Измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии Советский патент 1984 года по МПК G01R29/16 

к выходу управляемого делителя, а его выход - к управляющемувходу

делителя, выход сумматора подключен к второму входу фазовращателя.

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащий коммутатор, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения точности измерения, в него введены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности, три преобразователя трехфазного напряжения в однофазное, три сумматора, четыре блока автоматической установки коэффициента передачи и блок npoi- раммного управления, причем входы преобразователей трехфазного напряжения в однофазное объединены между собой и подключены к выходу коммутатора, к входам которого подключены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которых подключен выход второго преобразователя, а их выходы подключены к другому входу первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи, другой информационный вход . которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход к второму входу третьего сумматора, выход которого подключен к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого.-подключен один из выходов источника опорного напряжения, управляющие входы первого и второго блоков автоматической (/} установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управления, три других выхода которого подключеС ны соответственно к управляющим входам коммутатора, третьего и четвертого блоков автоматической установки коэффициента передачи. х 2. Преобразователь по п. 1, о т ч л и ч а ю щ и и с Я- тем, что каждый блок автоматической установки коэффи00 циента передачи содержит управляемый делитель, блок сравнения амплитуд, сумматор и управляемый фазовращатель, причем первый информационный вход подключен к первому входу сзгмматора и к выходу блока через управляемый делитель и фазовращатель, стробирующие входы которых объединены и подключены к управляющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнения амплитуд, второй вход которого подключен

Изобретение относится к измериттельной технике и предназначено для намерения симметринных составляющих напряжений трехфазной сети и может быть использовано в качестве автономного измерителя параметров качества электроэнергии или в составе информационно-измерительной системы .

Известно устройство для измерени несимметрии режима многофазной сети, основанное на симметричном умножении числа фаз сети, выпрямлении полученного многофазного напряжения и определении по огибающей выпрямленного напряжения обратной последовательности tl,

Н)едостатками этого устройства являются применение громоздких и сложных в изготовлении многофазных трансформаторов, необходимость подбора диодов по идентичным вольтамперным характеристикам, а также необходимость применения селективного фильтра, настроенного на втору гармонику, что существенно понижает точность определения напряжения обратной последовательности.

Известен способ измерения симметричных составляющих многофазной системы переменных напряжений, заключающийся в выпрямлении напряжений с помощью многофазного выпрямителя и последующем измерении напряжений. При этом устанавливают одинаковый порядок чередования фаз импульсов управления выпрямителем и измеряемой симметричной составляющей, затем сдвигают систему импульсов управления по фазе до достижения . максимального показания и по величине этого показания и фазового сдвига импульсов управления определяют амплитуду симметричной составляющей и ее фазу 2.

Недостатком данного способа является низкая точность, обусловленная погрешностями фазовой подстройки напряжений симметричной последовательности.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительньш преобразо5 ватель параметров качества электроэнергии, содержащий коммутатор, введены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности, три преобразователя

О трехфазного напряжения в однофазное, три сумматора, четыре блока автоматической установки коэффициента передачи и блок программного управления, причем входы преобразователей

5 трехфазного напряжения в однофазное объединены, между собой и подключены к выходу коммутатора, к входам которого подключены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обрат0 ной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному

5 входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которых подключен выход второго преобразователя, а их выходы

0 подключены к другому входу первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи, другой информационный вход которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход к второму входу третьего сумматора, выход которого подключен

к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого подключен один из выходов источника опорного напряжения, управляющие входы первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управле ния, три других выхода подключены

соответственно к управляющим входам коммутатора, третьего и четвертого блоков автоматической установки коэффициента передачи.

При этом каждый блок автоматической установки коэффициента передачи содержит управляемый

делитель, блок сравнения амплитуд, сумматор и управляемый фазовращатель причем первый информационный вход подключен к первому входу сумматора и к выходу блока через управляемый делитель и фазовращатель, стробирующие входы которых объединены и подключены к управляющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнения амплитуд, второй вход которого подключен к выходу управляемого делителя, а его выход - к управляющему входу делителя, выход сумматора подключен к второму входу фазовращателя.

На фиг. 1 приведена блок-схема измерительного преобразователя параметров качества электроэнергии; на фиг. 2 - блок-схема блока автоматической установки коэффициента передачи, который используется в составе предлагаемого устройства.

Измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии (фиг. 1 состоит из источника 1 опорного напряжения нулевой, прямой и обратной последовательности трехфазного напряжения, коммутатора 2, преобразователей 3-5 трехфазного напряжения в однофазное, блоков 6-9 автоматической установки коэффициента передачи, сумматоров 10-12, блока I3 программного управления и его выходов 14-17.

Блок автоматической установки коэффициента передачи{фиг. 2)состоит из управляемого делителя 18, блока 19 сравнения анлитуд, управляемого фазовращателя 20, сумматора ;21. Выход и входы блоков 6-9 обозначены буквами а,Ь, с, сЗ фиг. О и 2

Блок 6 работает следующим образо

Входные синусоидальные напряжени поступают на входы а и Ь и сравниваются в блоке I9 сравнения амплитуд, которая вырабатывает управляющие воздействие поступающее на управляемый делитель 18. Регулировк делителя продолжается до тех пор, пока не сравняются амплитуды на входе Ъ блока 6 и выходе делителя..

Затем сумма напряжений на входе |Ь и выходе фазовращателя 20, которая снимается с выхода сумматора 2, поступает на управляющий вход фазовращателя. Регулировка фазы продолжается до достижения нуля на выходе сумматора, при этом напряжения, поступаю щие на входы сумматора, равны по амплитуде и сдвинуты по фазе друг

относителькГо друга на ,

Регулирование делителя 18 и фазовращателя 20 возможно только в том случае, если на вход с. блока подан разрешаюпщй сигнал. После снятия разрешающего сигнала с входа с блока управляемый делитель и фазовращатель остаются в том состоянии, в котором они находились в конце процесса регулировки. Напряжеof блока 6 равняет-

ние и ,, на выходе

ся произведению напряжения 0 на

на коэффициент cL , равный

входе о(

oi. Ui,/Uy

где 0( напряжения на входах с и is в процессе регулировки.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователи 3-5 линейны и их передаточные функции относительно симметричных составляющих напряжений трехфазной сети Qi.iOy равны

v.Lu. + i..0.,u

1 to о 11 1

(Я

35

meV,V2,Vj выходные напряжения соответственно преобразователей 3 - 5;

So oSo коэффициенты передачи напряжения нулевой последовательности преобразователей . . 3-5;

К i 1., , коэффициенты передачи напряжения обратной последовательности преобразователей 3-5.

Пусть требуется, например, определить напряжение прямой последовательности. Преобразование проводится в четыре такта.

На первом такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователей опорное напряжение нулевой последовательности UQJ, , которое снимается

с источника 1. При этом на выходах преобразователей 3-5 напряжения

0 оиоп-. (2

f

На первом такте блок 13 вырабатывает на выходе 15 разрешающий сигнал, который поступает на входы С блоков 6 и 7. При этом, в соответствии с работой блока 6 в них устанавливаются комплексные коэффициенты передачи oL и oiy равные отношению комплексных напряжений на входах Ь нов тот интервал времени, когда на входы блоков 6 и 7 поступает разрешающий сигнал. Эти коэффициенты равны

V К

j -J-L, -. 10

1 / U

k

12

20

(3)

V.

К

31

30

Г- V

t2

На втором такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователей 3-5 опорное напряжение обратной . последовательности. При этом на выходах преобразователей напряжения . ; о К и ; V :1 и . (1 11 11 оп 21 21 оп З- 31 ОП На втором такте блок 13 вырабатывает на выходе 16 разрешающий сигнал 2o(VzO .)( Ha четвертом Такте коммутатор 2подключает входы преобразова телей 3- 5 к трехфазной сети. При этом вьсходные напряжения преобразователей равны V iV2fV, , которые определяют- . ся по формулам(1 ). Выходное напряжение уср-ройства, в соответствии с конфигурацией соединения блоков (фиг. 1 .равно J8b/x ct4( . (10) Подставляя в выраЛсение |; 10) формулы (1 ), получаем выхЧКо-КЧ з) o,VM/,)K.o,K,0.ot,K /. т -(()К22 о6зКз2 и2 . (ll) .

который поступает на вход с блока 8, при этом в нем устанавливается комплексный коэффициент, передачи o(.j

-3 равный

V -(-(i V oi. 12 1 22

()

или с учетом (4)и(3)

К.и k Ik, и

к к -К к

12 on (О/ 20 (

12 20 10 22

on

(М

32 оп На третьем такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователей опорное напряжение -прямой последовательности. При этом на выходах преобразователей напряжения

.

,. На третьем такте блок 13 вырабаты на выходе 17 разрешающий сигнал, который поступает в блок 9, при этом в нем устанавливается комплексный коэффициент передачи cL , равньш с учетом того, что на вход блока 9 поступает напряжение oni г Ь . V .-V К 1 ® (V°.%3) или с учетом(.3/, (.6) и( 7) ZZ .0, Если в (I I) подставить значения , 063, полученные из -, формул(2 ),16|иС9,то коэффициенты при 0 , и О обращаются в нуль, а при U - в единицу, т. e.. Изменяя порядок коммутации опорных напряжений источника 1 можно также измерять напряжения нулевой и обратной последовательности. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять несколько параметров качества электроэнергии, изменяя только последовательность подачи на входы источника питания опорных напряжений. В устройстве уменьшается погрешность преобразования, которая может возникать под воздействием различных возмущающих виздеис1 в факторов.