Способ измерения симметричных составляющих напряжений многофазной сети Советский патент 1985 года по МПК G01R29/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств для измерения симметричных составляющих напряжений или токов многофазной, в частном случае трехфазной, сети. Цель изобретения - повышение точности измерения симметричных составлякщих напряжений многофазной сети путем компенсации преобразованной в двухфазную исходной многофазной системы напряжений искусственно сформированной усправляемой по амплитуде и углу сдвига фаз квадратурной системы напряжений. На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа измерения j на фиг.2 - векторная ic иaгpaммa , входных фазных напряжений U, Uj... ,.,. фазной сети и полученная из нее двухфазная система напряжений и;.й Устройство, реализующее способ (фиг . 1) , содержит преобразователь 1 числа фаз, первый и второй сумматоры 2 и 3, блок 4 формирования сигнала рассогласования, в состав которого входят селективные фильтры 5 и 6, выпрямители 7 и 8 и третий сумматор 9. Устройство содержит также управляемые генераторы 10 и 11 квадрагьфнь1х сигналов, блок 12 формцрования сигналов угфавления, экстремум-детектор 13, пороговый элемент 14 и блок 15 индикации. Вхо ;Иые шины через преобразователь 1 числа фаз соединены с первыми входами сумматоров 2 и 3, вторые и третьи входы которых подключены к первым и вторым выходам управляемых генераторов 10 и 11 квадратурных сигнапрв соответственно. Выходы сумматоров 2 и 3 через селективные фильтры 5 и 6 и выпрямители 7 и 8 связаны с входами экстремум-детектора 13 и порогового элемента 14. Выходы детектора 13 и элемента 14 соединены с входами блока 12 формирования сигналов управления, выходы которого подключены к входам управления генераторов 10 и П. Третий и четвертый выходы генератора 10 соединены с первым и вторым информационными входами блока 15 индикации, третий вход управления которого подключен к выходу порогового элемента 14. 195297 ре ляю 5 оп гд 10 15 по 25 лу по , „ ни Уч 5 та По u: 45 То зи Предлагаемый способ измерений лизуется следующим образом. Известно, что симметричные составщие напряжений (ССН) фазной сети еделяются выражением . - e( mU« IlUpOi , е lig - комплексные значения ССН 5-х последовательностей; 5 0,1.... - номер последовательности;Up- комплексные значения фазных напряжений; F 1,2..., m - номер фазы; 01 ехр( j2ft)m) - оператор поворота фазы. Представим величину а с мощью формулы Эйлера в виде ,-5(M).ie;.5(Ml, () После подстановки (2) в (1), почим комплексное значение ССН 5 -и следовательности (F-). , ni - 2 V . ,,nНайдем теперь компексное значее ССН (in-5) -и последовательности. тем, что ,i6iF.,)-i,(f-0, (М „ J2« как Q 6 1. По аналогии с . (2) имеем (m-eHF-1 (сИ (. л С) coS- eU- l-lSin- U-ii. сле подстановки (5) в О) получим .,,(F-ib3± :u,(H,. f- Обозначим: I 2 2u S ;;rf, -5(Рм), J; feu,.nf6(P-,). гда напряжения ОцИ I) можно вырать через Ug nUg : (8), выразив 0, U через U , U имеем: 1 14-JU; J m-5Напряжения UQ .Ug получают на вы ходе преобразователя 1 числа фаз пу тем суммирования входных фазных нап жений и 2 ... 0, с весовыми коэф фициентами, определяемыми формулами С) .. . На фиг.2 приведена векторная диаграмма входных фазных напряжений и,, Ui , и, , Ц4- F vlJm-, - tn-фазной сети, которые с помощью преобразователя 1 преобразованы в двухфазную систему напряжений {ji ,6 Эти напряжения в соответствии с формулами (9) определяются только напряжениями Ос и и.5 5-й и() последовательностей (на они показаны пунктирнь1ми векторами). С помощью генераторов 10 и 11 кв ратурных сигналов формируют две квадратурные системы напряжений U,,-jti и И2 которые используются для уравновешивания напряжений 6 , lig . Амплитуду и угол сдви |Га фазы напряжений этих систем можно изменять путем подачи соответствующих сигналов с выходов блока 12 формирования сигналов управления на входы управления генераторов 1О и 11. Выходные натфяжения генера торов 10 и 11 в сумматорах 2 и 3 по фазно суммируются с напряжениями U и Ug. Выходные напряжения сумматоров 2 и 3 равны соответственно 4U,-U;fV,V,-, bU,,+ jV2, или с учетом формул (9) ,,,+Vji в блоке 4 форг рования сигнала рассогласования при помопщ селектив ных (фильтров 5 и 6 выделяют,первые гармоники напряжений AU, ,которые затем выпрямляют выпрямителями 7 и 8. Полученные постоянные напряжения, соответствующие огибаю97щим напряжений & О , и л U 2 имеют одинаковую полярность, они суммируются в сумматоре 9. Таким образом, выходной сигнал блока 4 U р , являющийся сигналом рассогласования, представляет собой сумму модулей выходных напряжений сумматоров 2 и 3. Этот сигнал поступает на входы экст-ремум-детектора 13 и порогового элемента 14. Экстремум-детектор 13 определяет знак производной сигнала. Если сигнал Up уменьшается (производная отрицательная), то на выходе детектора 13 сигнал логического О, если сигнал Up увеличивается (производная положительная), то на выходе детектора 13 сигнал логической 1. При помопц порогового элемен-. та 14 сигнал Up сравнивается с сигналом А . При уменьшении Up до величины меньше А элемент 14 вырабатывает сигнал логической 1, который свидетельствует о заверше- НИИ процесса уравновешивания напря- жений 0, Ug . Выходной сигнал экстремум-детектора 13 Ugjj поступает в блок 12. Последний поочередно выбирает вхо- ды управления генераторов 10 и 11 и выдает на каждый из них управляющее воздействие до тех пор, пока сигнал Up на выходе блока 4 уменьшается. Как только этот сигнал начинает увеличиваться, т.е. пройдено его минимальное значение (локальный минимум, экстремум-детектор 13 вырабатывает сигнал логической 1, при этом блок 12 подает управляющее воздействие на следующий вход управления генераторов 10 и 11. Описание возможной структурной схемы блока 12 приведено ниже. Описанный процесс управления генераторами 10 и 11 продолжается до тех пор, пока выходной сигнал блока 4 (J р не станет меньше величины Л . При этом, учитывая, что Up равно сумме модулей напряжений ill, и лО-,, модули напряжений ли, и bOj также не превышают величину ь , т.е. |ьи,| &JMJJ A. Подставим в неравенства (l2 формулы (10) :

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения симметричных составлягацих напряжений или токов многофазной сети. Цель изобретения - повышение точности из i& MI ITмерения. Устройство, реализующее способ, содержит преобразователь I числа фаз, первый и второй сумматоры 2, 4 формирования сигнала рассогласования, содержащий селективные фильтры 5,6, выпрямители 7,8, третий сумматор 9, генераторы 10,11 квадратурных сигналов, блок 12 формирования сигналов управления, экстремум-детектор 13, пороговый злемент l4 и блок 15 индикации. Спо соб компенсирует преобразованную в двухфазную исходную многофазнзмо систему напряжений, искусственно сформированную управляющу.ю по амплитуде и углу сдвига фаз квадрату{ ной (Л системы напряжений. В описании дано математическое обоснование и расчет, модулей напряжения.2 ил.