Устройство для измерения параметров качества электрической энергии в трехфазных сетях Советский патент 1979 года по МПК G01R19/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЯХ 366 На чертеже приведена схема, где изображена трехфазная система измеря емых напряжений 1, 2, 3 (0-нулевоЙ привод); обмотки неподвижных: катушек 4, 5, 6 приборов электродинамической системы; полуобмотки подвижных катушек 7, 8, 9 приборов электро ринамической системы; добавочные сопротивления 10, обмотки подвижных t неподвижных катушек приборов; регулируемый эталонный генератор 11, выходные напряжения 12, 13, 14 выходы генератора 11; регулятор 15 фазовых сдвигов генератора 11; стрелка 16 указателя регулятора 15; выключатели 17, 18, 19 эталонных напряжеИий отдельных фаз генератора 11; шкальны указатель 20 результатов измерений. Напряжения отдельных фаз трехфазной питающей сети напряжений 1, 2, 3 поосновной частоте могут быть предс айлены через симметричные составляю 1ие следующим образом U,(u,t.(a3t.jf) u - omS H-j b nlsi(t iS- f .C3.-.(a.t.i.f) 3-- m K :jo)tlfV siH(a,.)v : uj;sin(u,t.)- . где Uil, О, trl- амплитуды составляюадйх йулевой, прямой.и обратной последовательност соответственно по основной частоте А - частота-сети; ja фазовые углы составляющих нулевой прямой и .обратной последойатеяьност по основной часто те. С помощью эталонного генератора 11 формируется трехфазная система симметричн ых напряжений, например, с частотой сети. Пусть порядок чередо вания фаз для этих напряжений выбран обратным I. ) 1Й2гЦг,) tA ll( напряжения на здесь (2),Ui,(;2v4l4(2l выходе 12,13,1 генератора 11 образующие обратный порядок чередования фаз; амплитуда напряжений генератора 11; о - угол регулирования фазы напряжений генератора с помощью регулятора 15. Напряжения (i) подаютсй на обмотки неподвижннх 4, 5, 6 а напряжения (2) - на обмотки подвижных 7,. 8, 9 катушек приборов электродинамической системы. В обмотках возникают токи, вызывающие магнитные поля, в результате взаимодействия которых в каждом измерительном элементе возникает врапающий момент. Известно, что по причине инерционности подвижная часть приборов не успевает за мгновенными значениями момента иреагирует на среднее значение его. На общей оси трех приборов моменты суммируются. Результирующий средний момент . , ): Здесь К - коэффициент, зависящий от активных сопротивлений об-; моток неподвижных и под. вижных катушек; Мцр - взаимная индуктивность между неподвижной и подвижной катушками; сС - угол поворота подвижной .ка рушки. При cf - If 2 средний момент оказывается пропорциональным амплитуде составляющей обратной последовательности ultl по основной частоте, а угол регулирования cf, изменяемый регулято ром 15 и отмечаемый стрелкой 16, при максимальном отклонении шкального указателя 20, отсчитывающего в маоитабе L3 амплитуду irt .° . 2 .i4 арО порционален фазовому углу этой последовательности Tf Анализ показывает, что, приняв в (2) нулевой (фазовые углы -:г- - в выражениях отсутствуют) или прямой 2Й (фазовые углы -тменяются местами) порядок чередования фаз, получим выражения для среднего момента на оси прибора, аналогичные (3), в которых вместо () будут члены cos((f) и Uf;;cos (-cf) соответственно. Для выполнения указанных изменений порядка чередования фаз регулируемый эталонный генератор 11 выполнен в виде п ереключаемого по порядку чередования фаз генератора трехфазного симметричного напряжения. Высшие гармоники в трехфазных сетях также образуют в общем случае не

cи iиeтpичныe системы напряжений или токов и могут быть записаны аналогично выражению (1), в котором частота сети умножается в целое число фаз. Для измерения симметричных составляющих высших гармоник и их фазовых углов частоту генератора .11 изменяют и делают равной частоте выделяемой гармоники. Соответственно изменяются и выражения (2).

Производя преобразования, подобные описанным выше, получим выражения, аналогичные (3), в которых вместо амплитуд и. фаз симметричных составляющих по основной частоте, будут стоять эти величины для высших гармоник.

Таким образом, данное устройство аналогично прототипу позволяет производить разложения несимметричных напряжений трехфазной сети на симметричные составлякнтще по. основной частоте и. высшим гармоникам.

.При этом точность измерения {товышается за счет исключения влияния на результат измерения колебания частоты сети, что следует, например, из выражения (3), где постоянная составляющая от частоты не зависит. Для зтбго предусматривается синхронизация сетью генератора 11.

Причем функции выделения симметричных составляюмих и их измерения совмещены в одном узле. При измег ений на высших гармониках требуется частотная .перестройка лишь генератора 11

Кроме того, возможности йастоявдего изобретения шире, т.к. устройство

Позволяет измерять не только ампли-туды, но и фазы симметричных составляющих.

Формула изобретения

1, Устройство для измерения пара- . метров качества электрической энергии в трёхфазных сетях, содержащее прибор электродинамической системы, к обмотке подвижной катушки которого подключен выход регулируемого эталонного ген ератора синусоидального напря0жения, отличающееся тем, что, с целью повы11ения точности иэ-. мараний, введены два идентичных указанному, прибора электродинамической скстемы, имеющих ось со шкальным ука5зателем, причем обмотки неподвижных катушек приборов электродинамической системы подключеньз к фазным проводам измеряемой сети.

2f Устройство для измерения пара0метров качества электрической энергии в трехфазных сетях по п.1, о тлишающееся тем, что регулируемый эталонный генератор выполнен в виде переключаемого по порядку чередования фаз генератора трехфазного

5 симметричного напряжения.

Источники информации, принятые во внй1манйе при экспертизе

1. Воронов Р.А., Куровская Л.Я. Измерения сйьаметричных составляювих гармоник несимметричных напряжений. Научные труда Омского института инженеров железнодорожного транспорта, 1973, с. 147.