Стабилизированная трехфазная системапитания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к ввт. саид-ву (22) Заявлено 070878 (23) 2651852/24-07

Союз Саеетских

Социалистических

Реслублин

<щ849165 (53)М. Кл.з с присоединением заявки Йо

G 05 F 1/44

Н 02 J 3/26

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2307,81. Бюллетень Й9 27

Дата опубликования описания 230781 (53) УДК 621. 316. .722. 1 (088.8) (72) Авторы " изобретения

В,Б.Бузииянов, В,В,Брайко, Е.Н.Коцюба,С,Г,Таранов, Ю Ф Тесик и В Н Черныш (54) СТАБИЛИЗИРОВАННАЯ ТРЕХФАЗНАЯ

СИСТЕМА ПИТАНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания образцовых параметров качества трехфазной сети (несимметрия и отклонение напряжений, смещение нейтрали и т.п.), необходимых как средство для .проверки различных . измерителей параметров качества и исследования влияния некачественной электроэнергии на работу всевозможных ее потребителей.

Естественным источником параметров качества является 3-х фазная промышленная сеть, но йолученйе с 35 ее помощью калиброванных значений этих параметров практически не представляется возможным из-за наличия в сетях переходных процессов, приводящих к резким колебаниям напряже- 20 ний, большим нелинейным искажениям, колебаниям частоты и т.п..

Известны различные преобразователи числа фаз, применяемые для преобразования однофаэного напряже- 25 ния от автономного источника в трехфазное, содержащие активно-реактивные фазосмещающие элементы, число которых варьируется от одного до трех 11 . 30

Однако в таких преобразователях имеющаяся нестабильность амплитуды и частоты однофазного генератора. и коэффициентов передачи функциойальных блоков схемы, а также наличие нелинейных искажений в выходных напряжениях номинальных уровней 100, 220, 380 В, обусловленных нелинейностями однофазного генератора и сумматоров, наводками и пульсациями питания, препятствует получению стабильной 3-х фазной системр напряжений. я это в свою очередь, приводит к существенным колебаниям того или иного параметра качества (такого, как несимметрия, отклонение и колебание напряжений, смещение нейтрали), полностью определяемого изменениями напрйжений каждой фазы относительно номинальных значений.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является стабилизированная трехфазная система питания, содержащая преобразователь однофазного напряжения в трехфазное с нулевым проводом, последовательно соединенные фазовращатель и стабилизатор переменного напряжения с изменяемым коэффициентом передачи и выходным трансформатором в

849165 двух фазах, стабилизатор переменно1 го напряжения с изменяемым коэффициентом передачи и выходным трансформатором в третьей фазе и узел индикации симметрии, выполненный в ви де последовательно соединенных сумматора, входами соединенного со вторичными обмотками выходных трансформаторов, избирательного усилителя и индикатора (2).

В известном устройстве регулировкой фазовращателей можно осуществлять задание несимметрии. Однако при изменении на величину + д Ч фазового угла одного из фазовых напряжений U8 или

U0 (равных по амплитуде номинальС ному напряжению 0 > и имеющих от, 15 носительно U фазовые УглыЧ8= о= -ф

О значение несймметрии U зависит от Ь

= — Ц Qill(3,1 ) ° ) дч

Нелинейность выраженной зависимости, нестабильность фазового угла, обусловленная нестабильностью амплитуды и частоты однофазного генератора, и трудность обеспечения плавной и точной регулировки фазового угла не позволяют достичь высокой точности задания несимметрии. Кроме того, известное устройство не обладает воз- 30 можностью задания других параметров качества (например, отклонение напряжений, смещение нейтрали и т.п.).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устрой- Я5

Ьтва путем получения нормированных параметров качества трехфазного источника.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство в канал каждой фазы введено два регулируемых делителя,напряжения, один из которых соединен со вторичной обмоткой соответствующего выходного трансформатора, прерыватель, выход которого соединен с входом второго из регулируе- 45 мых делителей, избирательный узел сравнения, состоящий из последовательно соединенных вычитающего узла, входом соединенного с выходами указанных регулируемых делителей напряже- 50 ния, избирательного усилителя, синхронного детектора и сглаживающего фильтра, соединенного с другим входом стабилизатора переменного напряжения канала, причем упр вляющий вход син- 55 хрониого детектора в каждом канале непосредственно, а прерывателя через введенный ограничитель, соединен со вторичной обмоткой выходного трансформатора этого канала, кроме того сигнальный вход каждого прерывателя 40 соединен с Выходом введенного общего для всех каналов опорного элемента постоянного напряжения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы. 65

Устройство содержит преобразователь 1 однофазного напряжения в трехфазное, регулируемые фазовращатели 2 и 3, стабилизаторы 4 -.6 переменного напряжения с изменяемым коэффициентом передачи, выходные трансформаторы 7-9, узел индикации симметрии, включающий сумматор 10, избирательный усилитель 11, индикатор 12, регулируемые делители 13 и

14, 15 и 16, 17 и 18 напряжения, избирательные узлы сравнения, состоящие иэ вычитающих элементов 19 — 1, избирательных усилителей 22 — 24, синхронных детекторов 25 — 27 и сглаживающих фильтров 28 — 30, прерывателей 31 — 33, ограничителей уроння 34 — 36 и опорного элемента 37 постоянного напряжения. Зажимы вторичных обмоток выходных трансформаторов являются выходами трех фаз

А, В, С (38 — 40) системы.

С выхода преобразователя 1 однофазного напряжения в трехфазное одно напряжение непосредственно, а два других через регулируемые фазовращатели 2 и 3, поступают на стабилизаторы 4-6 с выходными трансформаторами 7-9 и поддерживаются неизменными на номинальном уровне, после чего они суммируются с помощью сумматора 10, основная гармоника результирующего сигнала с выхода которого выделяется избирательным усилителем 11 и фиксируется индикатором 12. Поочередной регулировкой фазовращателя 2 и 3 добиваются нулевого показания индикатора 12, что соответствует достижению полной симметрии трехфазной системы напряжений на выходных зажимах 38-40.

В дальнейшем, имея симметричную систему напряжений, посредством изменения коэффициента передачи делителей 13 и 14, 15 и 16, 17 и 18 напряжения можно задавать с высокой точностью требуемые значения несимметрии и отклонения напряжений, смещение нейтрали. Так, для задания несимметрии и смещения нейтрали достаточно регулировать коэффициент передачи К делителя напряжения в одной из фаэ, поскольку несимметрия

U и смещение нейтрали U относительно номинального фазного напряжения Он при этом равны О „К . 00оД„

У UH y

Наличие делителей напряжения во всех фазах дает воэможность при равенстве их коэффициентов передачи (К4 =К =С

=К =К ) задавать отклонение напряжения д0 от номинального значеUч

h„„ (1-К) 100%

U и, кроме того, изменять Фазу вектора несимметрии и смещения нейтрали

\ 2Х на фиксированное значение - - путем

849165 изменения коэффициента передачи в одной из фаз при неизменном его значении в двух других фазах.

Для поддержания: стабильным значения задаваемого параметра качества синусоидальные сигналы с делителей

13, 15 и 17 напряжения сравниваются по первой гармонике с прямоугольными опорными сигналами на выходе делителей 14, 16 и 18 напряжения посредством избирательных узлов сравнения, состоящих из вычитающих элементов

19-21, избирательных усилителей 2224, синхронных детекторов 25-27, и сглаживающих фильтров 28-30. Прямоугольные опорные сигналы Формируются путем коммутации высокоста15 бильного нагряжения опорного элемента 37 с помощью прерывателей 3133, управляемых выходными напряжениями Фаз А, В, С через ограничители уровня 34-36. 2О

При переключении коэффициента делителя напряжения в любой из .Фаз на выходе избирательного усилителя тракта сравнения возникае". сигнал рассогласования, который синхронно де- 25 тектируют и после сглаживающего фильтра используют для изменения коэффициента передачи стабилизатора таким образом, чтобы сравниваемые сигналы стали равны по амплитудам основных гармоник. Точность задания параметров качества в калибраторе при достаточно большом коэффициенте усиления избирательных усилителей трактов сравнения полностью определяется стабильностью делителей напряжения и точностью установления симметрии. Если в качестве делителей напряжения иcïoëüçóþò прецизионные микропроволочные резисторы класса 0,01 типа С5-58, С5-55 и т.п. 40 и симметрируют номинальную систему напряжений по основной гармонике до уровня единиц милливольт, что реализуется без особых трудностей, погрешность калибратора не превышает

0,13.

Использование новых элементов прецизионных делителей напряжения, одного опорного элемента и трех прерывателсй, а также избирательных трактов сравнения в каждой фазе, состоящих из вычитающего устройства; избирательного усилителя, синхронного детектора, и сглаживающего фильтра, выгодно отличает предлагаемую систему от известной, поскольку И иэ-за получения однозначной зависимости параметров качества от регулируемых фазовых напряжений, высокой точности регулирования коэф.— фициента передачи делителей напря- що жения и полного исключения погрешностей известной системы в значительной степени повышается точность задаиия нормированных значений параметров качества и расширяются функциональные возможности устройства.

Формула изобретения

Стабилизированная трехфазная система питания, содержащая преобразователь однофазного напряжения в трехфазное с нулевым проводом, последовательно соединенные фазовраща.тель и стабилизатор переменного напряжения с изменяемым коэффициентом передачи и выходным трансформатором в двух фазах, стабилизатор переменного напряжения с изменяемым коэфФициентом передачи и выходным трансФорматором в третьей фазе и узел индикации симметрии, выполненный в виде последовательно соединенных сумматора, входами соединенного со вторичными обмотками выходных трансформаторов, избирательного усилителя и индикатора, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем получения нормированных параметров качества трехфазного источника, в канал каждой фазы введено два регулируемых делителя напряжения, один чз которых соединен со вторичной обмоткой соответствующего выходного трансформатора, прерыватель, выход которого соединен со входом второго из регулируемых делителей, избирательный узел сравнения, состоящий из последовательно соединенных вычитающего элемента, входом соединенного с выходами указанных регулируемых делителей напряжения, избирательного усилителя, синхронного детектора и сглаживающего фильтра, соединенного с другим входом стабилизатора переменного напряжения канала, причем управляющий вход синхронного детектора в каждом канале непосредственно, а прерывателя через введенный ограничитель, соединен со вторичной обмоткой выходного трансформатора этого канала, кроме того, сигнальный вход каждого прерывателя соединен с выходом введенного общего для всех каналов опорного элемента постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Адаменко А.И. и Кисненко В.И.

Преобразование однофазного тока в многофазный. Киев, "Техника", 1971, с.87-100.

:2.Авторское. свидетельство СССР по заявке Р 2577569/07,кл. Н 02 J 3/26, 1978.