Устройство для измерения частотнойхарактеристики модуля входногосопротивления распределительнойсети под напряжением

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскнх

Соцналнстнческнх

Реслублнк (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 283.177 (2f) 2548665/18-21 (5!)М. Кл. с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

6 01 R 27/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 2802.81.Бюллетень Мо

Дата опубликования описания 2802,81 (53) УДК 621.317..53(088.8) . - с !

1 ! Ъ„ (72) Авторы изобретения

В.A. Куленцов и В.В. Леонов!

Производственное объединение Ждановтяжйам ! - .,,,,,,:, t

P1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ МОДУЛЯ ВХОДНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении модуля входного сопротивления сети в соврв менных энергосистемах.

Известно устройство для измерения частотной характеристики модуля входного сопротивления распределительной сети под напряжением, содержащее нелинейную нагрузку, к которой подключен анализатор спектра напряжения и тока и блок управления нагрузкой (1)

Недостатком известного устройства является невысокая точность изме- f5 рения в современных сетях с несинусоидальным напряжением вследствие случайного характера фазовых соотношений токов высших гармоник, имеющихся в сети и вводимых в сеть пос- 20 редством подключения нелинейной нагрузки. Кроме того, с помощью данного устройства можно производить измерения только в сетях низких классов напряжения (до 10 кВ) справедлива замена входного сопротивления сети последовательным соединением активной- и реактивной составляющих, полученных при измерении. У большинства же электри- 30 ческих сетей частотная характеристика модуля входного сопротивления имеет острорезонансный характер, поэтому применение известного устройства для измерения в этих сетях невозможно.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения частотной характеристики модуля входного сопротивления распределительной сети под напряжением, содержащее нелинейную нагрузку, к которой подключен анализатор спектра напряжения и тока и блок управления нагрузкой, введен делитель частоты напряжения сети, выход которого подключен ко входу блока управления нагрузкой.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — изображены диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 — спектры напряжения сети и тока нелинейной нагрузкиу на фиг, 4 — частотная характеристика модуля входного сопротивления сети, полученная в результате измерений.

808972

Устройство содержит управляемую нелинейную нагрузку 1, состоящую из токоограничительного сопротивления 2 и управляемого вентиля 3, к которой подключены анализатор 4 спектра напряжения и тока и блок 5 5 управления нагрузкой.

Блок 5 управления нагрузкой состоит из фазосдвигающей цепи б,выход которой соединен со входом формирователя 7 импульсов, выход которо- 10 го соединен с первым входом ключа 8.

Второй вход ключа 8 подключен к выходу делителя 9 частоты.

Процесс измерения с помощью предлагаемого устройства заключается в следующем.

Устройство подключают к исследуемой точке сети. На вход делителя 9 частоты и фазосдвигающей цепи б подается напряжение сети (фиг.2,а) .

В фазосдвигающей цепи б напряжение изменяет начальную фазу на угол

Ч . В формирователе 7 вырабатывается последовательность импульсов, во времени совпадающих с моментом перехода выходного напряжения фаэосдвигающей цепи б через нуль (фиг.2 о). Импульсы поступают на первый вход ключа 8.

В делителе 9 частоты напряжение преобразуется в сигнал прямоугольной 30 формы с периодом, равным удвоенному периоду напряжения сети (фиг.2,8), которое поступает на второй вход ключа 8 блока 5 управления нагрузкой.

На выходе ключа 8 импульсы появля-Я ются только во время положительной полуволны сигнала прямоугольной формы (фиг.2,r ) .

Иэ фиг.2д видно, что ток через ограничительное сопротивление 2 4О будет проходить, в каждый второй полупериод напряжения сети (фиг ° 2 ), а его скважность будет зависеть от величины фазового .сдвига < в цепи б.

Спектр этого тока, содержащий дробные гармоники сети, изображен íà 4> фиг.3,a .

При прохождении дробных гармоник тока через исследуемую сеть на ее внутреннем сопротивлении образуется падение напряжения этих гармоник. 50

На фиг.З,Ь показан спектр гармоник и шумов напряжения сети в исследуемой точке при отсутствии управляемой нелйнейной нагрузки 1.

На фиг. 3 8 изображен спектР падения 5 напряжения, обусловленный прохождением тока нелинейной нагрузки 1 через элементы исследуемой сети.

На фиг. 3,d видно, что спектр тока содержит гармоники, по частоте несовпадающие с гармониками напряжения сети (дробные гармоники).

Как следует из диаграмм 3,би 3,<, дробные гармоники могут быть легко выделены на фоне гармоник напряжения сети с помощью анализатора спектра напряжения и тока. Значение модуля входного сопротивления сети на данной частоте получают делением значения HctlIpBReHHB и тока соответствующих гармоник.

Предлагаемое устройство позволяет получить значения модуля входного сопротивления сети на частотах

25 Гц, 75 Гц,125 Гц и т.д. (cM. фиг. 4) .

Для измерения на других частотах достаточно изменить коэффициент деления делителя 9 частоты.

Если регулировать с помощью фазосдвигающей цепи 6 угол сдвига фазы Ч, то можно изменять соотношение амплитуд гармонических составляющих спектра тока таким образом, чтобы отношение испытательный сигнал — помеха в процессе измерения было максимальное, т.е. проводить измерения с минимальной погрешностью, Применение предлагаемого устройства вследствие частотного разделения испытательного сигнала и мешающих гармоник напряжени я сети позволяет производить измерение на уровне гармоник порядка — 80 д д, что на 1012 д б превышает уровень шумов сети относительно основной частоты. Для получения указанного уровня дробных гармоник напряжения необходимая мощность нелинейной нагрузки составит десятитысячную долю мощности короткого замыкания в исследуемой точке сети, что в 500-1000 раз меньше, чем мощность нелинейной нагрузки известного устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения частотной характеристики модуля входного соцротивления распределительной сети под напряжением, содержащее нелинейную нагрузку, к которой подключен анализатор спектра напряжения и тока и блок управления нагрузкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью .овышекия точности измерений, в него введен делитель частоты напряжения сети, выход которого подключен к входу блока,правления нагрузкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции М 2276594, кл. G 01 R 27/16, 1976. к исследуемой прочие сети

Фиг. 1 фиаР

-<0

И/,Фя

О .SOO Ваа 00 800 90OF,Гц

Фие. 4

Составитель Л. Назаренко

Редактор С. Тараненко Те ред И.Майорош Корректор С. Шомак

Заказ 404/48 Тираж 743 Подписное

ВННИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЧПП Патент, г. ужгород, ул. Проектная. 4