Фильтр симметричных составляющих напряжения трехфазной сети Советский патент 1989 года по МПК G01R29/16 

1

Изобретение относится к автоматизации электрических систем и может быть использовано в устройствах измерения несимметрйи, релейной защиты и автоматики.

Цель изобретения - увеличение точности определения симметричных составляющих при отклонениях частоты сети.

На фиг,1 изображена блок-схема фильтра напряжения прямой и обратной последовательности; на фиг,2 - векторные диаграммы напряжений при подаче на вход фильтра составляющих обратной последовательности$ на фиг.З - векторные диаграммы напряжений при подаче на вход фильтра составляющих прямой последовательности.

Фильтр симметричных составляющих (фиг,1) содержит первый сумматор 1, вычитатель 2, преобразователь 3 частоты в напряжение, управляемый интегратор 4 и второй сумматор 5,

Первьй вход первого сумматора 1 и первый вход вычитателя 2 соединены между собой, являются первым входом фильтра и подключены на линейное напряжение между третьей и второй фазами. Первый вход второго сумматора 5, являющийся вторым входом фильтра, подключен на линейное напряжение между ч-первой и третьей фазами. Второй вход второго сумматора 5, являющийся третьим входом фильтра, подключен на разность напряжений между первой и второй фазами.

Од 149

N3

00

Выход второго сумматора 5 соединен со входом управляемого интегратора 4, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя, частоты в напряжение 3, вход преобразователя подключен к фазам сети. Второй вход первого сумматора 1 и второй вход вычислителя 2 соединены между собой и с выходом управляемого интегратора 4. Выход первого сумматора 1 является первым выходом фильтра.

Все элементы фильтра выполнены известными способами с использованием операгщонньпх усилителей. Управляемый интегратор выполнен с использованием операционного усилителя, конденсатора в обратной связи, сопротивления на входе и аналогового перемножителя сигналовJ включенного последовательно с интегратором.

На входы фильтра напряжения подаются с входных промежуточных преобразователей ток-напряжение или напря- жение-напряжение, которые могут быть вьтолнены в виде трехфазных трансформаторов с соответствующим образом

соединенными обмотками.

Работа фильтра симметричных составляющих составляюпщх при использо- вании его в качестве фильтра напряжения обратной последовательности описывается следующим выражением

и е С 1/ШУ1В +Улс1е ° + Ьсо., 2 - 35

Работа фильтра при использовании его в качестве фильтра напряжения прямой последовательности описывается вьфажением

и

J0° JlA..l

cui -2

Линейн ое напряжение между первой и третьей фазами, а также разность напряжений между первой и второй фа- зами поступают на входы сумматора 5. С выхода сумматора 5 напряжение поступает на управляемый интегратор 4, который сдвигает его по фазе в сторону отставания на угол Ч - /Г/2. На управляющий вход управляемого интегратора 4 поступает пропорциональное частоте сети постоянное напряжение с выхода преобразователя 3 частоты в напряжение. Элементы преобразо- вателя 3 частоты в напряжение .и упр равляемого интегратора 4 должны быть подобраны таким образом, чтобы на выходе управляемого интегратора при ною

15 0

25

0

5

0

5 Q 5

минальной частоте сети формировалось напряжение, равное по модулю линейному напряжению сети. Это напряжение поступает на второй вход сумматора 1, который суммирует данный сигнал с линейным напряжением между третьей и второй фазами, поступающим на первый вход сумматора 1. В результате на выходе сумматора 1 формируется напряжение обратной последовательности. Напряжение с выхода управляемого интегратора поступает также на второй вход вычит теля 2, на выходе которого формируется напряжение прямой последовательности.

Пусть на вход фильтра симетричных составляющих поступают лишь напряжег ния обратной последовательности (фиг.2). При номинальной частоте напряжения, поступающие на входы сумматора 1, изображенные на фиг.2 соот- вет ;твенно векторами Ucft и X е ,.оказьшаются равными по модулю и совпадающими по фазе. Выходное напряжение сумматора 1 получается суммированием этих напряжений

Йвьи/ Uc6 +0(- и. на выходы вычи тателя 2 поступают те же напряжения UCB и с( . Вы- хбдное напряжение вычитателя 2 определится разностью этих напряжений.

иьыкг с/ и. - UCB О При подаче на вход фильтра симметричных составляющих прямой последовательности (фиг.З) напряжения, поступающие на входы сумматора 1 и вычи- тадгеля 2, оказывают ся равными по модулю и противоположны по фазе. Поэтому на выхдде сумматора 1 имеем напряжение, равное нулю, а на выходе вычитателя 2 - напряжение, равное удвоенному напряжению сети.

Управляемьш интегратор имеет передаточную функцию вида

W(P) К(0)/Р,

где К(ц) й{-О - коэффициент преоб- 1эазования частоты в напряжение; с/- некоторый коэффициент пропорциональности.

В соответствии с данной передаточной функцией амплитудная характеристика имеет вид

А(0) K(tO)/Lj о((/а:) of,

а фазовая характеристика имеет вид If (оЗ) -f/2.

Т.е. амплитуда и фазовый сдвиг не зависят от частоты.

Таким образом, схема фильтра симметричных составляющих позволяет получать одновременно на выходах напряжения прямой и обратной последовательности, величина которых не зависит от частоты рети.

Формула изобретения

Фильтр симметричных составляюпщх напряжения трехфазной сети, содержащий первый и второй сумматоры, вычи- татель и интегратор, причем первые входы первого сумматора .и вычитателя подключены на линейное напряжение

между третьей и второй фазами, первый вход второго сумматора подключен на линейное напряжение между первой и третьей фазами, второй вход - на разность напряжений между первой и второй фазами, а его выход соединен с входом интегратора, выход которого соединен с вторыми входами вычитате- ля и первого сумматора, выходы которых являются выходами фильтра, о т - ,. личающийся тем, что, с целью увеличения точности при изменении частоты сети, он дополнительно содержит преобразователь частоты в на,

пряжение, а интегратор выполнен управляемым, причем вход преобразователя частоты в напряжение подключен к фазам сети, а его выход соединен с уп- равляющим входом интегратора.

Изобретение относится к автоматизации электрических ,.систем и может быть использовано в устройствах измерения несимметрии, релейной sauoiTbi и автоматики. Цель изобретения - увеличение, точности определения CHNrMeT- ричных составляющих при отклонениях частоты сети - достигается благодаря введению преобразователя частоты в напряжение, вькод которого соединен с управляемым интегратором. Фильтр также содержит два сумматора и вычи- татель и позволяет одновременно измерять составляющие прямой и обратной последовательностей напряжения . в трехфазной сети. Погрешность устройства при отклонении частоты принципиально отсутствует и определяется только качеством вьтолнения отдельных элементов, 3 ил. (Л

зсг

Фиг.

UCBс

Фив.

А.Долиннч

УГЗ

Фиг.З

Составитель В.Куча Техред М.Дидык

Корректор В. Гиряяк Подписное

Заказ 668/42тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

(JjB - и AC u

/IB

ОС- ur-e- l

Корректор В. Гиряяк Подписное

ткрытиям при ГКНТ С д. 4/5