Устройство для измерения коэффициента несимметрии в трехфазных сетях Советский патент 1986 года по МПК G01R29/16 

Изобретение относится к области электротехники и может быть исполь- зовано в энергетике для непрерьюно- го контроля качества напряжения в трехфазньпс сетях трехпроводной лини

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощени схемы устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит: фильтры прямой 1 и обратной 2 последовательностей, элементы 3 и 4 распознавания О, триггеры 5 и 6, электронные ключи 7-9, генератор 10 опорной частоты, реверсивный счетчик 11, триггер 12 реверса, блок 13 сравнения, логический элемент ИЛИ 14, многовходовый элемент ИЛИ-НЕ 15, .аналого-цифровой преобразователь 16, регистр 17, клеммы 18-20 для подключения исследуемого напряжения.

В устройстве последовательно соединены фильтры прямой последовательности 1 5, первый элемент 3 распознавания О, триггер 5 по первому входу, электронный кЛоч 7 с подключенным к нему генератором 10 опорной частоты, реверсивньш счетчик 11 и триггер 12 реверса. Триггер 12 реверса по пер- вому входу подключен к фильтру прямой последовательности 1 через блок 13 сравнения, первому входу элемента ИЛИ 14 и первому входу триггера 6, а по второму входу - к фильтру обратной последовательности 2 через аналого-цифровой преобразователь 16. Выходы реверсивного счетчика 11 соединены через элемент ИЛИ-НЕ 15 и электронный ключ 9 с аналого-цифровым преобразователем 16, который выходом соединен с регистром 17. Второй элемент 4 распознавания О подключен входом к фильтру обратной последовательности 2 через электронный ключ 8, соединенный с выходом триггера .6 и третьим. электронным ключом 9, а выходом - к первому входу триггера 5, которьй вторым входом соединен с выходом элемента ИЛИ 14. Элемент ИЛИ 14 в свою очередь соединен вторым входом с выходом электронного ключа 9, куда подключен так же второй вход триггера 6. Фильтры 1 и 2 подключены к исследуемому напряжению через клеммы 18-20.

0

5

0

5

Дополнительно введенньй первый электронный ключ позволяет зафиксировать в реверсивном счётчике число импульсов эталонной частоты, пропорциональное интервалу времени между переходом напряжения прямой последовательности через ноль и достижением им опорного уровня. Введение второго триггера, второй и третьего электронных ключей позволило обеспечить работоспособность устройства при любом фазовом сдвиге между напряжениями прямой и обратной последовательности. Введение реверсивного счетчика, триггера реверса и логического элемента ИЛИ-НЕ позволяет с высокой точностью определять момент измерения мгновенного значения напряжения обратной последовательности. Элемент ИЛИ введен с целью обеспечения прохождения сигналов на один вход первого триггера, от разных элементов.

Известно, что коэффициент не- симметрии можно определить следующим образом:

К

Uz

НС

-.г2- .100% 1

laass

иаке

100%

где и, и и,

2 Макс

- соответственно действующее и амплитудное значение напряжения обратной последовательностиJ и, и и, - действующее и амплитудное значения напряжения прямой последовательности. Работа устройства основана на том, что напряжение прямой последовательности достигнет заданного уровня Up за интервал времени t t - t.

(фиг.2)

и„ и

sinco t

ч МО ICC

За такой же интервал времени напря- жение обратной последовательности достигнет уровня U

и и

2 маке

Sin at

К

НСВзяв отнощение этих напряжений, получим коэффициент несимметрии

Ч- 2 j;akclSin U t Ujjtouc. и U7 7sIn Qt« иТл.

Выбрав опорный уровень напряжения Uj 100 В, получим

К„.г-- . 100% и %. , и мокг Un

3121

Таким образом, для определения коэффициента несимметрии необходи- ;

V

МО измерить время t , за которое напряжение прямой последовательнос- ти достигнет опорного уровня U 100В, и через такой же интервал времени измерить мгновенное значение напряжения обратной последовательности. Это значение будет численно равно коэффициенту несимметрии, в процентах.

Устройство работает следующим об- разом.

В исходном состоянии электронные ключи 7-9 закрыты, реверсивный счетчик 11 включен на суммирование, генератор 10 запущен. Исследуемое трехфазное напряжение подается на вход фильтров прямой 1 и обратной 2 последовательностей. С выхода фильт - ра 1 напряжение прямой последовательности поступает на элемент 3 распознавания О и блок 13 сравнения. С выхода фильтра 2 напряжение обратной последовательности поступает на электронный ключ 8 и преобразователь 16. При переходе напряжения прямой последовательности через нулевое значение (t;, фиг.2) элемент 3 распознавания О формирует импульс, который переводит триггер 5 в единичное состояние. Триггер 5 открьшает электронный ключ 7. С генератора 10 через открытый электронный ключ 7 на счетчик 11 поступают импульсы. При достижении напряжением прямой последовательности уровня Ug (t, фиг.2) срабатьгоает блок 13 сравнения и своим импульсом через элемент ИЛИ 14 пе- реводит триггер 5 в нулевое состояние. Это приводит к закрытию электронного ключа 7. В счетчике 11 фиксируется число импульсов, пропорциональное интервалу времени t t ti кроме того, импульс с блока 13 через триггер 12 реверса переключает счетчик 11 на вычитание и переводит триггер 6 в единичное состояние, ч то вызы- вает открытие электронных ключей

8 и 9. Напряжение обратной последовательности поступает на элемент 4 распознавания О. Далее при переходе напряжения обратной последовательности через нулевое значение (t ,) элемент 4 распознавания О формирует импульс, который переводит триггер 5 в единичное состояние. Триггер 5 открывает электронный ключ 7. С генератора 10 импульсов через

04

ключ 7 в счетчик 11 поступают импульсы, которые вычитаются из суммы, ранее зафиксированной в счетчике 11. В тот момент, когда в счетчике 11

будет зафиксирован О, а это произойдет в момент t , многовходовой логический элемент ИЛИ-НЕ 15, входы которого подключены ко всем разрядам счетчика 11, сформирует импульс,

который через открытый электронный ключ 9 запустит преобразователь 16 на преобразование мгновенного значения напряжения обратной последо вательности, которое численно рав-

но коэффициенту несимметрии в процентах, в цифровой код , Этот код поступает в регистр 17, где и фиксируется значение коэффициента несимметрии. Кроме того, импульс с выхода

элемента ШШ-НЕ 15 поступает через элемент ИЛИ 14 на второй вход триггера 5 и переводит его в нулевое состояние, что вызьшает закрытие электронного ключа 7. Этот же импульс,

nocTyniiB на второй вход триггера. 12 реверса, приводит к переключению реверсивного счетчика 11 в режим суммирования, а поступив на второй вход триггера 6 и переведя его в нулевое состояние, вызывает закрытие электронных ключей 8 и 9. Таким образом, устройство приходит в исходное состояние и готово к дальнейшим измерениям.

Максимальное время измерения коэффициента несимметрии не превыша- ет двух периодо:; исследуемого сигнала. Максгтальное время понадобится для измерения в том случае, если напряжение обратной последовательности по фазе опережает напряжение прямой последовательности или совпадает с ним. В этом случае в первый период определяется время t (фиг.2), а во второй период измеряется мгновенное значение напряжения U в точке t t ,

В случае, если напряжение обратной последовательности отстает по фазе от напряжения прямой последовательности, время измерения коэффициента несимметрии не пр вьшает одного периода.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффи циента несимметрии в трехфазных се

Ч

тях, содержащее клеммы для подключения испытуемого объекта, фильтры прямой и обратной, последовательностей, два элемента распознавания О, первый триггер, генератор опорной частоты, аналого-цифровой преобразователь и регистр, о т л и ч а - ю щ е е -с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения, в него введены три электронных ключа, второй триггер, реверсивный счетчик, триггер реверса, блок сравнения, многовходовой логический элемент ИЛИ-НЕ и логический элемент ИЛИ, причем клеммы для подключения испытуемого объекта соединены с входами фильтров прямой и обратной последовательностей, выход фильтра прямой последовательности соединен с входом первого элемента распознавания О и входом блока сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, выход первого элемента распоз1 авания О соединен с выходом второго элемента распознавания О и первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛИ, выход первого триггера соединен с вторым входом первого электронного ключа, первый вход

которого соединен с генератором опорной частоты, выход первого электронного ключа соединен с первым вхо- дом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом триггера реверса, выходы реверсивного счетчика соединены с входами мно- говходового логического элемента

ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом третьего электронного ключа, выход третьего электронного ключа, соединен с вторым входом триггера реверса, вторым входом аналогоцифрового преобразователя, вторым входом второго триггера и вторым входом логического элемента ИЛИ, выход блока сравнения соединен с первым входом второго триггера, первым

входом логического элемента 1ШИ и первым входом триггера реверса, выход фильтра обратной последовательности соединен с первым входом второго электронного ключа и первым

входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с регистром, выход второго триггера соединен с вторым входом второго электронного ключа и первым входом третьего электронногоключа,выход второго электронногоключа соединенс входом второго элемента распознаванияО.

В

и

Редактор Т.Кугрьшева

Фиъ.2.

Составитель В.Козлов Техред М.Пароцай

Корректор О.Луговая

Заказ 779/56Тираж.730Подписное

ВНИШ1И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва , Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в энергетике для непрерьгоного контроля качества напряжения в трехфазных сетях трехпроводной линии. Цель изобретения - повьшение точности измерения и упрощение схемы устройства. Устройство содержит фильтры прямой 1 и обратной 2 последовательностей, элементы 3 и 4 распознавания О, триггеры 5 и 6, электронные ключи 7-9, генератор 10 опорной частоты, реверсивный счетчик 11, триггер 12 реверса, блок 13 сравнения, логический элемент (ЛЭ) ИЛИ 14, многовходо- вый ЛЭ ИЛИ-НЕ 15, аналого-цифровой преобразователь 16, регистр 17, клеммы 18-20 для подключения испытуемого напряжения. В устройство введены три электронных ключа, второй триггер, реверсивный счетчик, триггер реверса и блок сравнения, а также ЛЭ 14 и 15. 1 ил. с S5 (Л ND СО 4 Фиг.1