоящую из второго дополнительного делителя напряжения

33 и фазовращателя 34, — с выходом делителя 20. К выходу сумматора 24 присоединен вольтметр 35 действующего значения.

Стабилизированная трехфазная сис,тема питания работает следуюшим образом.

Выходной трехфазный си нал преобразователя 1 однофазного напряжения в трехфазное через Фазовраща .тели 2 4 и первые регулируемые делители напряжения 5 — 7 поступает на стабилизаторы 8 — 10 первой гар- 65 моники переменного напряжения с избирательными узлами сравнения 14 -, 16 и опорными элементами 17 — 19 пе. ременного напряжения, с помошью которых выходные напряжения транс. форматоров 11 — 13 поддерживаются с высокой точностью на требуемом уровне путем сравнения амплитуд первых гармоник напряжений с выходов вторых регулируемых делителей

20 — 22 и опорных элементов 17 — 3.9.

Выходные напряжения трансформаторов

ll — 13 поступают на узел индикации симметрии, а именно на.входы сумматора 24 через переключатель 23.

В режиме симметрирования трехфазной системы напряжений установка симметрии осуществляется поочередной регулировкой фазовращателей в двух Фазах до нулевого показания индикатора 26.

Воспроизведение нормированных значений амплитуд высших гармоник и коэффициента несинусоидальности осуществляется путем подмешивания во входной сигнал одного из стабилизаторов амплитуды первой гармоники переменного напряжения (стабилизатор 8) сигнала, состояшего либо иэ одной высшей гармоники, либо из нескольких гармоник. Для этого выхьдное напряжение одной из фаз преобразователя 1 поступает на умножитель частоты 27, с выхода которого снимается сигнал, имеюший частоту, кратную частоте первой гармоники.

Этот сигнал поступает на делители частоты 28 — 30, имеющие различные коэффициенты деления частот. Выходные напряжения делителей частоты суммируются в сумматоре 31 и через делитель напряжения 32 поступают на вход стабилизатора 8, а через делитель напряжения 33 и фазоврашае тель 34 — на выход делителя напря жения 20, где суммируются с выходным напряжением делителя 20.

Введение компенсируюшей цепи из делителя напряжения 33 и фазоврашателя 34 обусловлено необходимостью подавления высших гармоник на уп.равляющем входе опорного элемента 17, так как он формирует неизменный по амплитуде прямоугольный сигнал, начальная фаза которого совпадает с моментами перехода через нулевой уровень напряжения на входе элемента 17. В противном случае, при отсутствии компенсируюшей цепи, наличие высших гармоник в выходном.сигнале делителя напряжения

20 может вызвать смещение момента перехода через нулевой уровень вход. ного сигнала элемента 17 по сравнению с начальной фазой первой гармоники этого сигнала, что приводит к значительной фазовой погрешности стабилизатора 8, а .следовательно, 102915б к нарушению симметрии трехфаэной системы напряжений. Фазовращатель

34 необходим для компенсации.фазового сдвига стабилизатора 8 и трансформатора ll, Ори симметрии первых гармоник фаэных напряжений на зажимах A B С (индикатор 2б имеет нулевое показание) на выходе сумматора 24 присутствует только напряжение высших гарч моник,вырабатываеьых блоками 27-31. 10

Вольтметр 35 измеряет действующее значение напряжения Ur этих гармоник и его показание IlpOпорционально коэффициенту несинусо- идальности 15

К 0гЯ где U — номинальное значение напряжений первой гармоники на. выходе трансформаторов 11-13. Zg

Для нормальной работы стабилизатора 8 необходимо, чтобы во входном напряжении опорного элемента 17 отсутствовали высшие гармоники. Напряжение U высших гармоник на выходе делителя напряжения 20 при отключенной компенсационной цепи равно

Uð "с К " i где U — напРЯжение высших гаРмоник с на выходе сумматора 31; 30 к к к — коэффициенты передачи

Лг-а 3 стабилизатора 8, дели«. телей напряжения 32 и

20 соответственно, с другой стороны выходное напряжение U» цепи равно U U K4,ãäå

1Я- коэффициент передачи компенсационной цепи. Следовательно, для то ° го, чтобы на входе опорного элемента 17 отсутствовали высшие гармоники, .необходимо чтобы выполнялось условие U8+U>--0, т.е.

К„К К,+к4 о или, что то же самое, К4./Кь К1 к 2.

Йспольэование новых элементов— умножителя частоты 27, делителей частоты 28 — 30, сумматора 31, делителя напряжения,32 и компенсационной цепи из делителя напряжения 33 и

Фазовращателя 34 позволяет расширить функциональные возможности сиа" темы, поскольку обеспечивается задание нормированных значений ампли» туд высших гармоник и коэффициента несинусоидальности, причем задаваемые значения амплитуд высших гармоник и коэффициента несинусоидальнос ти оцениваются непосредственно вольтметром 35. При этом нет необходимости использовать аппаратуру для измерения коэффициента несинусоидальности. Это позволяет повысить на порядок и более точность задания нормированных значений амплитуд высших гармоник и коэффициента несинусоидальности. 1029156

Составитель А.Колоколхин

Редактор A.Гулько Техред И.Гайду

Корректор A. Повх

Заказ 4978/46 Тираж 874

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская на4», д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4