Устройство для измерения симметричных составляющих трехфазной сети
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ, содержащее два функциональных преобразователя, преобразователь частоты в сигнал управления, исполнительный блок и индикатор, причем выход преобразователя частоты в сигнал управления через исполнительный блок соединен с управляющими входами функциональных преобразователей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены три масштабных преобразователя и три блока вычитания, причем входы масштабных преобразователей являются входами устройства, выход первого масштабного преобразователя соединен с первым входом первого блока вычитания, выход второго масштабного преобразователя соединен с вторым входом первого блока вычитания, с первым входом второго блока вычитания и входом преобразователя 1астоты в сигнал управления, .выход третьего масштабного преобраi зователя соединен с вторым входом второго блока вычитания, выходы бло (Л ков вычитания через функциональные преобразователи соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором, а вторые входы масштабных преобразователей, функциональных преобразователей, выходы блоков вычитания заземлены.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУбЛИК (19) (И) З(5)) Ci 01 R. 29/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р.
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3336803/18-21 (22) 08.10.81 (46) 30.05.84. Бюл. М - 20 (72) В.В.Брайко, И.П.Гринберг, С.Г.Таранов и Ю.Ф.Тесик (71) Институт электродинамики АН УССР (53) 621.317.3(088.8) (56) 1. Фабрикант В.Л. Фильтры симметричных составляющих ГЗИ. 1968, с.100106, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке N - 2587097/26-21, кл. G 01 k 29/16, 17.04.79 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТРЕХФАЗНОЙ
СЕТИ, содержащее два функциональных преобразователя, преобразователь частоты в сигнал управления, исполнительный блок и индикатор, причем выход преобразователя частоты в сигнал управления через исполнительный блок соединен с управляющими входами
1 функциональных преобразователей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, введены три масштабных преобразователя и три блока вычитания, причем входы масштабных преобразователей являются входами устройства, выход первого масштабного преобразователя соединен с первым входом первого блока вычитания, выход второго масштабного преобразователя соединен с вторым входом первого блока вычитания, с первым входом второго блока вычитания и входом преобразова— теля частоты в сигнал управления, .выход третьего масштабного преобразователя соединен с вторым входом второго блока вычитания, выходы блоков вычитания через функциональные преобразователи соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором, а вторые входы масштабных преобразователей, функциональных преобразователей, выходы блоков вычитания заземлены.
1 10951 а
Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения напряжений и токов прямой и обратной последовательностей трехфазной электрической сети.
Известно устройство для выделения симметричных составляющих прямой и обратной последовательностей трехфазной сети, состоящее из активно в 1О индуктивных плеч, подключенных непосредственно к фазам сети (1) .
Недостатками указанного устройства являются низкий уровень техники безопасности при их эксплуатации, что 15 вызвано наличием высокого напряжения на всех входных и выходных зажимах активно-реактивных плеч и отсутствием шин с нулевым потенциалом, предназначенных для заземления устройств.р.2О а также значительная частотная погрешность выделения симметричных составляющих, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой- 25 ство для измерения напряжения и тока прямой и обратной последовательностей, содержащее два функциональных преобразователя, имеющих сигнальные входы, подключенные к фазам сети, управляю в О щие входы и выходы, а также последовательно соединенные преобразователь частоты в сигнал управления, вход которого соединен с фазой сети, и исполнительное устройство, выход которого подключен к управляющим входам функциональных преобразователей, а выходы последних образуют информационный выход устройства f2 ).
Недостатками данного устройства 4О являются низкое быстродействие, сложность его изготовления,, большие габариты и вес, что .вызвано необходимоСтью создания гальванической развязки между выходом исполнительного устройства и управляющим входами функциональных преобразователей для исключения влияния цепи частотной автоподстройки на преобразовательныЪ цепи, которыми являются функциональные преобразователи. Устройство характеризуется также низкой точностью, обусловленной влиянием напряжения емкостной наводки.
Целью изобретения является повышение быстродействия, точности и уп5S рощение устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сим10 метричных составляющих трехфазной сети, содержащее два функциональных преобразователя, преобразователь частоты в сигнал управления, исполнительный блок и индикатор, причем выход преобразователя частоты в сигнал управления через исполнительный блок соединен с управляющими входами функциональных преобразователей, введены три масштабных преобразователя и три блока вычитания, причем входы масштабных преобразователей являются входами устройства, выход первого масштабного преобразователя соединен с первым входом первого блока вычитания, выход второго масштабного преобразователя соединен с вторым входом первого блока вычитания, с первым входом второго блока вычитания и входом преобразователя частоты в сигнал управления, выход третьего масштабного преобразователя соединен с вторым входом второго блока вычитания, выходы блоков вычита— ния через функциональные преобразователи соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором, а вторые входы масштабных преобразователей, функциональных преобразователей и выходы блока вычитания заземлены.
На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — векторная диаграмма, иллюстрирующая принцип работы устройства.
Устройство для измерения симметричных составляющих трехфазной сети. содержит три масштабных преобразователя 1-3, два блока вычитания 4 и 5, два функциональных преобразователя
6 и 7, третий блок вычитания 8, индикатор 9, преобразователь 10 частоты в сигнал управления и исполнительный блок 11.
Входные зажимы устройства соединены с входами трех масштабных преобразователей 1,2,3, выход масштабного преобразователя 1 через блок вычитания 4. и функциональный преобразователь 6 соединен с блоком вычитания 8.
Масштабный преобразователь 2 соединен с преобразователем частоты в сигнал управления 10 и с другим входом блока вычитания 4, а через блок вычитания 5 и функциональный преобразователь 7 - с другим входом блока вычитания 8. Масштабный преобразователь
3 соединен с другим входом блока выЭ 10951 читания 5. Выход преобразователя 10 частоты в сигнал управления через исполнительный блок 11 соединен с другими входами функциональных преобразователей 6 и 7. Выход блока вычитания 8 соединен с индикатором 9. Все блоки устройства заземлены.
Устройство работает следующим образом.
Три фазных напряжения U>, U>, U< 10 поступают соответственно на масштабные преобразователи 1,2,3, необходи мые для искусственной привязки трехфаэной системы линейных напряжений относительно нулевого провода и для !5 деления входных напряжений устройства. На выходе соответствующих масштабных преобразователей получаем трехфазную систему напряжений K5U<, К50В э К з1) где К g — коэффициент де 20 ления масштабных преобразователей.
Напряжения K6U, K>fJ< H K Последнее обстоятельство позволяет осуществить частотную автоподстройку, не прибегая к гальванической разводке функциональных преобразователей 6,7 и регулирующих элементов исполнительного блока 10, а регулирующие элементы преобразователей выполнить на основе цифроаналоговых преобразователей, которые изготавливаются в виде интегральных микросхем. 55 С выходов функциональных преобразователей 6 и 7 сигналы поступают на третий блок вычитания 8 в виде: 4 4 В ФВ 5 Ь 3 ь1 5 Ж Б Ь 6 Напряжения К5НдВп -К Н поступао ют на функциональные преобразователи би7. В результате преобразования трехфазной системы напряжений с помощью 1 трех масштабных преобразователей 1,2, 3 и двух блоков вычитания 4 и 5 поо тенциал фазы В вновь образованной трехфазной системы линейных напряже- 40 ний А, В, С (фиг.2) становится равным нулю, что позволяет один из входов обоих функциональных преобразователей 6 и 7, связанных с фазой В сети, присоединить к земляной шине. 45 10 4 U6 НВЮ% фя6 + НнуР6 КВК6 НдВ м рпб ° (2) 9 7 н ш 7 7 6 вс "Ф / l где дб, U> напряжения на выхо- дах функциональных преобразователей 6 и 7; Uggff qn<,0g,fg+fft — полезные сигналы на выходах функциональных преобразователей 6 и 7; U „,U ä — наводки на выходах НфП6 функциональных преобразователей 6 и 7; КВ,К вЂ” коэффициенты переда» чи функциональных преобразователей би7. Напряжение И,, поступает,на неинвертирующий вход вычитающего устрой1 ства 8, а напряжение U7 — на инвертируюшнй, в результате чего на выходе вычитающего устройства 8 имеем: ° Ф в 8 6 7 ь ЯЬ ямб 1 ° + 7 5 Вс нср»7. (3) А с учетом того, что напряжение наВороК дцуП6 H НяуП 7 синфаэны H равны, получаем: 0 = К (К Н„ + К и „) = К Н, (4) где U < — напряжение измеряемой симметричной составляющей. Как видно иэ выражения (4), выходное напряжение третьего блока вычитания 8 содержит лишь сигнал, пропор- . циональный измеряемой последовательности напряжения. Этот сигнал индицируется индикатором 9. о Таким образом, включение в устройство трех масштабных преобразователей и трех вычитающих устройств rro-f ° зволяет: значительно упростить приЪ бор, использовать в схеме частотной автоподстройки два быстродействующих цифроаналоговых преобразователя, существенно повысить точность измерений последовательностей трехфазной сети благодаря исключению влияния емкостных наводок на измерительные цепи устройства. Блок вычитания 8 дает возможность, кроме того, облегчить задачу согласования устройства с последующими блоками. Благодаря подведению входных и выходных сигналов к устройству относительно нулевой шины суще109511 0 Составитель О. Панчерников Редактор Н. Швыдкая Техред М.Надь Корректор Л, Пилипенко Заказ 3588/27 Тираж 711 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ственно повышаются условия безопасности труда и улучшаются условия эксплуатации. Все это расширяет область применения и повышает эффективность исполь- зования этих устройств.
