Датчик несимметрии напряжений трехфазного источника Советский патент 1986 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к датчикам несимметрии напряжений в системах электроснабжения, и нредназначено для иснользования в установках автоматического симметрирования напряжений трехфазных источников.

Цель изобретения - упрощение устройства путем исключения фазорегулирующих блоков за счет оснащения измерительных трансформаторов дополнительными вторичными обмотками.

На фиг. 1 приве:дена схема датчика несимметрии напряжений трехфазного источника; на фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений трехфазного источника.

Датчик несимметрии напряжений содержит измерительные трансформаторы 1-3, подключенные к фазам 4-6 источника. Основные вторичные обмотки 7-9 трансформаторов, каждая из которых имеет w число витков, выполнены с выводом средних точек (общая точка 10 схемы) и подключены к входам выпрямителей 11 -13. В каждый канал датчика включен один из выпрямителей 14 -16, причем вход каждого из них подключен к крайним выводам соединенных последовательно согласно и имеющих различное число витков вторичных обмоток трансформаторов соседних каналов датчика: обмоткам 17-19 с 2/л/Зш числом витков и обмоткам 20-22 с числом витков каждая. Параллельно входу каждого дополнительного выпрямителя подключена цепь из двух последовательно включенных резисторов 23 и 24, 25 и 26, 27 и 28. Общие точки каждой пары указанных резисторов соединены с общей точкой схемы. К. выходным разноименным клеммам основного и дополнительного выпрямителей в каждом канале датчика при помощи резисторов 29-34 подсоединены потенциометры 35-37, движки 38-40 которых являются выходами датчика.

Устройство работает следующим образом.

Анализ векторной диаграммы (фиг. 2) показывает, что обеспечение равенства модулей всех трех линейных напряжений является не единственным средством достижения симметрии напряжений в трехфазном источнике. Так, например, симметрия напряжений источника также будет достигнута, если обеспечить выполнение следующих равенств в трехфазной системе напряжений: BY Л/3/2ЛВ; AX JЗ/2CA Сг ф/2ВС. При этом следует отметить, что указанный контроль за несимметрией источника позволяет снизить переменные составляющие напряжений в выходных сигналах датчика. Это положительное свойство обусловлено меньшими фазовыми сдвигами в выбранных для попарного сравнения напряжениях. Необходимые вспомогательные напряжения получаются в результате суммирования соответствующим образом трансформированных линейных напряжений источника. Так, например, вспомогательное напряжение UBY, сравниваемое с линейным напряжением , получается в результате суммирования напряжений UBC и, UCA, соответствующим образом трансформированных. На фиг. 2 проиллюстрировано формирование вспомогательного напряжения UBY В соответствии с выражением Ui y Ui c+ /2UcA.

Очевидно, что в данном случае переменная составляющая в выходных сигналах датчика снижается вдвое по сравнению со случаем попарного сравнения линейных напряжений источника. Для обеспечения в симметричном режиме равенства по модулю попарно сравниваемых напряжений в предлагаемом техническом решении соотношение чисел витков обмоток трансформаторов, с которых осуществляется съем указанных напряжений, должно быть следующим. Если обозначить число витков вторичной обмотки, с которой снимается линейное напряжение для попарного сравнения со вспомогательным напряжением w, а числа витков вторичных обмоток соответствующих трансформаторов, с которых снимаются линейные

напряжения для образования вспомогательного напряжения - w и wy, то связь между W, w и Ш2 должна иметь вид

)l- -w -W W2Таким образом, на первичные обмотки

трансформаторов 1-3 в симметричном режиме работы источника поступают напряжения, равные по амплитуде и сдвинутые по фазе друг относительно друга на 60°. Сигналы, пропорциональные контролируемым линейным напряжениям источника, снимаются

с вторичных обмоток 7-9. Каждый из этих сигналов попарно сравнивается с одним из вспомогательных напряжений, получаемых в результате суммирования соответствующим образом трансформированных линейных напряжений, формируемых на вторичных обмот

ках 17-19 и 20-22. Выполнение вторичных обмоток 7-9 с w числом витков, обмоток 17-19 с числом витков, а обмоток 20-22 с числом витков каждая обеспечивает в симметричном режиме работы источника равенство попарно сравниваемых напряжений по модулю и снижение фазовых сдвигов между ними до 30°. Напряжения, снимаемые с обмоток 7-9 и с крайних выводов последовательно соединенных обмоток 18 и 22, 19 и 20, 17 и 21, выпрямляются при помощи выпрямителей 11 - 13 и 14-16 и подаются при помощи ограничительных резисторов 29-34 на потенциометры 35-37 таким образом, что на каждый из потенциометров поступают разнополярные выпрямленные напряжения. Выходные сигналы датчика снимаются с движков 38-40 потенциометров. При этом за счет снижения фазовых сдвигов между сравниваемыми напряжениями снижаются переменные составляющие в выходных сигналах датчика. Введение трех дополнительных резисторов, выполняемых с выводом средней точки и подключенных параллельно входам дополнительных выпрямителей, необходимо для получения общей точки датчика, по отнощению к которой производится съем выходных сигналов.

Формула изобретения

Датчик несимметрии напряжений трехфазного источника с числом каналов, равным числу его фаз, содержащий в каждом канале измерительный трансформатор, выпрямитель, подключенный к выполненной с средним выводом, подключенным к общей щине, вторичной обмотке измерительного трансформатора, потенциометр, к выводам которого подключены соответственно первый и второй резисторы, причем второй вывод первого резистора подключен к выходу выпрямителя, а движок потенциометра является выходом датчика, отличающийся тем.

что, с целью упрощения, в каждый канал введены дополнительные выпрямитель и два резистора, а каждый измерительный трансформатор снабжен двумя дополнительными вторичными обмотками с числом витков tt)i и с), которые связаны с числом витков о) основной вторичной обмотки зависимостью W2 ц2 cjWjj-uJj, причем дополнительные вторичные обмотки разных измерительных трансформаторов, имеющие различное число витков, попарно соединены последовательно согласно, причем крайние выводы последовательно соединенных дополнительных обмоток в каждом канале подключены соответственно к входам дополнительных выпрямителей и первым выводам дополнительных резисторов, другие выводы которых подключены к общей щине, при этом выход дополнительного выпрямителя подключен к второму выводу второго резистора, выходы основного и дополните тьного выпрямителей в каждом канале берутся разнополярными, а первичные обмотки измерительных трансформаторов подключены к клеммам источника трехфазного напряжения непосредственно.