Цифровой измеритель неуравновешенности напряжений трехфазной сети

 

Изобретение касается контроля качества электроэнергии и предназначено для измерения неуравновешенности напряжений. Цель изобретения - повышение томности измерений - достигается благодари введению блока устройств выборки и хранения 5, позволяющего провести измерения по мгновенным напряжениям в сети В опин и тот же момент времени. Измеритель

Ф.4 ,. l . У 1

Y своз сое тсних

СОЦИАЛ} }СТИЧЕСН!ЛХ

ЩСПУБЛИИ

| рц С 01 R 29/16

СПИСАНИЕ ИЗОРЕ7ЕКг Я и АВТОРСКОМУ GBNQETF&bCTBV

\ %

} тзай:т.-ма ттюй а и .еаза хо еЮ .t%%Vi%%ltaQ

ГОСУДАРСТВЕН} }ЫЙ КОМИТЕТ

40 8306PETHIYAM И ОТКРЫТия}4

ПРИ ГИНТ СССР (21) 4630 t 48/21 (22) 02.01.89 (46) 73 01,92. Бюл. " 3 (71) Запорожский машиностроительный институт им, B,Ч,кубаря и Институт проблем энергосбережения АН УССР (72) В.Л.Майер, А. q. Лавров и Яения (ИС) (53) 621 ° 317 (088.8) (с6) Авторское свидетельство СССР

И 1308948, кл, Г 01 R 29/16, 1987.

Авторское ссипетельстсо СССР

}} 993162, кл, G 01 R 29/16, 1983.

2 (54) ЦИФРОВОЧ ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕУРАЗНОВЕШЕННОСТИ НАПРдНЕИИл ТРЕХФАЗНг}"

С ЕТИ (57) Изобретение касае ся кон роля качества электроэнергии и предназначено для измерения неуравновешенности напряжений. Цель изобретения - повышение точности измерений достигается благодаря ввецениш Блока устройслп выборки и хранения $, pозволяещеr п провести измерения по мгновенным напряжениям в сети в олин и тот же момент времени, Измеритель

1707574

30 (3) ups ц45

Usc- =Х j

С4 (Ав (4) 40 тa(; ст «) " з :)1 ) ь состоит из последовательно соециненных масштабного преобразователя 1, фильтра первой гармоники 2, выделителя цействующего значения модуля напряжения 3, блока устройств выборки и хранения 4, аналогового коммутатора 5 и аналого-цифрового преобрьзователя (АЦП) б, параллельно соединенных блока управления 7, блока буферного оперативного запоминаюИзобретение относится к контролю качества электроэнергии и прецназначено цля измерения неуравновешенности напряжений трехфазной сети.

Цель изобретения - повышение точно ти измерений.

Нв фиг.! представлена структурная схема прецлагаемого измерителя ° на фиг.2 - векторная циаграмма, поясняющая принцип измерения рействующих значений симметричных составляющих напряжения.

Цифровой измеритель неуравновешенности напряжений содержит последовательно соединеннь.е м сштабный преобразователь 1, фильтр 2 первой гармони.:и, выделитель 3 действующего значения модуля напряжения, блок 4 устройств выборки и хранения и ана° логовый коммутатор 5, которые через аналого-цифровой преобразователь 6 связаны с параллельно соециненными блоком 7 управления, буферным оперативным запоминающим блоком 8,вычис" лительным блоком 9 и блоком 10 управления индикацией, подключенным к блоку 11 индикации.

Измеритель работаст слецукщим образом.

При измерении симметричных составляющих исйользуется тот факт, что нлпряжение пр мой последовательности основной частоты трехфазной сети зависит от абсолютных величин трех линейных напряжений основной частоты, а напряжение нулевой последователь ности основной частоты - от трех фазных напряжений основной частоты. В этой связи, по методу Фортескью комплексы лекторов напряжений нулевой и прямой последов-)те)ьиостей можно

Ц - - (Цд + БВ + UC)

1 о 3 щего устройства (ОЗУ) 8,,вычислительного блока 9, блока управления индикацией 10. и блока индикации 11.

Елок управления 7 связан с блоком устройств выборки и хранения 4, аналоговым коммутатором 5, 4ЦП 6 и буферным ОЗУ 8, блок управления индикацией 10 соединен с блоком индика-!

0 .ции !1, а аналоговый коммутатор 5 связан с АЦР 6. 2 ил. !

1 ° ч ("Аь+а Овс+a Ос ) (2)

° 4»»

)†j— гцеа=е, а =-е

; 43, 1

-+) - а .1 — комплексный множи2 тель, 04» Е»

Йс - комплексы Фазных напряжений;

0" 05С

UgA — комплексы линейных напряжен.1й .

Из пекторной диаграммы (Фиг. 2) находим аналитическое выражение векторов фазных и линейных напряжений соот ает ст венно

35 04 " (ДВ-) о)-.! „»

- -1 ()=3 о»

u, - (x-x,)+3 (т-V,), Поцставляя выражения (3) в (1) и (4) в (2), после преобразований со4> ответственно получим

° 1

U» - ((О»»-х-3«)+.i(<-3),)) ) (5)

1 ГЗ

3» !У L(«АВ Г

3 3

» ) 3("-- - «)). (6) Кз выражений (5) и (6) можно со(. т55 ветст венно получить моцули напря) ений нулевой и .прямой последовательностей

1707574 уг=цг Хгцг (U Х )z е В о 4 АЬ о

-Хг =U -(U -Х)

Вс (A Аь

U о (7) отсюда слеРует

U2-Хг юг -UÀ +2UÀS Х Х

В о 4 АВ АВ () о в

-X =U 4 -Ц +2U

ВС с4 AS 4S

1А следовательно, (9) 2 2

+11 - UA), и

2 2

UAs +«с "с4

Х =

204В х - u„-х =---(10) 2 2. 2

1 Вс е4)ние действующих з наче) (ий фа зных t I;l" пряжений нулевой и прямой после1ов»-! тельностей соответственно

"о ь(3 (12) 1 (ф а, г г (204вИС,с) Мх(Ь+ Цсд) jy

"1" блока 7 управления по входу "6" блока 4 . Блок 4 является аналоговой памятью вхопных сигналов, хранящей аналоговую информацию о вх(1ных на. пряжениях, привеленную к е.".иному моменту времени. С выходов "7-11"

40 блока 4 информация в аналоговом виве поступает на вхо1ы "1-5" аналогового коммутатора 5, упр-. вляемогс по вхолам "6 и 7 от блока 7 с его выхопов "2 и 3". Выбранный аналогo

45 .вый канал с выхода "8 коммутатора поступает на вхо(1 "1" аналого-цифрового преобразователя 6, управляемого по входу "2" от блока 7 с его входа

"4п. Преобразователь 6 преобразует поступившую аналоговую информацию а цифровой ее эквивалент. Блок 7 формирует на своих выходах "13-22" адрес области оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) в буферном опе55 ративном запоминающем блоке 8, по которому эа пис ыва етс я цифп гой эл:") ва лент аналогового вход ого сиг)(э;)a, полученного в преобразователе 6. По окончании обработки сигнала с выхолов

U, (U +f3 Y) ("- иц-1)х) . (Я)

3 „3

2 АЬ 2

По соотношениям сторон косоугольных треугольников из векторной диаграммы получим

2 2 2

UAа +11 в "U A

Хо 1

2U„

2,2 1

Y * U-Х о В 0 2ЦАВ

Подставляя выражения (9) и, (10) в (7) и (10) в (8), после преобразования получим окончательное выражеи по ним опрецеляется коэффициент неуравновешенности по формуле

К = ---- l001.

11о

Ос .. (13)

1(р

Таким образом, соотношения (11) (13) попон(ены в основу работы преплагаемого измерителя.

Исследуемые фазные напряжения

U<(c), US(t), U (t) поступают на вхо)1ы масштабногo преобразователя

1, который препназначен лля понижения напряжения исследуемой сети qo необходимого уровня и преобразования этих фазных напряжений в линейные UA<, Us(, U<4, сохраняя при этом два фазных UA u US. Эти линейные и фазные напряжения с выхоаов масштабного преобразователя 1 через фильтр 2 первой гармоники поступают на входы выделителя 3 действующего значения модуля )апряжения.

Выхопы 6- 1 0 бло)((3 с.)е;..;)(ены с входами 1-5" блока 4 устройств выборки и хранения, управляемых е(1иным сигналом стробирова ния с вхола

-ЗJ(2UpqUg) -(Ujg Uq -U)() ) (11) 1707574

"10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3" преобразователя 6 цифровой эквивалент аналогового сигнала поступает на входы "18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, ll" блока 8, а с выхода "11" преобразователя 6 на вхоц "20" блока 8 заводят сигнал записи в блок 8 полученной информации.

После этого слелует выбор в компараторе 5 очередного аналогового канала с повторением алгоритма, аналогичного описанному. Режим измерения заканчивается после обработки всех аналоговых каналов. Oб окончании режима измерения блок 7 оповещает вычислитель- 15 ный блок 9 сигналом с выхопа "24" по входу "20" блока 9, и система переходит в режим вычисления.

После получения от блока 7 сигнала окончания измерений, блок 9 переводит систему е режим вычисления - выраба-.1 тывает на своем выхоце "19" сигнал блокировки от дальнейшего несанкционированного запуска режима измерения, подаваемый на вход "25" блока 7, и блок 8 переходит в режим ожидания. В. режиме вычисления блок 9 получает ,оступ к всей области ОЗУ блока 8 путем установки ацресов на своих выходах "18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 30

11, 10, 9", а обмен ценными происходит по двунаправленной шине бранных входы-выходы "8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1" блока 9. Сигнал записи Формируется в блоке 9 на выходе "22"> а считывания - на выхопе "21", и полают их соответственно на входы "20" и "19" блока 8, Блок 9 производит вычисления по формулам (11) - (13) программным способом, В процессе счета 40 полученные результаты сохраняются е блоке 8. По окончании процесса счета блок 9 управляет перепачей результатов вычисления побайтно из блока S в блок 10 управления инпикацией. 45

Блок 9 на своем выходе "23" формирует сигнал записи байта результата в блок 10, Байт информации в блок 10 проходит на входы "9, 8, 7, 5, 4,. 3, 2", а сигнал записи - на ехол "1".

0б ркончании процесса приема байта информации блок 10 с выхода "20" информирует блок 9 по вхсду "24". Таким образом, происхоцит передача вссй вычисленной информации. Блок 10 произтюцит обработ ку все1 принн той информации и проиэеорит вывод ее в блок 11 индикации. Информация для вывода с выхопов "10, 11, 12, I3, 14, 15, 16, 17" блока 10 передается на входы "1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8" блока 11. Управление выводом информации в блоке 11 проиэвопится по его еходам "9" и "10" с выхолов "18" и "19" блока 10

Кроме Uå, U y и Кои, измеритель позволяет рассчитывать при необхоцимости значения углов, определяющих направления векторов U и U<, а тако же выводить на печать моцули трех линейных и двух фаэных напряжений сети и обрабатывать цругие данные.

Формула изобретения

Цифровой измеритель неуравновешенности напряжений трехфазной сети, содержащий масштабный преобразователь, последовательно соединенные фильтр первой гармоники и выделитель действующего значения модуля напряжения переменного тока, блок управления, упра"лающие выходы которого соединены с командными окопами коммутатора, аналого-цифрового преобразователя, буферного оперативного запоминеющегт блока и вычислительного блоке, и блок инпикации, соепиненный через его блок управления с шино" данных,. отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно ввелен блок устройств выборки и хранения, который связан с блоком управ-ления,. причем выходы масштабного преобразователя через послецова1ельно соединенные фильтр первой гармоники, выделитель цействующего значения модуля напряжения и блок устройств выборки и хранения соединены с соответствующими вхолами коммутатора, выход которого подключен к входу аналого-циФрового преобразователя, информацион1<ые выходы которого соединены двунаправленной шиной данных с соответствующими информационными вхоцами-выходами блока управления, буферного оперативного запоминающего блока и вычисли1ельного блока, адресные выхопы которых соответственно объединены межпу собой шиной а реса.

1707574

Составитель O.Куча

РелактоР И.ГоРнаЯ ТехРеЧ Д.0лийнык

Корректор Р,Обручар

Заказ 766 Тиоаж Подписное

ВНИЕ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101