Способ определения разности фаз двух напряжений Советский патент 1991 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к технике электрических измерений и предназначено для определения разности фаз двух напряжений, когда одно из этих напряжений принадлежит трехфазной симметричной системе.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг.1 изображены векторные диаграммы напряжений для положительной (а) и отрицательной (б) разностей фаз; на фиг.2 - упрощенная структурная схема устройства для осуществления способа определения разности фаз напряжений двух трехфазных синхронных генераторов.

Устройство содержит преобразователи 1 и 2 (измерительные) действующих значений переменного напряжения, которые подключены к фазам а и b трансформаторов 3 и 4 напряжения соответственно первого и второго трехфазных генераторов, делитель, образованный резисторами 5 и 6 с равными сопротивлениями, подключенный к фазам а и b трансформатора 3 первого трехфазного генератора, преобразователь 7 (измерительный) действующего значения переменного напряжения, включенный на разность мгновенных значений половины первого и второго контролируемых напряжений, преобразователь 8 (измерительный) действующего значения переменного напряжения, который включен на сумму мгновенных значений второго контролируемого напряжения и напряжения, отстающего от первого контролируемого напряжения, решающий блок 9, соединенный с выходами всех преобразователей 1,2.7 и 8.

Переменное напряжение первого трехфазного генератора Ui с вторичной обмотки трансформатора 3 подается на входы преобразователя 1 и делителя, образованного резисторами 5 и 6, на выходе которого получается напряжение, равное половине входного напряжения Ui. Напряжение второго трехфазного генератора U2 с вторичной обмотки трансформатора 4 подается на вход преобразователя 2. На вход преобразователя 7 подается разность мгновенных значений половины напряжения первого трехфазного генератора и измеряемого напряжения второго трехфазного генератора U12, а на вход преобразователя 8 - сумма

Ё

0

ю

00

о о о

мгновенных значений U23 контролируемого напряжения второго трехфазного генератора и напряжения первого трехфазного генератора, отстающего от контролируемого напряжения.

Выходные сигналы преобразователей 7 и 8, представляющие в некотором масштабе действующие значения измеряемых напряжений, подаются на вход блока 9.

Блок 9 по значениям поступающих на его вход сигналов производит вычисление разности фаз в соответствии с формулой

(0,75ltf U + 0.25ltf-Ui2

х arccos

UiU2

где Ui, Uz - действующие значения измерительных напряжений соответственно пер- вого и второго трехфазных генераторов;

U12-действующее значение разности мгновенных значений половины измеряемого напряжения первого трехфазного генератора и напряжения второго трехфаз- ного генератора,

U23 - действующее значение суммы мгновенных значений напряжения первого трехфазного генератора, отстающего от его измеряемого, и измеряемого напряжения второго трехфазного генератора.

Формула (1) является результатом решения двух треугольников (фиг.1); первого, образованного векторами напряжений Ui/2 и Ua и вектором разности их мгновен- ных значений Uia и второго, образованного векторами напряжений Oia, U23 и Оз. Стороны указанных треугольников равны длинам соответствующих векторов и представляют собой действующие значения напряжения

Ul/2. 1)2, U12, U23HU3.

В результате решения первого треугольника, стороны которого являются действующими значениями напряжений Ui/2, LJ2 и Ui2, определяют модуль разности фаз

ld| arccos -

1$ + 0,

UiU2 (0 Idi л:).

Из второго треугольника, стороны которого являются действующими значениями напряжений Ui2, U23 и Уз, определяют знак разности фаз. Если угол а изменяется в диапазоне тг/2 , то разность фаз д считают положительной (фиг.1а). Если угол « находится в диапазоне лУ2 а я. то разность фаз 5 принимается отрицательной (фиг. 16). С учетом этого знак разности фаз совпадает со знаком cos a.:

sign д- sign (cos a).(3)

Из треугольника, образованного векторами напряжений Ui2. U23 и Уз, следует

cos а

Я + - иЗз

2Ui2U3

(4)

0

5

0

5

о

5 JQ

5

0

5

Учитывая, что 2Ui2 Уз 0 и Уз 0,75 Ui2, получают выражения для определения знака разности фаз

slgn(0,). (5) Таким образом, формула (1) получена с учетом формул (2) и (5).

К непосредственно используемым параметрам для определения фазности фаз по формуле (1) относятся действующие значения контролируемых напряжений Ui и U2, одно из которых принадлежит трехфазной симметричной системе, действующее значение разности мгновенных значений половины измеряемого напряжения трехфазной системы и напряжения, не принадлежащего ей (U12), и действующее значение суммы мгновенных значений напряжения трехфазной системы, отстающей от ее измеряемого, и напряжения, не принадлежащего трехфазной системе (У2з), которые измеряются с помощью устройств, реагирующих на действующие значения.

Формула изобретения Способ определения разности фаз двух напряжений, заключающийся в том, что измеряют действующие значения этих напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, когда одно из измеряемых напряжений - трехфазной системы, а другое - двухфазной, дополнительно выделяют половину мгновенного значения измеряемого напряжения трехфазной системы, измеряют действующее значение разности мгновенных значений полученного напряжения и напряжения двухфазной системы, измеряют действующее значение суммы мгновенных значений напряжения двухфазной системы и напряжения трехфазной системы, отстающего по фазе от измеряемого напряжения трехфазной системы, и определяют разность фаз д по Формуле

(0,75ltf +U 2-U§3 x 1)2 + 0,25ltf - ltf2

х arccos

UiU2

системы и напряжения двухфазной системы:

U23 действующее значение суммы мгновенных значений напряжения двухфазU12 - действующее значение разно- 5 ной системы и напряжения трехфазной

н-системы, отстающего по фазе от змеряемого напряжения трехфазной системы.

где Ui, Da - действующие значения измеряемого напряжения двухфазной и трехфазной систем соответственно;

сти мгновенных значений половины измеряемого напряжения трехфазной

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для определения разности фаз двух напряжений, когда одно из этих напряжений принадлежит трехфазной симметричной системе. Для упрощения реализации способа и повышения достоверности определения знака разности фаз последнюю определяют пс Формуле приведенной в описании изобретения 2 ил.

%

п /

U,

Х / |

I

«4 |

I

Фиг.2