Фильтр симметричных составляющих Советский патент 1982 года по МПК G01R29/16 

(54) ФИЛЬТР СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЩИХ

1

Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для измерения напряжений и токов прямой и обратной последовательностей в трехфазных электри-. ческих сетях.

Известен фильтр симметричных составляющих, содержащий активно-емкостные, активно-индуктивные или активно-индуктивно-емкостные плечи 1.

Недостатком указанного фильтра является погрешность, обусловленная частотой, температурной и временной зависимостями актансов и реактансов плеч фильтра.

Известен также фильтр симметричных составляющих с частичной компенсацией частотной погрешности,состоящий из плеч, в состав которых входят два последовательно соединенных активно-индуктивных (активно-емкостных) полуплеча, одно из которых зашунтировано емкостью (индуктивностью) 2.

Недостатками такого фильтра являются неполная компенсация частотной погрешности и возрастание последней при отклонении частоты от номинального значения, что обусловлено различным характером зависимости емкостных и индуктивных сопротивлений

от частоты, сложность подбора параметров фильтра для получения минимальной частотной погрешности, а также погрешности, обусловленные температурными и временными зависимостями актансов и реактансов плеч фильтров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фильтр симметричных составляющих, в кото10ром исключена частотная погрешность, состоящий из актансов, реактансов, усилителей, преобразователя частоты в напряжение и трансформаторов,вторичные обмотки которых включены в ак15тивные полуплечи фильтра, а первичные обмотки соединены с выходами усилителей, сигнальные входы которых подключены к актансам полуплеч фильтра, а управляющие входы соединены с вы20ходом преобразователя частоты в напряжение. вход которого соединен с фазой сети 3 .

Недостатками известного фильтра являются временная и температурная

25 погрешности, обусловленные зависимостями актансов и реактансов плеч фильтра от температуры и времени.

Цель изобретения - повышение точ«ности определения симметричных сос30тавляющих. Поставленная цель достигается те что в фильтр, плечи которого содержат последовательно подключенные ак тансы, реактансы и трансформаторы, введены два блока илчитания и два фазоздвигателя, причем входы.фазосдвигателей подключены к актансам плеч фильтра,а их выходы - к первым входам блоков вычитания , вторые вхо ды которых подключены к реактансам плеч фильтра/ а их выходы подключены к первичным обмоткам трансфоряиато-v ров,вторичные обмотки которых включены последовательно реактансам пле фильтра. На фиг. 1 изображена блок-схема фильтра сикянетричных составляющих; на фиг. 2 - векторная диаграмма напряжений. Фильтр состоит из активных сопротивлений R - , причем R RQ 5R реактивных сопротивлений 1, трансформаторов Тр. 1 и Тр. 2, блоков вычитания 2 и фазосдвигателей 3,входы которых подключены к актансам Rj и R фильтра, а выходы подключены к первым входам блоков вычитания ., вторые входы которых подключены к реактансам 1 плеч фильтра, а выходы подключены к первичным обмоткам тран сформаторов Тр 1 и Тр 2, вторичные обмотки которых включены последовательно реактансам плеч фильтра. Напряжение на выходных зажимах фильтра Ux-a равно сумме падений напряжений на участках плеч фильтра и UB-J: Uxvi tXB + BN(1) Выразим напряжение У кг Вз рез линейные -напряженияидй и Uftc и углы прямоугольных треугольников 1ФИГ.2) , образованных линейными напрЯ хениями UAB и Uftc и падениями напря жений на актансах и реактансах соответствующих плеч фильтра: Г ; /V тPг A6Siпч;e J+10дgCOs ,(2) я.Од -осзц Е- а. где j - - углы при вершинах прямо угольных треугольников, образованных линейными напряжениями и пгщениями напряжений на актансах и реактансах фильтра. Тогда выходное напряжение фильтра равно; jxrO,JS..iOдgC05V,e Чug cosV й.U) Выразим углы Ч - , через падения напряжений на актансах и реактансах плеч фильтра: и,.,( 4| sQrctQf O.OR Varcicr . Дт) Jтp,Jx е UTP и UTPQ - выходные напряжения трансформаторов, и ,Uq ,UgjU(j7 падения напряжений на элементах плеч фильтра. ак как P-,),« )Д9) -токи в плечах фильтра, -коэффициент передачи фазосдвигателей-, то углы будут равны: A&UVWr sarctqj :arctcf Кп, (Q ,-) У1ЧЧ- -). агоЦКп i4i4). . f W f Из выражений (10-12) видно, что Чо 30 - /э COHS4 . Подстановзначений - ъ и выражение(5) и ражение линейных напряжений { через сиьшетричные составляющие ямей и сэбратной последовательноеЛ Т т я TlППТЛ Dj-ittMT W г ГТОГТТ71ЛГт1ЛМ1.7 ТЛЫ - й и и и приводит к следующему выжению: О ( Ч, ) t 4 e 4icos4,e 4aco8Vje). Введение в выражение (13) численных значений Ч, 90° - tfjs 40,S9 приводит к однозначной зависимости выходного напряжения фильтра и напряжения обратной последовательности: о«Чт-4)-Таким образом, компенсация погрешностей, проиисходит ПРИ воздействии различных дестабилизирующих факторов в том числе и частоты. Точность фильтра симметричных составляющих (ФСС) определяется стабильностью коэффициента передачи фазосдвигателей. Преимущества предлагаемого фильтра - исключение температурной и вре