Устройство для измерения симметричных составляющих трехфазной сети Советский патент 1984 года по МПК G01R29/16 

I10

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам для измерения напряжений и токов прямой и обратной последовательностей трехфазной электрической сети.

Известно устройство для вьщеления симметричных составляющих прямой и обратной последовательностей трехфазной сети, состоящее из активноиндуктивных плеч, подключенных непосредственно к фазам сети tlj

Недостатками указанного устройства являются низкий уровень техники безопасности при их эксплуатации, что вызвано наличием высокого напряжения на всех входных и выходных зажимах активно-реактивных плеч и отсутствием шин с нулевым потенциалом, предназначенных для заземления устройств а также значительная частотная погрешность выделения симметричных составляющих .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения напряжения и тока прямой и обратной последовательностей содержащее два функциональных преобразователя, имеющих сигнальные входы, подключенные к фазам сети, управляющие входы и выходы, а также последовательно соединенные преобразователь частоты в сигнал управления, вход которого соединен с фазой сети, и исполнительное устройство, выход которого подключен к управляющим входам функциональных преобразователей, а выходы последних образуют информа1 онный выход устройства 2.

Недостатками данного устройства являются низкое быстродействие, сложность его изготовления,, большие габариты и вес, что .вызвано необходимостью создания гальванической развязки между выходом исполнительного устройстйа и управлякицим входами функциональных преобразователей для исключения влияния цепи частотной автоподстройки на преобразовательный цепи, которыми являются функциональные преобразователи. Устройство характеризуется такж низкой точностью, обусловленной влиянием напряжения емкостной наводки.

Целью изобретения является повышение быстродействия, точности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения сим102

метричных составляющих трехфазной сети, содержащее два функциональных преобразователя, преобразователь частоты в сигнал управления, исполнительный блок и индикатор, причем выход преобразователя частоты в сигна управления через исполнительный блок соединен с управляющими входами функциональных преобразователей, введены три масштабных преобразователя и три блока вычитания, причем входы масштабных преобразователей являются входами устройства, выход первого масштабного преобразователя соединен с первым входом первого блока вычитания, выход второго масштабного преобразователя соединен с вторым входом первого блока вычитания, с первым входом второго блока вычитания и входом преобразователя частоты Б сигнал управления, выход третьего масштабного преобразователя соединен с вторым входом второго блока вычитания, выходы блоков вычитания через функциональные преобразователи соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором, а вторые входы масштабных преобразователей, функциональных преобразователей и выходы блока вычитания заземлены.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма, иллюстрирующая принцип работы устройства.

Устройство для измерения симметричных составляющих трехфазной сетнг содержит три масштабных преобразователя 1-3, два блока вычитания 4 и 5, два функциональных преобразователя 6 и 7, третий блок вычитания 8, индикатор 9, преобразователь 10 частоты в сигнал управления и исполнительный блок 11.

Входные зажимы устройства соединены с входами трех масштабных преобразователей 1,2,3, выход масштабного преобразователя 1 через блок вычитания 4 и функциональный преобразователь 6 соединен с блоком вычитания 8 Масштабный преобразователь 2 соединен с преобразователем частоты в сигнал управления 10 и с другим входом блока вычитания 4, а через блок вычитания 5 и функциональный преобразователь 7 - с другим входом блока вычитания 8. Масштабный преобразователь 3 соединен с другим входом блока выЭ10читания 5. Выход преобразователя 10 частоты в сигнал управления через ис полнительный блок 11 соединен с другими входами функциональных преобразователей 6 и 7. Выход блока вычитания 8 соединен с индикатором 9, Все блоки устройства заземлены. Устройство работает следующим образом. Три фазных напряжения U, Uj,, U, поступают соответственно на масштабные преобразователи 1,2,3, необходимые для искусственной привязки трехфазной системы линейных напряжений относительно нулевого провода и для деления входных напряжений устройства . На выходе соответствующих масштабных преобразователей получаем трехфазную систему напряжений , KjUg, KjUj, где KS - коэффициент деления масштабных преобразователей. Напряжения KjU, Kgfjj и KgU. , п парно поступают на блоки вычитания 4 и 5 соответственно. На выходах блоков вычитания образуются напряжения, пропорциональные линейным напряжениям сети (фиг. 2) KfUftfe К,Ц,; -KgUfic KS - KsUt Напряжения поступа° ют на функциональные преобразователи 6 и 7. В результате преобразования трехфазной системы напряжений с помощью трех масштабных преобразователей 1,2 3 и двух блоков вычитания 4 и 5 поо тенциал фазы В вновь образованной трехфазной системы линейных напряжеНИИ А, В, С (фиг.2) становится равны нулю, что позволяет один из входов обоих функциональных преобразователе 6 и 7, связанных с фазой В сети, при соединить к земляной шине. Последнее обстоятельство позволяет осуществить частотную автоподстро ку, не прибегая к гальванической раз водке функциональных преобразователе 6,7 и регулирующих элементов испол- нительного блока 10, а регулирующие элементы преобразователей выполнить на основе цифроаналоговых преобразователей, которые изготавливаются в йиде интегральных микросхем. С выходов функциональных преобразователей 6 и 7 сигналы поступают на третий блок вычитания 8 в виде: 0 б , + U..«nft K.KcU.,ft+ и, НОШб UT UBbixq f-7 - ин,рп .ч- 1 где и,и напряжения на выходах функциональных преобразователей 6 и 7; .« ixcpni сигналы на выходах функциональных преобразователей 6 и 7; « и.. , наводки на выходах функциональных преобразователей 6 и 7; К,К - коэффициенты переда чи функциональных преобразователей 6 и 7. Напряжение Ц поступает на неинвертирующий вход вычитающего устройства 8, а напряжение U - на инвертирующий, в результате чего на выхоДе вычитающего устройства 8 имеем: в - J K. + + K., (3) А с учетом того, что напряжение наводок и Ufimjjj, синфазныИ равны, получаем: Ug ,t, ) где U - напряжение измеряемой сим- i метричной составляющей. Как видно из выражения (4), выходное напряжение третьего блока вычитания 8 содержит лишь сигнал, пропор-. циональный измеряемой последовательности напряжения. Этот сигнал индицируется индикатором 9. Таким образом, включение в устройство трех масштабных преобразователей и трех вычитающих устройств позволяет: значительно упростить прибор i использовать в схеме частотной автоподстройки два быстродействующих цифроаналоговых преобразователя, существенно повысить точность измерений последовательностей трехфазной сети благодаря исключению влияния емкостных наводок на измерительные цепи устройства. Блок вычитания 8 дает возможность, кроме того, облегчить задачу согласования устройства с последующими блоками. Благодаря подведению входных и выходных сигналов к устройству относительно 1нулевой шины суще51095110

ственно повышаются условия безопас- Все это расширяет область применености труда и улучшаются условия экс- ния и повышает эффективность исполь-, плуатации.зования этих устройств.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ, содержащее два функциональных преобразователя, преобразователь частоты в сигнал управления, исполнительный блок и индикатор, причем выход преобразователя частоты в сигнал управления через исполнительный блок соединен с управляющими входами функциональных преобразователей, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены три масштабных преобразователя и три блока вычитания, причем входы масштабных преобразователей являются входами устройства, выход первого масштабного преобразователя соединен с первым входом первого блока вычитания, выход второго масштабного преобразователя соединен с вторым входом первого блока вычитания, с первым входом второго блока вычитания и входом преобразователя 1астоты в сигнал управления, .выход третьего масштабного преобраi зователя соединен с вторым входом второго блока вычитания, выходы бло(Л ков вычитания через функциональные преобразователи соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с индикатором, а вторые входы масштабных преобразователей, функциональных преобразователей, выходы блоков вычитания заземлены.