Фильтр обратной последовательности напряжения (тока) трехфазной сети

 

Изобретение относится к технике измерений в трехфазных электрических системах и предназначено для выявления несимметричных повреждений и режимов электрических сетей. Цель изобретения - повышение точности и упрощение настройки фильтра. Устройство содержит масштабирукяцие вычитатели 1, 3 и 5, сумматор 2 и фазосдвигающий блок 4. Фильтр прост в настройке за счет использования 90 фазосдвиганщего блока 4, который практически не требует настройки. 4 ил. W 8 . /ч USbfX ю 4 М 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК 1) 4 С 01 R 29/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3658908/24-21 (22) 01.11.83 (46) 30.07.86. Бюл. У 28 (71) Харьковский ордена Ленина поли-. технический институт им.В.И.Ленина (72) В.У.Кизилов (53) 621.317 .7 (088.8) (56) Темкина Р.В. Характеристики и показатели активных фильтров сим,метричных составляющих. — Электричество, 1979, Ф 10, с.15-19.

Ванин В.К., Енин А.С. Синтез активных фильтров симметричных составляющих. — Электричество, 1974, N 8, с. 17-25.

„,Я0, 1247785 А 1 (54) ФИЛЬТР ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ (ТОКА) ТРЕХФАЗНОЙ

СЕТИ (57) Изобретение относится .к технике измерений в трехфазных электрических системах и предназначено для выявления несимметричных повреждений и режимов электрических сетей. Цель изобретения — повышение точности и

° упрощение настройки фильтра. Устройство содержит.масштабирующие вычитатели 1, 3 и 5, сумматор 2 и фазосдвигающий блок 4. Фильтр прост в

0 настройке за счет использования 90 фазосдвигающего блока 4, который практически не требует настройки.

4 ил.

С с с

ЬФ

4йь 3 3

Ф

124

Изобретение относится к технике измерений в трехфазных электрических системах и предназначено для выявления несимметричных повреждений и режимов электрических сетей.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение настройки фильтра.

На фиг.1 приведена структурная схема фильтра обратной последовательности; на фиг.2-4 — различные реализации фильтра.

Фильтр обратной последовательности (фиг.1) содержит первый масштабирующий вычитатель 1, входы которого подключены к второму и первому входам фильтра, а выход соединен с входом сумматора 2, второй масштабирующий вычитатель 3, входы которого подключены к третьему и второму входам фильтра, а выход — через фазосдвигающий блок 4 соединен с вторым входом сумматора 2. Третий масштабирующий вычитатель 5 соединен с третьим и первым входами фильтра, а выход подключен к третьему входу сумматора 2.

Фазосдвигающий блок 4 смещает фазу сигнала в сторону опережения на 90 а второй масштабирующий вычитатель 3 имеет коэффициент передачи в 3 раз больший, чем другие масштабирующие вычитатели.

Фильтр обратной.последовательнос- ти по фиг.2 содержит масштабирующие вычитатели 6, 7 и 8, выполненные с помощью трансформаторов.

Фазовый. сдвиг на 90 осуществляется конденсатором 9, подключенным к сумматору 10. Резисторы 11 и 12 соединяют масштабирующие вычитатели .6 и 8 с входом сумматора 10.

Фильтр обратной последовательности по фиг.3 также содержит три масштабирующих вычитателя 13, 14, 15, причем масштабирующий вычитатель 14 выполнен на трансформаторе со средней точкой во вторичной обмотке.

Фазосдвигающий блок выполнен с помощью резистора 16 и конденсатора 17, Вторичные обмотки трансформаторов соединены последовательно с целью обеспечения суммирования их выходных напряжений.

Фильтр обратной последовательности по фиг.4 содержит суммирующий трансформатор 18 тока, конденсатор 19 обеспечивающий фазовый сдвиг. Уст7785 2 ройство включает преобразователь тока. в напряжение, выполненный íà операционном усилителе 20 с компенсацией погрешности, где компенсирующая обмотка 21 подключена к выходу устройства через резистор 22, Фильтр обратной последовательности работает следующим образом.

Входы устройства подключаются к

10 трем фазным электрическим величинам, обычно обозначаемым фазами А, В, С в зависимости от порядка подключения к указанным фазам, .фильтр выделяет сигнал обратной или прямой последа15 вательности.

Выходной сигнал фильтра может быть записан в виде вектора в комплекснвй плоскости

20 U,и = kUè+kU +j 3 Ц где U„1, U„ Б z — векторы характеризующие разность фазных величин;

k — масштабный коэффициент;

j — обратный поворот вектора на 90

Так как напряжение обратной после.

30 довательности фазы 1 определяется выражением

U бр = U + a U +aU где а = -0,5+)0,5 ГЗ;

35 а — -0,5 — j0 5 3, то это напряжение

Uþ6ð = (П -0,50 -0,50з )+j0,513

4P (U б ) = 0,5(„+U з )+j0,5U ç пропорционально входному напряжению фильтра.

По структурной схеме (фиг.1) на выходах масштабирующих вычитателей 1

5 и 5 получают электрические величины kU, и Щ, на выходе масштабирующего вычитателя 5 — 1Г3 Щ, на выходе фазосдвигающего блока 4—

j+3k U» Выходной сигнал фильтра в

50 случае симметричной трехфазной систе— мы выходных сигналов равен нулю.

Суммирование сигналов фильтра .по .фиг.2 производится на операционном усилителе. Благодаря использова55 нию операционного усилителя включение конденсатора 9 обеспечивает фаю зовый сдвиг на 90 . При этом практически не требуется настройка фаза1247785

Учитывая, что сердечник трансформатора 18 практически не перемагничивается благодаря компенсации током обмотки 21, сердечник трансформатора может быть выполнен на феррите, при этом суммирование токов остается точным.

30 сдвигающего блока, что и обеспечива-, ет преимущество данного фильтра.

Вместе с тем, фазосдвигающий блок может быть выполнен, например, с использованием инвертирования с последующим интегрированием сигнала.

Фазовый сдвиг в фильтре по фиг.З обеспечивается RC-цепью, включающей ре.. зистор 16 и конденсатор 17 и подключенный к обмотке трансформатора напря- 10 жения со средней точкой. В таком фильтре для обеспечения точности суммирования выходных напряжений допускается только высокоомная нагрузка. 15

В фильтре по фиг.4 трансформатор 18 тока с компенсацией погрешностей посредством операционного усилителя 20 осуществляет суммирование токов первичных обмоток,.под- 20 ключенных к соответствующим междуфазным напряжением через резисторы и

- фазосдвигающий конденсатор.

Как и н других реализациях; упрощение настройки достигается за счет использования 90 фазосдвигающего блока, который практически не требует настройки.

Экономический эффект от использования изобретения достигается эа счет повышения производительности труда при производстве фильтров обратной последовательности.

Формула изобретения

ФиЛьтр обратной последовательности напряжения (тока) трехфазной сети, содержащий два масштабирующих вычитателя, первый из которых подключен к первому и второму входам фильтра, а второй-- к первому и третьему входам, сумматор, подключенный к выходу первого масштабирующего вычитателя непосредственно, а к выходу второго— через фазосдвигающий блок, выход сумматора соединен с выходом фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения настройки, дополнительно введен третий масштабирующий вычитатель, входы которого подключены к третьему и второму входам фильтра,, а выход — к сумматору.

1247785

Составитель О. Глухарев

Техред В, Кадар Корректор Г. Решетник

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 4119/44 Тираж 728 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðîä, ул. Проектная, 4