Фильтр симметричных составляющих

 

ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЩИХ , подключенный к трехфазной сети и содержащий актансы и преобразователь частоты в напряжение, вход которого подключен к фазам сети, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения симметричных составляющих и упрощения схемы фильтра, в каждое его плечо введены индуктивные реактансы, состоящие ий гираторов и конденсатов ров, подключенных к йыходным зажимам гираторов, входные зажимы которых подключены последовательно актансам плеч фильтра, а управляющие входы § к выходу преобразователя частоты в напряжение. (Л со О5 СО

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) R

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«. - «з,ъ» ъ. ..

«Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2663770/18-21 (22) 16.08.78 (46) 23 ° 08.84. Бюл. 9 31 (72) В.В.Брайко, С.Г.Таранов и Ю.Ф.Тесик (71) Институт электродинамики

AH Украинской ССР (53) 621.317.322(088.8) (56) 1. Фабрикант В.Л.Фильтры симметричных составляющих. Госэнергоиздат, 1962, с.100 — 106.

2. Там же, 1962, с. 166.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2627663/21, кл. С 01 R 29/16, 02.06.78(прототип). (54) (57) ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯ10ЩИХ, подключенный к трехфаэной сети и содержащий актансы и преобразователь частоты в напряжение, вход которого подключен к фазам сети, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения симметричных составляющих и упрощения схемы фильтра, в каждое его плечо введены индуктивные реактансы, состоящие из гираторов и конденсато-. ров, подключенных к выходным зажимам гираторов, входные зажимы которых подключены последовательно актансам плеч фильтра, а управляющие входы— к выходу преобразователя частоты в напряжение.

1 1109б

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для измерения симметричных составляющих напряжений и токов прямой и обратной последовательностей в трехфазных электрических сетях.

Известны различные фильтры симметричных составляющих, состоящие из активно-емкостных или активноиндуктивных плеч (11. 10

Недостатком указанных фильтров является погрешность, обусловленная появлением на выходе фильтра напряжения частотного небаланса при отклонении частоты от номинального значения.

Известен также фильтр симметричных составляющих с компенсацией частотного небаланса, состоящий иэ плеч, содержащих две последовательные активно-индуктивные цепи, одна из которых эашунтирована конденсатором.Такие плечи представляют собой контуры с компенсацией частотногд небаланса при отклонении частоты I 2).

Недоста1ками данного фильтра являются неполная компенсация частотной погрешности и возрастание последней при отклонении частоты сети от номи-:, 30 нального значения, что обусловлено различным характером зависимостей емкостных и индуктивных сопротивлений от частоты, а также сложность подбора параметров фильтра для получения минимальной частотной погрешности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фильтр симметричных составляющих с полной компенсацией частотной погрешности, Известный фильтр состоит из активно-реактивных плеч, усилителей, преобразователя частоты в напряже45 ние и трансформаторов, вторичные обмотки которых включены в активные полуплечи фильтра, а первичные соединены с выходами усилителей, сигнальные входы которых подключены к актансам .полуплеч фильтра, а управляющие входы соединены с выходом преобразователя частоты в напряжение, вход которого соединен с фазой сети (Э j.

Недостатками известного фильтра являются погрешности, вызванные нелинейными искажениями в катушке индуктивности с сердечником, нестапр

1 преобразователя 4 частоты в напряжение, вход которого соединен с фазой сети, индуктивных реактансов, состоящих из гираторов 5 и конденсаторов

Ь(С ), подключенных к выходным зажи- мам гираторов, входные зажимы которых включены последовательно актан- . сам 2 и Э в плечи фильтра, а управляющие входы соединены с преобразователем 4 частоты в напряжение.

Трехфазная система напряжений подается на вход фильтра симметричных составляющих, выходное напряжение которого, снимаемое в точках

7(), 8(у), определяется из выражения

R2+ х йз

0 — линейные напряжения, подводимые к фильтру

X — индуктивные реактенсы плеч фильтра, выполкениые на осгде 1АЬ и нове гираторов, к выходным зажимам ко79 2 бильностью индуктивности при колебаниях напряжения сети, значительным активным сопротивлением обмотки катушки индуктивности и потерями в сердечнике, а также значительные габариты и вес катушек индуктивности и трансформаторов.

Целью изобретения является повышение точности определения симметричных составляющих и упрощение схемы фильтра.

Укаэанная цель достигается тем, что в фильтр симметричных составляющих, подключенный к трехфазной сети и содержащий актансы и преобразователь частоты в напряжение, вход которого подключен к фазам сети, в каждое плечо введены индуктивные реактансы,состоящие из гираторов и конденсаторов, подключенных к выходным зажимам гираторов, входные зажимы которых подключены последовательно актансам плеч фильтра, а управляющие .входы — к выходу преоб разователя частоты в напряжение.

На чертеже изображена блок-схема фильтра симметричных составляющих.

Фильтр состоит из актансов 1R

1109679

Х=2В„= — — К С, (2) /

К

ЬХ ZH 1 коэффициент преобразования гиратора; входное сопротивление гиратора; сопротивление нагрузки гиратора; частота сети. где К

Z =.

h-,яC

jdc eC= . (>) kïù К

Составитель В.Дубков

Редактор И.Шулла Техред Л.Мартяшова 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 ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4 торых подключены конденсаторы.

Значения индуктивных реактансов, выполненных на основе гираторов с емкостной нагрузкой, рассчитываются по формуле с Пусть, K= „, сн U „= К щ, -где

"ynp

ЮР и

* коэффициент пропорциональности, U><>- выходное напряжение преобразователя частоты в напряжение К

У и коэффициент преобразования преобразователя 4 частоты в напряжение. Подставив значение К в(2)получаем

Из(3)следует, что реактивное сопротивление, получаемое на входных зажимах гиратора, имеет индуктивный характер и не содержит индуктивности

После подстановки значений х из (3)в(1), выражая линейные напряжения через симметричные составляющие и группируя коэффициенты при составляющих прямой и обратной последовательностей, получаем

ABC q ЫС

К 3 „2 К 3

2 () й+

3 к з и и где 13 и 0" — напряжения прямой и обратной последователь ностей; а=- — + j — — оператор трехфазной

2 2

5 системы напряжений.

Для выделения на выходе фильтра напряжения обратной последовательности необходимо, чтобы числитель коэффициента при напряжении прямой

i{) последовательности в(4)обратился в нуль, что происходит при выполне

2 сКС нии равенства Я = . — Иэдставляя

3 73 значение Р в(4) получаем значение .

15 выходного йапряжения фильтра пропорциональное напряжению обратной последовательности

U = — 0 (з) х, —,+, Из(5}видно, что выходное напряжение предлагаемого фильтра не зависит от частоты и, следовательно, фильтр не имеет частотной погрешности.

Таким образом, изготовление индук25 тивных реактансов фильтра симметричных составляющих на основе гираторов, нагрузкой которых являются конденсаторы, выгодно отличает предлагаемый фильтр от известного, так

30 как в нем исключается из плеч фильтра индуктивность, выполненная на основе катушки индуктивности со стальным сердечником, а вместе с ней исключается погрешность фильтра, g обусловленная нелинейными искажения-. ми в катушке индуктивности с сердечником, нестабильностью индуктивности при колебаниях напряжения сети, значительным активным сопротивлением

4О обмоток катушки индуктивности и потерями в сердечнике. Кроме того, из схемы исключаются усилители и трансформаторы. В результате повышается точность определения симмет4 ричных составляющих, упрощается схема, уменьшаются габариты и вес фильтра.