Измеритель несимметрии трехфазной сети Советский патент 1980 года по МПК G01R29/16 

1

Изобретение от 1осится к области контроля качества электроэнергии трехфазных систем переменного тока.

Известно устройство для измере- , НИН нес1кметрии режима многофазной сети 1, содержащее трансформатор, многофазный выпрямитель, частотно-избирательный фильтр и индикатор составляющей напряжения прямой последова- Q тельности. При несинусоидальном входном сигнале в выпрямленном напряжении присутствуют высшие гармоники, которые приводят к возрастанию погрешности измерения.. Известно устройство, позволяющее - измерить коэффициент несимметрии 2, реализующее корреляционный способ обработки сигналов. Однако, поскольку в -качестве базисной функции при этом „ идлользуется сигнал прямоугольной формы, в таком устройстве не устраняется методич.еская погрешность, вносимая высшими гармониками в исследуемую трехфазную систему напряжений. j Кроме того, это устройство сло;:шо в реализации и имеет невысокое быстродействие.

. Известен измеритель аргумента обратной последовательности трех.фазной системы напряжений 3, содержащий измерительный трехфазный, трансформатор, переключатель фаз, выпрямители, конденсаторы, логометр.

Это устройство не позволяет измерять амплитуды симметричных составляющих и несимметрию напряжений.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей посредством измерения амплитуд симметричных со- . ставляющих и коэффициента несимметрии.

Цель достигается тем, что в измеритель несимметрии трехфазной сети, содержащий измерительный трехфазный трехстержневой трансформатор, два конденсатора и логометр, введены два су.мматора, два фазовращателя на 90° и два фильтра основной гармоники. Причем вторичная обмотка первого стержня снабжена числом витков, соответствующим напряжению его первичной обмотки, а каждая из двух вторичных обмоток второго и третьего стержней снабжена количеством витков, соответствующим /375 и 1/2 напряжения первичных обКоток этих стержней, которые -соединены так, что образуют две цепи, первая из которых состоит из соединенных последовательно и соглас но обмотки первого стержня и обмоток второго и третьего стержнейi имеющих число витков, соответствующее напряжения первичных обмоток, а вторая цепь состоит из соединенных последовательно и встречно обмоток вто jporo и третьего стержней, имеющих число витков, соответствующее 1/2 на пряжения первичных обмоток этих сте:р ней. При этом первая цепь подключена к первым входам обоих сумматоров, а вторая цепь подключена к входам обо их фазовращателей, выходы которых подключены к вторым входам сумматоров, их выходы через фильтры основной гармоники и конденсаторы подклю чены к входам логометра. В основу работы измерителя несим метрии трехфазной сети при измерени прямой (и) и обратной (U) последовательностей напряжений положен следующий принцип. Записывают ком-плексы напряжений прямой и обратной последовательностей, О, - и + ( +rf., (1)и, ид + , +dU , (2) где dL е - оператор поворота угл сС f 120° . Преобразовав выражения (1) и (2), п лучают ,0 йд Llg созМЧ- jug sinf Uj-cob f - и-з1п 1:ид + cosf (Ug, U) Js ,(3) и UfttUgC9S f - jU siti;f - U-cos fiI) 0 и + cosf ( ) - jsinf {Oe - U) Обозначают V- cosf(Ug (5) W (0g - U)(6) Подставив выражения (5) и (6) в ура нения (3) и С), получают и V +JW; V - -JW Мгновенные значения u(t) U(t) + iw(t+|); u. (t) и (t) + u (t - J ) , где .... vc-t) )cos4 g it)- J.U); ou(t) sin4 Ugl-t -u W Таким рбразом, напряжения прямой и обратной последовательностей могу быть получены путем суммирования ис ходной трехфазной системы напряжени с определенными весовыщи коэффициентами. На чертеже представлена схема из мерителя несимметрии трехфазной сет В исходном состоянии .напряжения и , . и„ , Uj, поступают на трехстержне вой измерительный трансформатор 1. Он имеет первичную трехфазную обмот ку и пять вторичных обмоток. Одна вторичная обмотка, расположенная на первом стержне, обеспечивает коэффициент трансформации равным единице. На втором и третьем стержнях трансформатора расположены по две обмотки. Напряжение на выходе одной из обмоток второго и третьего стержней равно половине, а напряжение н.а выходе дру гой из обмоток второго и третьего стержней - W3/2 первичного напряжения соответствующей фазы (и или и), Вторичная обмотка первого стержня соединена последовательно-согласно с обмотками второго и третьего стержней, обеспечивающими V3/2 первичногонапряжения. Последовательно-встречно включены обмотки второго и третьего стержней, обеспечивающие 1/2 первичного напряжения. К зажимам соединенных последовательно трех вторичных обмоток трансформатора подключены первые, входы сумматоров 2 и 3. Вторые входы.сумматоров через фазовращатели на 90° 4 и 5 связаны с зажимами соединенных последовательно двух вторичных обмоток трансформатора. Выходы сумматоров подключены через фильтры основной гармоники 6 и 7 к конденсаторам 8 и 9, которые соединены с соответствующими входами логометра ,10. Принцип действия устройства.следующий . .Исследуемая трехфазная система напряжений U. , U , и подается на первичные обмотки измерительного трансформа.тора 1. На зажимах последовательного соединения трех обмоток образуется суммарное напряжение V(t) U V3/2 (U f} На выходе последовательного соединения двух обмоток Формируется разностное напряжение w(t) (ug - и) . Напряжение поступает на первые входы сумматоров 2 и 3, а напряжение 4J(t) - на фазовращатели 4 и 5, осуществляющие фазовый сдвиг напряжения u){t) соответственно на +90 на -90°. Напряжения ио (t -J иш( t-f) с выходов фазовращателей поступают на вторые входы сумматоров соответственно. На выходе сумматора 2 образуется напряжение и (t) v (t)-t-u t +J) , a Ha выходе сумматора 3 - напряжение i(t) v(t)+-to(t --J)- Напряжения u (t) и U (t) поступают на фильтры б и 7, выделяющие основную гармонику напряжений К., (t) и. U(t). Напряжения, с выходов фильтров поступают на конденсаторы 8 и 9, включенные на входах логометра 10. Показания логометра пропорциональны отношению действующих значений напряжений обратной и прямой последовательностей, т.-е. коэффициенту цесимметрии. Напряжения на выходах фильтров, очевидно, являются напряжениями прямой и обратной последовательностей. Их действующие