Устройство для измерения несимметрии в трехфазных электрических сетях Советский патент 1990 года по МПК G01R29/26 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения несимметрии в трехфазных электрических сетях, в частности для измерения коэффициента кратности увеличения потерь активной мощности в трехфазных сетях при несимметрии токов.

. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит входные датчики 1 - 3 тока, представляющие собой многообмоточные измерительные трансформаторы тока и служащие для измерения мгновенных значений токов в трехфазной сети. Датчики 1-3 тока соединены с входами фильтров симметричных составляющих токов обратной 4, прямой 5 и нулевой 6 последовательностей, соединенных с соответствующими входами блоков деления тока обратной 7 и нулевой 8 последовательностей на ток прямой, выходы которых подключены к входам квадраторов 9 и 10. Выход квадратора 9 подключается на один из входов сумматора 11 непосредственно, а выход квадратора 10 - на другой из входов сумматора 11 - через линейный усилитель 12. Выход сумматора 11 подключен к показывающему или самопишущему прибору 13, по показаниям которого судят о величине потери мощности.

Устройство позволяет реализовать функцию

00

jKp 1 + ef KfiK

i

(I)

де К - коэффициент увеличения

потерь мощности, показывающий во сколько раз потери активной мощности в сети при несимметричном режиме больше соответствующих потерь при эквивалентном симметричном режиме;

коэффициент несимметрии токов, равный отношению тока обратной последовательности к току прямой; Кц - коэффициент активного сопротивления, равный отношению активного сопротивления нулевой последовательности RO к активному сопротивлению прямой последовательности R,. Величина Кр для линии 0,33 кВ опеделяется по выражению

R

f(2)

где R и R

f активные сопротивления фазного и нулевого проводов; К - коэффициент неуравновешенности токов, равный отношению тока нулевой последовательности к току прямой.

Коэффициент увеличения потерь мощности Кр, представляющий собой кратность увеличения потерь мощности при несимметрии токов в сети, равен отношению потерь мощности при несимметричной нагрузке к потерям мощности при симметричном режиме, т.е.

К - А1- р UP.

, + llRi -I- loRo

,

1 +ej + ,

(3)

так как Iz/Ii fr o/I ( , и R , Ra.

В выражении (3) I,, I j, и IQ - то- .КИ прямой, обратной и нулевой последовательностей в сети; Rg активное сопротивление обратной последовательности сети.

Так как обычно измеряются об1ще потери в , то по известной величине Кр могут быть найдены потери при экви1залентном симметричном режиЬЬ ме ДР. --- и таким образом мо1 kp

жет быт| оценен ущерб от несимметрии

токов.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчиков 1 - 3 поступают на входные зажимы фильтров 4 - 6

симметричных составляющих, на выходах которых появляются сигналы,пропорциональные токам обратной, прямой и нулевой последовательностей, которые подаются на блоки 7 и 8 деления . Блок

7 деления реализует деление Тока обратной последовательности на ток прямой, а блок 8 - деление тока нулевой последовательности на ток прямой.Сигнал с блока 7, пропорциональной коэффициенту несимметрии токов j , через квадратор 9 поступает на первьм вход блока 11 суммирования, а сигнал с блока 8, пропорциональный коэффициенту неуравновешенности токов К; ,через

квадратор 10 подается на вход линейного усилителя 12, коэффициент усиления которого определяется отношением RQ/R,. Усиленный сигнал с блока 12 поступает на второй вход сумматора

11, в котором происходит сложение

сигналов и появляется сигнал, пропорциональный 1 +8i + , который подается на измерительньй прибор 13 (показывающий или самопишущий), по

показаниям которого судят о потере мощности.

Повьнаение точности измерения достигается за счет введения в устройство фильтров симметричных составляю1ДИХ и блоков деления токов обратной и нулевой последовательностей на ток прямой, что позволяет совместно с квадратирующими преобразователями реализовать точную функцию коэффициента увеличения потерь, описываемую выражением для К..

Расширение функциональных возможностей достигается за счет введения блоков, определяющих , , т.е.фильтра тока обратной последовательности, блока деления этого тока на ток прямой и квадратирующего преобразователя, что позволяет применять это устройство в сетях с несимметричны- ми нагрузками, включенными на линейное напряжение,, и трехфазных четырех- проводных сетях.

Кроме того, наличие фильтров токов симметричных составляющих исключает

51

влияние фазовой несимметрии токов на точность устройства. Фор м у ла изобретен и я

Устройство для измерения несимметрии в трехфазных электрических сетях,содержащее три входных датчика тока, установленных на каждой фазе, а также сумматор, первый блок деления и регистрирующий прибор,о т- личающееся тем, что, с целью увеличения точности и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены второй блок деления, два квадратора,линейный усилитель и три.фильтра соответственно прямой, обратной и нулевой последовательностей, первый, второй

4 . 6

и третий входы которых соединены соответственно с выходами первого,второго и третьего датчиков тока,причем выходы фильтров симметричных составляющих тока прямой и обратной последовательностей соединены с входом первого блока деления, выход которого соединен с первым квадратором,соединенным с первым входом сумматора, а выходы фильтров симметричных составляющих тока прямой и нулевой последовательностей соединен с входом второго блока деления, выход которого соединен с входом второго квадратора, соединенного через линейный усилитель с вторым входом сумматора, выход которого подсоединен к регистрирующему прибору.

Изобретение касается электроизмерений и предназначено для измерения коэффициента потерь мощности в трехфазных сетях с несимметричными нагрузками. Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерений, а также учесть влияние несимметричных нагрузок, включенных на линейное напряжение, что расширяет функциональные возможности прибора. Это обеспечивается тем, что устройство снабжено фильтрами токов прямой, обратной и нулевой последовательностей и блоками деления токов обратной и нулевой последовательностей на ток прямой, а также двумя квадраторами и линейным усилителем, что позволяет реализовать точную функцию коэффициента увеличения потерь мощности. 1 ил.