Измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии

 

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ , содержащий коммутатор, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения точности измерения, в него введены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности, три преобразователя трехфазного напряжения в однофазное, три сумматора, четыре блока автоматической установки коэффициента передачи и блок npoi- раммного управления, причем входы преобразователей трехфазного напряжения в однофазное объединены между собой и подключены к выходу коммутатора , к входам которого подключены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которых подключен выход второго преобразователя , а их выходы подключены к другому входу первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи , другой информационный вход . которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход к второму входу третьего сумматора , выход которого подключен к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого.-подключен один из выходов источника опорного напряжения, управляющие входы первого и второго блоков автоматической (/} установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управления, три других выхода которого подключеС ны соответственно к управляющим входам коммутатора, третьего и четвертого блоков автоматической установки коэффициента передачи. х 2. Преобразователь по п. 1, о т ч л и ч а ю щ и и с Я- тем, что каждый блок автоматической установки коэффи00 циента передачи содержит управляемый делитель, блок сравнения амплитуд, сумматор и управляемый фазовращатель, причем первый информационный вход подключен к первому входу сзгмматора и к выходу блока через управляемый делитель и фазовращатель, стробирующие входы которых объединены и подключены к управляющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнения амплитуд , второй вход которого подключен

. СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК авSU ии

3(59 G 1 R 29 16 а ф йИЬ, 1у р, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2636950/18-21 (22) 06.07.78 (46) 23.08.84. Бюл. - 31 (72) В .В.Брайко, И.П.Гринберг, О.Л.Карасинский и С.Г.Таранов (53) 621.317.322(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 377705, кл. G 01 R 29/16, 17.04.73

2;.Авторское свидетельство СССР

У 374557, кл. С О1 R 29/16,11.02.71 (прототип) . (54) (57) 1 . ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащий коммутатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности, три преобразователя трехфазного напряжения в однофазное, три сумматора, четыре блока автоматической установки коэффициента передачи и блок программного управления, причем входы преобразователей трехфазного напряжения в однофазное объединены между собой и подключены к выходу коммутатора, к входам которого подключены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которых подключен выход второго преобразователя, а их выходы подключены к другому входу первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи, другой информационный вход . которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход к второму входу третьего сумматора, выход которого подключен к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого::подключен один из выходов источника опорного напряжения, управляющие входы перво- го и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управления, три других выхода которого подключены соответственно к управляющим входам коммутатора, третьего и четвертого блоков автоматической установки коэффициента передачи.

2, Преобразователь по п. 1, отличающийся. тем, что каждый блок автоматической установки коэффициента передачи содержит управляемый делитель, блок сравнения амплитуд, сумматор и управляемый фазовращатель, причем первый информационный вход подключен к первому входу сумматора и к выходу блока через управляемый делитель и фазовращатель, стробирующие входы .которых объединены и подключены к управляющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнения амплитуд, второй вход которого подключен к выходу управляемого делителя, а его выход — к управляющему. входу !

1109678 делителя, выход сумматора подключен к второму входу фазовращателя.

Изобретение относится к измери-.: тельной технике и предназначено для иЗмерения симметркчных составляющих напряжений трехфазной сети и может быть использовано в качестве автономного измерителя параметров качества электроэнергии или в составе информационно-измерительной системы.

Известно устройство для измерения несимметрии режима многофазной сети, основанное на симметричном умножении числа фаз сети, выпрямлении полученного многофазного напряжения и определении по огибающей выпрямленного напряжения обратной последовательности t 1 7.

Недостатками этого устройства являются применение громоздких и сложных в изготовлении многофазных трансформаторов, необходимость подбора диодов по идентичным вольтампериым характеристикам, а также необходимость применения селективного фильтра, настроенного на вторую гармонику, что существенно понижает точность определения напряжения обратной последовательности.

Известен способ измерения симметричных составляющих многофазной системы переменных напряжений, заключающийся в выпрямлении напряжений с помощью многофазного выпрямителя и последующем измерении напряжений.

При этом устанавливают одинаковый порядок чередования фаз импульсов управления выпрямителем и измеряемой симметричной составляющей, за" тем сдвигают систему импульсов управления по фазе до достижения . максимального показания и по величине этого показания и фазового сдвига импульсов управления определяют амплитуду симметричной составляющей и ее фазу $2 J.

Недостатком данного способа является низкая точность, обусловленная погрешностями фазовой подстройки напряжений симметричной последовательности.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии, содержащий коммутатор, введены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности, три преобразователя трехфазного напряжения в однофазное, три сумматора, четыре блока автоматйческой установки коэффициента передачи и блок программного управления, причем входы преобразователей

15 трехфазного напряжения в однофазное объединены между собой и подключены к выходу коммутатора, к входам которого подключены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обрат20 ной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному

25 входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которых подключен выход второго преобразователя, а их выходы подключены к другому входу первого и второго сумматоров, вьжод второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи, другой информационный

35 вход которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход к второму входу третьего сумматора, выход которого подключен

4О к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого подключен один из выходов источника опорного напряжения, управляющие входы первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управления, три других выхода подключены

1109678 соответственно к управляющим входам— коммутатора, третьего и четвертого блоков автоматической установки коэффициента передачи.

При этом каждый блок автоматической установки коэффициента передачи содержит управляемый делитель, блок сравнения амплитуд, сумматор и управляемый фазовращатель, причем первый информационный вход подключен к первому входу сумматора и к выходу блока через управляемый делитель и фазовращатель, стробирующие входы которых объединены и подключены к управляющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнения амплитуд, второй вход которого подключен к выходу управляемого делителя, а его .выход — к управляющему входу делителя, выход сумматора подключен к второму входу фазовращателя.

На фиг. 1 приведена блок-схема измерительного преобразователя параметров качества электроэнергии; на фиг. 2 — блок-схема блока автоматической установки коэффициента передачи, который используется в составе предлагаемого устройства.

Измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии

1 фиг. 1) состоит из источника 1 опорного напряжения нулевой, прямой и обратной последовательности трехфазного напряжения, коммутатора 2, преобразователей 3-5 трехфазного напряжения в однофазное, блоков 6-9 автоматической установки коэффициента передачи, сумматоров 10-!2, блока

13 программного управления и его выходов 14-17.

Блок автоматической установки коэффициента передачи(фиг. 21состоит из управляемого делителя 18, блока 19 сравнения амлитуд, управляемого фазовращателя 20, сумматора .21. Выход и входы блоков 6 — 9 обозначены буквами а,Ь, с, д фиг.(! и 2!.

Ъ

Блок 6 работает следующим образом.

Входные синусоидальные напряжения поступают на входы а и Ь и сравниваются в блоке 19 сравнения амплитуд, которая вырабатывает управляю" щие воздействие поступающее на управляемый делитель 18. Регулировка делителя продолжается до тех пор, пока не сравняются амплитуды на входе Ь блока 6 и выходе делителя.

Затем сумма напряженгй на входе ф и выходе фазовращателя 20, которая снимается с выхода сумматора 21, поступает на управляющий вход фазовраща5 теля. Регулировка фазы продолжается до достижения нуля на выходе сумматора, при этом напряжения, поступающие на входы сумматора, равны по амплитуде и сдвинуты по фазе друг !

О относительно друга на 180

Регулирование делителя 18 и фазовращателя 20 возможно только в том случае, если на вход с. 6лака подан разрешающий сигнал. После

15 снятия разрешающего сигнала с входа с блока управляемый делитель и фазовращатель остаются в том состоянии, в котором они находились в конце процесса регулировки. Напряже20 ние U на выходе 4 блока 6 равняет ся произведению напряжения 0 на входе ct на коэффициент о, равный

Ы=оьiuû где U !m" напряжения йа входах ct и 4 в процессе регулировки.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователи 3 — 5 линейны и их передаточные функции относительЗр но симметричных составляющих напряжений трехфазной сети U 0,,,,U, U равны

Y=k ti+ iJ+k 0! а О чки к u+! и

2 2ОО 24 1 222

3 5

ЗО О 511 322

Ч Ч

Ч выходные He ð eííí

40 соответственно преобразователей 3 †. Э! — коэффициенты переда10 20 3е чи напряжения нулевой последовательности преобразователей

3-5;

К„ ; К2„, К - коэффициенты передачи напряжения обратной последовательности преобразователей

3-5.

Пусть требуется, например, определить напряжение прямой последовательности. Преобразование проводится в четыре такта.

На первом такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователей опорное напряжение нулевой последовательности О „, которое снимается

f109678 который поступает на вход с блока 8, при этом в нем устанавливается комплексный коэффициент передачи 0(. равный

5 с источника 1. При этом на выходах преобразователей 3 — 5 напряжения

1О 1О ОП 20 2О 3О 30 оп (Р б

На первом такте блок 13 выраба тывает на выходе 15 разрешающий сигнал, который поступает на входы с блоков 6 и 7. При этом, в соответствии с работой блока 6 в них устанавливаются комплексные коэффициенты передачи Ы„ и Ы2 равные отношению комплексных напряжений на входах Ь и бх в тот интервал времени, когда на входы блоков

6 и 7 поступает разрешающий сигнал.

Эти коэффициенты равны

Ч +ЫЧ

12 1 22 ()

32 2 22 или с учетом (4)и(3) (0, lz on 10(20 on (2 2о 10 22 () к к-К

32 on 30(20 Оп 32 20 30 22

На третьем такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователей

15 опорное напряжение прямой последовательности. При этом на выходах преобразователей напряжения

1=К 0 Ч =К Ц (К Д

12 120n 22 22 on 32 32 оп

На третьем такте блок 13 вырабаты вает на выходе 17 разрешающий сигнал, который поступает в блок 9, Y К

11 1О 1

12 20 (3) 3(Эо

На втором такте коммутатор 2 под- при этом в нем устанавливается ключает к входам преобразователей 25 комплексный коэффициент передачи с(., б у

3 — 5 опорное напряжение обратной равный с учетом того, что на вход последовательности. При этом на вы- блока 9 поступает напряжение U дб ходах преобразователей напряжения U„

На втором такте блок 13 вырабатывает на выходе 16 разрешающий сигнал или с учетом(3,(6) и(7) зо(32 20 зо 22!

4 g ft, -j< fi )(ft, К -К ft, 1(К fr, -К t< (К К -К

11 20 (О 21) 32 20 Зо 22/K 12 20 10 12(1 31 20 30 31 (Э)

На четвертом такте коммутатор Если в (11)подставить значенйя

2 подключает входы преобразователей Ы1 0(2 об .3 0 4 полученные из

3 - 5 к трехфазной сети. При этом формул(2),(6)и(9),то коэффициенты выходные напряжения преобразователей при Uo и 02обращаются в нуль, . б равны t(1 t ftt2 V которые опр д ляют 40 ся по формулам(1) . Выходное напряжение успройства, в соответствии с Изменяя порядок коммутации опорконфигурацией соединения блоков ных напряжений источника 1 можно (фиг. 1).равно также измерять напряжения нулевой

45 и обратной последовательности.

"ttt,t =< ((V< V r+8

Подставляя в выражение),1О)форму- паРаметРов качества электРоэнеРгии, лы(1), получаем изменяя только последовательность подачи на входы источника питания опорных напряжений. В устройстве уменьшается погрешность преобразования, которая может возникать под воздействием различных возмущающих факторов °

Puz.2

Составитель В.дубков

Редактор И.Шулла Техред Л.Мартящова Корректор А.Обручар

Заказ 6026/31 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал II11II "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4