Устройство для определения порядка чередования фаз и контроля обрыва фазы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскиз

Социалистическиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.111.1969 (№ 1310579/24-7) Кл. 21е, 13 с присоединением заявки ¹

МПК 6 Olr 29/18

УДК 621.317.375(088.8) Приоритет

Опубликовано 21.VI 11.1970. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 18.XI.1970

Комитет по делам изооретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Ю. Т. Чигирин и О. Т. Чигирин

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРЯДКА ЧЕРЕДОВАНИЯ

ФАЗ И КОНТРОЛЯ ОБРЪ|ВА ФАЗЫ стрелочным индикатором через второй коммутатор, электрически связанный с первым.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема описываемого устройства; на фиг. 2 — векторные диаграммы.

Устройство состоит из нагрузки контролируемых цепей, выполненной в виде симметричной m-фазной звезды, двух коммутаторов — переключателей В, и Вз и стрелочного

>р индикатора — вольтметра V.

Для данной симметричной звезды величина и является определенной и угол ф между двумя смежными фазными напряжениями величиной известной. Угол ф определяется по

1S формуле

2г. g

m где и —.число фаз симметричной цепи;

20 д — любое целое число от 0 до (т — 1) или от 1 до m.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

Известны устройства для определения порядка чередования фаз и контроля обрыва фазы, содержащие лампы накаливания. Однако такие устройсгва непригодны для симметричных т-фазных цепей, когда число фаз больше трех.

Известны также устройства для определения порядка чередования фаз и контроля обрыва фазы, содержащие фазометр и вольтметр. Эти устройства сложны, неудобны в эксплуатации и требуют много времени для измерений.

Предлагаемое устройство для упрощения измерений в симметричных m-фазных цепях снабжено симметричной т-фазной звездой, являющейся нагрузкой контролируемых цепей, у которой каждая фаза состоит из трансформатора со вторичной обмоткой, нагруженной на комплексное сопротивление, и двумя коммутаторами. Начала первичных обмоток трансформаторов соединены с контролируемыми цепями, концы первичных обмоток— в общую точку, средние точки и концы вторичных обмоток через один из коммутаторов — со стрелочным индикатором, а средние точки вторичных обмоток трансформаторов и выводы с активной части комплексного сопротивления первой и второй фаз звезды — со

Каждая фаза нагрузки (1, 2 ... т) состоит из трансформатора Тр, вторичная обмотка

2S которого нагружена на комплексное сопротивление Z (Z,— Z> ... Z ). Начала первичных обмоток Н трансформаторов (Tp<, Тра, Tp ) соединены соответственно со входными клеммами (/, 2, ... т ), а концы первичных обмо30 ток К,, — в. общую точку.

278861

15

45

Пример. Пусть ф= — =144.

5 т=5, q= 2, тогда

65

Концы вторичных обмоток К., трансформаторов (Тр„Тр, .... Тр,„) соединены соответственно с выводами (1а, 2а, ... та) переключателя В», а средние точки С> вторичных обмоток — с выводами (16, 26, ... тб) переключателя В». Выводы (т+4) а и (m+4) б К трансформаторов (Тр,, Тр ) соединены соответственно с выводами (m+2)a, (m+3)a переключателя 8», а средние точки переменных сопротивлений (R», Rg) — с выводами (т+2)б, (т+3) б переключателя В».

Переменное сопротивление R» является нагрузкой активной части комплексного сопротивления Z», а переменное сопротивление

R> — комплексного сопротивления Z .

Переключатель 8> служит для коммутации напряжений U» и Un в зависимости от угла ф и имеет четыре положения: а) 0 (ф(90, б) 90 (ф(180, в) 180 (ф(<270 ; г) 270 <ф <360 .

Выводы переключателя В> соответственно соединены: 2а, 8а, 7а и 10а с концом вторичной обмотки трансформатора Тр»; 12а с концом вторичной обмотки трансформатора Тр ., 1а и 9а — со средней точкой С> вторичной обмотки трансформатора Тр, 4а и 8а — со средней точкой переменного сопротивления

R,; 26 и 46 — со средней точкой переменного сопротивления Rz, ба — с выводом (т+1) а переключателя В» и бб — с выводом (m+1)6 переключателя В,.

Входные клеммы устройства (1, 2, ... т ) соответственно соединены с линейными проводами (1", 2", ... т") .

При определении порядка чередования фаз на вход стрелочного индикатора в противофазе подаются два напряжения U и Un, снимаемые со смежных фаз симметричной звезды. Напряжение U» снимается с отвода вторичной обмотки трансформатора первой фазы, а напряжение Un — с движка переменного сопротивления R> (фиг. 1), при этом напряжение U должно быть равчо напряжению Un .

Изменением комплексного сопротивления (модуль комплексного сопротивления Е выбирают, исходя из допустимой величины Ið,q регулируют величину угла сдвига между вектором фазного напряжения U4, и вектором фазного тока I таким образом, чтобы угол между вектором фазного напряжения U4,„è вектором фазного тока. 1ф (и+1) был равен

0 (фиг. 2, а). Следовательно, вектор напряжения Ui, совпадающий с вектором U „no отношению к вектору Un совпадающему с вектором 1ф,+»», сдвинут на 0 .

Для рассмотренного случая 0 (ф(90 .

Угол ср (угол между вектором фазного тока и вектором фазного напряжения) должен быть равен углу ф Комплексное сопротивление

Z=R+ — . Модуль комплексного сопротив1

/шС ления выбирают, исходя из величины 1р,< цо вторичной обмотке трансформатора. Аргумент комплексного сопротивления определя1 ется взаимным соотношением r и Х, =

j c (»p=arctg —, Х,=-Zsin»p, r=Zcos»p). Так как

2 угол ф может находиться в пределах от 0 до

360, то имеются четыре случая решения данной задачи а) 0 (ф(90, б) 90 <ф(180 ; в) 180 (ф<270 ; г) 270 <ф(360 . 90 <

<ф<180, при этом для определения порядка чередования фаз на вход стрелочного прибора в противофазе подаются два напряжения U» u U и, снимаемые со смежных фаз симметричной звезды, Напряжение U» снимается с движка переменного сопротивления

R», а напряжение Un — с отвода вторичной обмотки трансформатора второй фазы (фиг. 1) .

Изменением комплексного сопротивления Z регулируют величину угла сдвига между вектором фазного напряжения U@ и вектором фазного тока l ф таким образом, чтобы угол между вектором фазного тока I4, и вектором фазного напряжения U ф<,+»» был равен

180 (фиг. 2,6). Следовательно, вектор напряжения U», совпадающий с вектором lф„, по отношению к вектору Un совпадающему с вектором U@,.,»», сдвинут на 180 .

»p = 180 — ф

X, =Zsinrp=Zsin (180 — ф), r=Z cos»p=Z cos (180 — ф).

180 (ф(270 — этот случай аналогичен первому случаю, только угол сдвига между вектором фазного напряжения U@„и вектором фазного тока lg(n+») равен 180 (фиг, 2, в).

»p = g — 180, Х, = Z sin cp = Z sin (ф — 180 );

r=Zcos»p=Zcos (ф — 180 ).

270 (ф(360 — этот случай аналогичен второму случаю, только угол сдвига между вектором фазного тока Iф„и вектором фазного напряжения U <,+»1 равен 0 (фиг. 2, г).

»р 360 — ф

Х, =Zsin»p=Zsin (360 — ф), r = Z cos»p = Z cos (360 — ф), Переключатель В ставят в положение б (90 (ф(180 ). По допустимой величине

I, во вторичной обмотке трансформатора и известной величине напряжения К снимаемого со средней точки вторичной обмотки трансU фррматора, определяют величину Z Z = )

1раб

При 90 (ф(180

»p = 180 — ф = 180 — 144 = 36

X=Z sin 36, r=Zcos 36.

27S861

Для обеспечения необходимого угла сдвига ежду фазным током и фазным напряжением станавливают расчетную величину активной реактивной составляющих нагрузки Z. Пееключатель В, устанавливают в положение и+2) и изменением переменного . сопротивения Ri обеспечивают величину снимаемого апряжения Ur, равную величине напряжеия на средней точке Ср вторичной обмотки рансформатора, Линейные провода (1", 2",, т") подключают в произвольном порядке к ходным клеммам прибора (1, 2, ... m ). При омощи переключателя В (положение 1 — m) стрелочного индикатора V производят конроль напряжения в каждой фазе, при этом роверяют наличие напряжения в каждой

) азе.

Переключатель В> устанавливают в поло<ение (т+1). Порядок чередования фаз опеделяется следующим образом.

В общем случае к клемме 1 устройства одключен n" линейный провод, к клемме — К" линейный провод. Напряжение на вхо,е стрелочного индикатора V не равно нулю. (ля отыскания (и+1)" линейного провода на есто К" линейного провода к клемме 2 почередно подключают оставшиеся (т — 2) лиейные провода, а К" провод подключают на свободившуюся клемму (8, 4, ... m). После тыскания (и+1)" линейного провода и" линейный провод подключают к клемме m, а (а+1)" линейный провод — к клемме 1 .

К клемме 2 поочередно подключают оставшиеся (т — 3) линейные провода.

Предмет изобретения

Устройство для определения порядка чередования фаз и контроля обрыва фазы, содер1р жащее стрелочный индикатор, например вольтметр, отличающееся тем,- что, с целью упрощения измерений в симметричных т-фазных цепях, оно снабжено симметричной т-фазной звездой, являющейся нагрузкой

15 контролируемых цепей, у которой каждая фаза состоит из трансформатора со вторичной обмоткой, нагруженной на комплексное сопротивление, и двумя коммутаторами, причем начала первичных обмоток трансформаторов соединены с контролируемыми цепями, концы первичных обмоток соединены в общую точку, средние точки и концы вторичных обмоток через один из коммутаторов соединены со стрелочным индикатором, а средние точки вторичных обмоток трансформаторов и выводы с активной части комплексного сопротивления первой и второй фаз звезды соединены со стрелочным индикатором через второй коммутатор, электрически связанный с первым.

278861

O с9а б) 90 cycling

3п

u«+», e) Z7O с ЗЮП

p) 180 cgc270

Фиг.2

Составитель И. Днепровская

Редактор А. Ю. Пейсоченко Техред А. А. Камышникова Корректор Л. В. Юшина

Заказ 3224/12 Тираж 480 Подписное

1дНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, .Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2