Устройство для измерения коэффициента несимметрии трехфазных энергетических систем Советский патент 1986 года по МПК G01R29/16 

Изобретение относится к электроизмерительной технике: и может быть использовано при создании измерительных преобразователей электрических сигналов устройств регулирог-ания и управления,

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия за счет получения квазинепрерывной информации о значении модуля обобщенного вектора трехфазной системы напряжений (токов в течение всего периода входного сигнала, а также расширение функциональных возможностей,заключающееся в зоз- можности измерения коэффициента не- симметрии при переходных режимах в многофазных системах.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема быстродействующего амплитудного выпрямите- ля; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит управляемые дискретизирующие ключи 1-1, , 1--3 (фиг,1), управляющие электроды кото- рых подсоединены к соответствующим выходам управляющего генератора 2, с суммирующий усилитель 3, вход которого соединен с выходами ключей I-, 1-2, 1-3, фильтр 4, быч:тродействую- щий аг плитудный вьшрямитель 5, раз-делительный конденсатор 6, пиковый детектор 7 и индикатор 8, соединенны последовательно.

Быстродействующий амплитудньш выпрямитель (фиг.2) содерж:ит соединеные последовательно компаратор 9, выполненный на операционном усилителе без обратной связи фазосдвигаю- щий блок 10, выполненный на операци- онном усилителе с фазосдвигающей цепочкой по неинвертирующему входу, ждущий мультивибратор f, Выход ждущего мультивибратора 11 соединен с управляющим электродом разрядного ключа 12, а вход компаратора 9 соединен с входным силовым выводом разрядного ключа 12, выход которого подсоединен к одной обкладке, запоминающего конденсатора 13 и входу уси- лителя 14 постоянного тока. Вторая . обкладка конденсатора 13 соединена

с общей шиной, (

Устройство работает следующим образом.

Трехфазная система напряжений (токов) ABC (фиг,За) подается на входы управляемых дискретизирующих

к..точей 1-1, 1-2, 1-3 (фиг, 1), управ- лен ие которь ми осуществляется управ- ляюпшм генератором 2 (фиг.1), на выходах которого вырабатываются последовательности импульсов с частотой - 5 кГц и скважностью 2. сдвинутые друг относительно друга по фазе на 2ТТ/3 (фиг.Зб-г).,

Трехфазная система напряжений (токов) с помощью ключей 1-1, , --3 (фиг.1) в соответствии с частотой управляющего генератора 2 поочередно подается на вход сумм ирующего усилителя 3, на выходе которого образуется суммарный сигнал ступенчато формы (фиг.Зд). В момент времени t (фиг.Зд) импульс управления фазы Л замыкает ключ фазы А, , пропуская ее на вход суммирующего усилителя, в этот момент ключ фазы С еще замкнут, и на выходе су1 1мирующего усилителя присутствует напряжение фазы С . В момент времени t размыкается ключ фазы С и на выходе суммирующего усилителя будет инвертированное напряжение фазы В, , В момент времени tj замыкается ключ фазы В , пропуска ее на вход усилителя, но в этот момент еще замкнут ключ фазы А и на выходе усилителя будет напряжение

фазы А , В момент времени t раздмьтается ключ фазы А и на выходе

усилителя будет инвертированное напряжение фазы С ..В момент времени tj замыкается ключ фазы С , но в этот момент еще замкнут ключ фазы В , и на выходе усилителя будет напряжение фазы В , в момент времени t, размыкается ключ фазы & и на выходе усилителя будет инвертированное напряжение фазы А, Таким образом, на выходе суммирующего усилителя получается высокочастотный суммарньш сигнал ступенчатой формы с чередованием ступеней соответственно чередованию фаз трухфазной системы С, Ъ АГ, С, В, А,,. , и т.д,

При несимметричном режиме устройство работает аналогичным образом, с той лишь разницей, что при дискретизации оборванной фазы на выходе суммирующего усилителя будет сигнал ступенчатой формы, в котором отсутствуют ступени j соответствующие оборванной фазе (фазам).

С выхода суммирующего усилителя 3 (фиг.1) сигнал поступает на вход селективного фильтра 4, настроенного

на частоту uJ, и выделяющего из ступенчатого сигнала первую гармони- ческую составляющую, амплитуда которой пропорциональна величине модуля обобщенного вектора (фиг.Зе).

Сигнал с выхода фильтра 4 поступает на вход компаратора 9 (фиг.2) и входной силовой вьшод разрядного ключа 12, Компаратор 9 формирует из высокочастотного синусоидального сигнала с выхода фильтра прямоуг.оль- ные импульсы, фронт которых образуется в момент перехода синусоидального сигнала через О (фиг.Зж). Эти импульсы подаются на фазосдвигающий блок 10, который сдвигает их на (фиг.Зз) таким образом, что задний фронт прямоугольных импульсов формируется в момент перехода синусоидального сигнала через максимум. Ждущий мультивибратор 11, на вход которого поступают прямоугольные импульсы с выхода фазосдвигающего блока 10, формирует короткие импульсы в момент спада фронта прямоугольных импульсов (фиг.Зи), совпадающие с максимумами синусоидального сигнала (фиг.Зе). Импульсы поступают на управляющий электрод разрядного ключа 12 (фиг.2) который, замыкаясь в эти моменты, пропускает на запоминающий конденсатор 13 амплитудное значение синусои- дального сигнала с выхода фильтра 4 (фиг.1). Конденсатор 13 (фиг.2) заряжается до напряжения, равного амплитудному значению напряжения синусоидального сигнала с выхода фильтра. Усилитель 14 постоянного тока служит для согласования схемы вьшрямителя с последующими элемен- тами. Таким образом, на выходе усилителя 3 имеется аналоговое напряжение (фиг.Зк ), пропорциональное

j

5 0 5 0 д

величине модуля обобщенного вектора и . Это напряжение подается на первую обкладку разделительного конденсатора 6 (фиг.1), со второй обкладки которого снимается переменная составляющая напряжения, пропорцио-. нального величине модуля обобщенного вектора (фиг.3л), являющаяся функ- дией коэффициента несимметрии исходной системы. Измеряя пиковые значения этого напряжения с помощью пикового детектора 7 (фиг.1) и индикатора 8 получают значение коэффициента несимметрии.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента несимметрии трехфазных энергетических систем, содержащее фильтр и соединенные последовательно разделительный, конденсатор, пиковьй детектор и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и быстродействия измерений, а также расширения функциональных возможностей устройства, в него введены быстродействуклций амплитудный вьтрямитель, вход которого соединен с выходом фильтра, а выход - с первой обкладкой разделительного конденсатора, три управляемых дис- кретизирующих ключа, суммирующий усилитель и управляющий генератор, причем выходы управляемых дискретизи рующих ключей соединены с входом суммирующего усилителя, выход которого подключен к входу фильтра, а выходы управляющего генератора соединены с соответствующими управляющими входами дискретизирующих ключей, входы которых соединены соответствеи- но с фазами объекта измерения.

вход

I.. .1,- , ..i -„-„,. ..1 L....,..

Ii I1 I/Л

II I 1

Ill LbrrrrJj

Изобретение может быть исполь- зовано при создании измерительных преобразователей электрических сигналов устройств регулирования и управления. Цель изобретения - повы- шение точности, быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит фильтр 4, разделительный конденса- тор 6, пиковый детектор 7 и индика-v тор 8. Введение управляемых дискрети- зирующих ключей 1-1, 1-2 и 1-3, управляющего генератора 2, суммирующего усилителя 3 и быстродействующего амплитудного выпрямителя 5 с образованием новых связей между элементами устройства позволяет получить квазинепрерьшную информацию о значении модуля обобщенного вектора трехфазной системы напряжений в течение всего периода входного сигнала и дает возможность измерить коэффициент несимметрии при переходных режимах в многофазных системах. 3 ил. § (П

n n n I n n n

n r-LI-l

r- r-ii- f-i. f-t r-i,r-L r

Л Л n

rwvwmjiiтпги

АЛАЛЛЛЛДдЛАЛАЛАААу 7 v v7 V J VV VV/ V/VV VV VV V

/Ч

VVvV/vx/V/V/Vv/Vv/Vv/ V/ / / V i

/vr

ЛЛЛЛШШШШИШТ/ШЛЛЛЛЛЛМЛГШ ДШЛДЯПЛЛЛЛЯЛПЯЯПЛЛЛЛПМПГ

JLJLJLJLJL

8 я В a i i « I .

Составитель Н.Михалев Редактор Н.Данкулич Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская

4818/45

Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4

/Ч

8 я В a i i « I .