Измерительный преобразователь симметричной составляющей трехфазной системы направлений Советский патент 1990 года по МПК H02H7/09 G01R29/16 

25

Изобретение относится к электро- ехнике и предназначено для испольования в системах защиты и автомаического регулирования режимов тяовой сети электрофицированных железных дорог 1

Цель изобретения - расширение30

ункциональных возможностей путем формирования на выходных выводах преобразователя выходного напряжения, пропорционального напряжению симметричной составляющей прямой последова- 35 тельноети чередования фаз трехфазной системы напряжений на входных выводах преобразователя.

На чертеже представлена схема пре- обр аз оват еля.40

Измерительный преобразователь симметричной составляющей трехфазной системы напряжений содержит три трансформатора 1, 2 и 3 напряжений, входные выводы 4, 5 и 6 преобразова- 45 теля для подключения к фазам и нулевой вывод 7 для подключения к нулевой точке контролируемой сети и два выходных вывода 8, 9 преобразователя

ДЛЯ ПОДКЛЮЧеНИЯ ВТОРИЧНОГО прибора.CQ

Первые выводы первичных обмоток трансформаторов 1, 2 и 3 напряжения соединены соответственно с первым 4, втЪ- рым 5 и третьим 6 входными выводами преобразователя, а вторые выводы пер- вичных обмоток - с нулевым выводом 7. Вторичные обмотки трансформаторов 1, 2 и 3 напряжения включены последовательно между выходными выводами

5

0

35

40

45

CQ

8 и 9 преобразователя, причем вторичные обмотки первого 1 и второго 2 трансформаторов напряжения включены согласно. В преобразователе имеются четвертый трансформатор 10 напряжения и фазовращатель 11. Вторичная обмотка третьего трансформатора 3 напряжения включена встречно вторичным обмоткам первого 1 и второго 2 трансформаторов напряжения. Фазовращатель 11 входом подключен между первым 4 и вторым 5 входными выводами преобразователя, а выходом - к первичной обмотке четвертого трансформатора 10 напряжения и выполнен с углом 90 эл.град. сдвига напряжения на выходе фазовращателя относительно напряжения на его входе.Вторичная обмотка четвертого трансформатора 10 напряжения включена согласно-последовательно вторичной обмотке третьего трансформатора 3 напряжения при режиме прямой последовательности (первый - второй - третий) чередования фаз симметричной трехфазной системы напряжений на первом, втором, третьем входных выводах преобразователя. Коэффициенты К1, К2, КЗ, К4 трансформации соответственно первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 10 трансформаторов напряжения, определяемые как отношения напряжений на вторичных обмотках трансформаторов к напряжениям на их первичных обмотках, и коэффициент КЗ передачи фазовращате51578788

ля, определяемый как отношение амплитуды выходного напряжения фазовращателя к амплитуде его входного напряжения, соответствуют соотношению

кз vc - (-1- - j )ул

л ,

J

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ И ПРЕДНАЗНАЧЕНО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМАХ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ ТЯГОВОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - РАСШИРЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПУТЕМ ФОРМИРОВАНИЯ НА ВЫХОДНЫХ ВЫВОДАХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЮ СИММЕТРИЧНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ПРЯМОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ НАПРЯЖЕНИЙ НА ВХОДНЫХ ВЫВОДАХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ. ПРИ НАЛИЧИИ НА ВХОДНЫХ ВЫВОДАХ 4, 5, 6 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ФАЗНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ V A, V B, V C в соответствии с соотношением K1 : K2 :K3 : K4 = 1 : 1 : 2 : √3/K5 коэффициентов K1, K2, K3, K4 трансформации первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 10 трансформаторов напряжения и коэффициента K5 передачи фазовращателя 11 на вторичной обмотке трансформатора 1 формируется напряжение (K3/2)V A, трансформатора 2 - напряжение (K3/2)V B, трансформатора 3 - напряжение K3 . V C, на выходе фазовращателя 11, выполненного с углом 90 эл. град. сдвига, - напряжение J . K5 (V A - V B), на вторичной обмотке четвертого трансформатора 10, первичной обмоткой подключенного к выходу фазовращателя 11, - напряжение J {(K3 . √3/2) }(V A - V B). В РЕЗУЛЬТАТЕ СУММИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ВТОРИЧНЫХ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ 1, 2, 3, 10 НА ВЫХОДНЫХ ВЫВОДАХ 8, 9 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ФОРМИРУЕТСЯ ВЫХОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ V 8,9, ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЮ V 1 СИММЕТРИЧНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ПРЯМОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ (ПЕРВЫЙ-ВТОРОЙ-ТРЕТИЙ) ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ НАПРЯЖЕНИЙ НА ПЕРВОМ 4, ВТОРОМ 5 И ТРЕТЬЕМ 6 ВХОДНЫХ ВЫВОДАХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ: V 8,9 = -(K3/2)V A - (K3/2)V B + K3 . V C + J {(K3 . √3)/2} (V A - V B) = K3[V C - {1/2 - J(√3/2)}V A - {1/2 + J(√3/2)}V B = K3(V C + AV A + A 2V B) = K3 . 3 . V 1 = K 8,9 V 1. 1 ИЛ.

К1

К2 : КЗ

К4

1:1:2:

У

К5

(О

а коэффициент КЗ трансформации третьего трансформатора 3 напряжения определяется как частное от деления заданного номинального напряжения между выходными выводами преобразователя на утроенное заданное номинальное фазное напряжение симметричной трехфазной системы напряжений на входных выводах 4, 5 и 6 преобразователя. К выходным выводам 8 и 9 преобразователя подключен вторичный прибор 12.

Преобразователь работает следующим образом.

При наличии на выводах 4-7 преобразователя трехфазной системы фазных напряжений УЛ, Va, Vc в соответствии с соотношением (1) на вторично обмотке трансформатора 1 формируется

КЗ

напряжение, равное -г- V., на вторичной обмотке трансформатора 2 КЗ

напряжение, равное -г- -V., на втоiLо „

ричной обмотке трансформатора 3 - напряжение, равное КЗ Vc.

На выходе фазовращателя 11, который выполнен с углом 90 эл.град. сдвига напряжения на выходе относительно напряжения на вход сформируется напряжение

JK5-(VA- Vfi),

а на вторичной обмотке трансформатора 10 - напряжение

- J Г- (V - v6).

На выходных выводах 8 и 9 преобразователя в результате суммирования напряжений вторичных обмоток трансформаторов 1,2, 3 и 10 формируется выходное напряжение V« , определяемое соотношением

КЗ

- V,

КЗ -j- V6

+ КЗ -Vc + j

4- - v-v-j

10

КЗ (Vc + aV + a2Ve ) КЗ 3 V.

(2)

где V - напряжение симметричной

составляющей прямой последовательности (первый-вто- рой-третий) чередования фаз трехфазной системы напряжений на первом, втором, третьем входных выводах преобразователя;

/ 1 . . 3 , .„

а(.т- + j -я--) - фазный оператор

поворота на 120 эл.град. Учитывая, что

V,

V-VjЈ/3.HO./H

3 ЗУ;. (з)

где Vg - заданное номинальное напряжение между выходными выводами 8,9 преобразователя;

V4. HOM

V 5. КОМ

V с. ном - заданное номинальное фазное напряжение входных выводов 4, 5 и 6 преобразователя, из выражения (2) имеем

V,5 , К V19(4)

V 4. «ОАЛ

где К . „ - коэффициент пропорциональности между выходным напряжением Vj3 преобразователя и напряжением Vf симметричной составляющей прямой последовательности на его входных выводах.

50 Фор мула и з обр ет ения

Измерительный преобразователь симметричной составляющей трехфазной .системы напряжений, содержащий три 55 трансформатора напряжения, входные выводы преобразователя для подключения к фазам и нулевой вывод для подключения к нулевой точке контролируемой сети и два выходных вывода

преобразователя для подключения вторичного прибора, причем первые выводы первичных обмоток трансформаторов напряжений соединены соответственно с первым, вторым и третьим входными выводами преобразователя, а вторые выводы первичных обмоток - с нулевым выводом, вторичные обмотки трансформаторов напряжения включены последо- вательно между выходными выводами преобразователя, причем вторичные обмотки первого и второго трансформаторов напряжения включены согласно, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования на выходных выводах преобразователя выходного напряжения, пропорционального напряжению симметричной состав- ляющей прямой последовательности чередования фаз трехфазной системы напряжений на входных выводах преобразователя, в него введены четвертый трансформатор напряжения и фазовра- щатель, вторичная обмотка третьего трансформатора напряжения включена встречно вторичным обмоткам первого и второго трансформаторов напряжения фазовращатель входом подключен меж- ду первым и вторым входными выводами преобразователя, а выходом - к первичной обмотке четвертого трансформатора напряжения и выполнен с углом 90 эл.град- сдвига напряже- ния на выходе фазовращателя относительно напряжения на его входе, вторичная обмотка четвертого трансформатора напряжения включена сог- ласно- последовательно вторичной обмотке третьего трансформатора напряжения при режиме прямой последовательности (первый-второй-третий) чередования фаз симметричной трехфазной системы напряжений на первом, втором, третьем входных выводах преобразователя, при этом коэффициенты К1, К2, КЗ, К4 трансформации соответственно первого, второго, третьего и четвертого трансформаторов напржения, определяемые как отношения напряжений на вторичных обмотках трансформаторов к напряжениям на их первичных обмотках, и коэффициент К5 передачи фазовращателя, определяемый как отношение амплитуды выходного напряжения фазовращателя к амплитуде его входного напряжения, соответствуют соотношению

К1 : К2

КЗ

К4

YJ 1.1.0. .Ј

- i.i.г. К5

а коэффициент КЗ трансформации третьего трансформатора напряжения определяется как частное от деления заданного номинального напряжения выходных выводов преобразователя на утроенное заданное номинальное фазное напряжение его входных выводов.