Устройство для измерения симметричных составляющих напряжений трехфазной сети Советский патент 1982 года по МПК G01R29/16 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ

СОСТАВЛЯОДИХ НАПРЯЖЕНИЙ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ

I

Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для измерения симметричных составляющих основной частоты и гармоник напряжений трехфазной сети.

Известно устройство для измерения симметричных составляющих прямой и обратной последовательностей системы трехфазных напряжений, Которое содер жит фильтр боковой частоты, преобразователь трехфазной системы напряжений в Т-фазную, двухполупериодные выпрямители, частотоизбирательный фильтр, вольтметр. Это устройство позволяет измерять симметричные составляющие гармоник напряжений трехфазной сети 1 .

Недостатки этого устройства: применение громоздких и сложных в изготовлении многофазных трансформаторов необходимость подбора диодов по иден тичным вольтамперным характеристикам а также применение селективных фильт ров, построенных на различные гармоНИКИ напряжения, что снижает точность определений симметричных составляющих, напряжения.

Наиболее близким к изобретению по ; технической сущности является устройство для измерения симметричных составляюи их напряжений трехфазной сети, содержащее генератор, блок сдвига фазы, индикатор, блок суммирования напряжений, переключатель, блок умножения, дешифратор, счетчик, умножитель частоты, преобразователь кода в число импульсов, делитель напряжения, два фильтра нижних частот, два элемента И, пять ключей 21.

Однако у этого устройства сравнительно низкие быстродействия и точность. Это не позволяет изменять колебания напряжений трехфазной сети, которые характеризуются скоростью изменения огибающей напряжения. Фазные напряжения преобразуются в течение четырех периодов напряжения сети, а одновременное измерение фазных нап39ряжений приводит к существенным погрешностям измерения симметричных сос тавлякхцих. Кроме того, наличие ана(улоговых интегратов и индикатора не позволяет обеспечить точность измерения симметричных составляющих выше 2-3 от номинального значения напря,кения. Цель изобретения - повышение быст родействия и точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения симметричных составляющих напряжений трехфазной сети, содержащее насштабносуммирующий преобразователь, переключатель, два ключа, преобразовател код-напряжение, блок формирования кон стант, формирователь, умножитель частоты, задатчик номера гармоник, блок индикации, счетчик и элемент И, причем входные зажимы через масштабносум мирующий преобразователь и переключатель подключен к входам первого и второго ключей, выходы которых объеди нены и соединены с входом преобразова теля код-напряжение, управляющие входы которого присоединены к блоку формирования KOHCTaHt, а один из входных зажимов через формирователь соединен с входом умножителя частоты, введены преобразователь напряжение-код, комбинационный сумматор, регистр, инвертор, две группы элементов И, вычислительный блок, причем выход умножителя частоты соединен с входом син хронизации вычислительного блока и со счетным входом счетчика, вход уставки в О которого подключен к выходу формирователя, выход младшего разряда счетчика соединен с первым |входом комбинационного сумматора и с первым входом элемента И, выход следующего разряда счетчика соединен с управляющим входом второго ключа, а через инвертор - с управляющим входом первого ключа, а также соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к второму входу комбинационного сумматора, выходы регист ра соединены с адресными шинами блока формирования констант, причем два старших разряда подключены через комбинационный сумматор, выход преобразователя код-напряжение соединен с входом преобразователя напряжение-код выходы которого подключены к входам первой группы элементов И, задатчик номера гармоники соединен с второй 5 группой 9лементов И выходы первой и второй групп элементов И, вход блока индикации, вход регистра объединены и соединены с вычислительным блоком, управляющие выходы вычислительного блока соединены с управляющими входами первой, второй групп элементов И, блока индикации и регистра соответственно, выходы счетчика соедине„ управляющими входами блока вычисления. На чертеже приведена блок-схема устройства. Устройство содержит масштабносуммирующий преобразователь 1, переключатель 2, ключи 3 и , преобразователь 5 - код-напряжение, преобразователь 6 напряжение-код, первую группу элементов И 7, блок 8 индикации,формирователь 9, умножитель 10 частоты, вычислительный блок 11, счетчик 12, комбинационный сумматор 13, элемент И 1, инвертор 15, регистр 1б, блок 17формирования констант, задатчик 18номера гармоник, вторую группу элементов И 19. Устройство работает следующим об- . разом. Режим работы задается переключателем 2, номер измерительной гармоники устанавливается в виде кода на выходе задатчика 18 номера гармоник. Один цикл работы устройства соответствует одному периоду напряжения.Работа устройства синхронизуется выходными импульсами формирователя 9, эти импульсы поступают на вход умно- . жителя 10 частоты. Выходные импульсы умножителя частоты поступают в блок 11 и на счетный вход счетчика 12. Так как установка счетчика 12 в О синхронизируется формирователем 9, то состояние О счетчика 12 соответствует номеру выходного импульса умножителя частоты и используется для управления вычислительным блоком 11. I. Выходной код регистра 16 поступает на блок 17 формирования констант, Каждому состоянию На его входе соответствует константа на его выходе. Вмходное напряжение преобразователя 5 код-напряжение равно произведению напряжения на его входе и константы на его управляющих входах. Выходное напряжение преобразователя 5 преобразуется в код преобразователем 6. Этот код через группу элементов И 7 поступает в вычислительный блок. Для упрощения описания работы вычислительного блока 11 не приводится В результате приведения вычисления вырабатываются управляющие сигналы на первую и вторую группы элементов И 7 и 19, заносится необходимая информация в регистр 16. По окончании вычислений из блока 11 выводится код, который заносится в блок 8 индикации. В устройстве, по сравнению с, известным устройством, быстродействие раз, а точность повышено в В k-6 раз. Это достигнуто за счет сокращения длительности одного цикла работы с четырех до одного периода напряжения сети применением алгоритма ускоренного уравновешивания фазы. . Положительные качества устройства позволяют использовать его в составе измерительно-информационных систем для контроля параметров качества эле ктрической энергии. Формула изобретения Устройство для измерения симметричных составляющих напряжений трех фазной сети, содержащее масштабносуммирующий преобразователь, переклю чатель, дв.а ключа, преобразователь код-напряжение, блок формирования констант, формирователь, умножитель частоты, задатчик номера гармоник, блок индикации, счетчик и элемент И, причем входные зажимы через масштабносуммирующий преобразователь и переключатель подключены к входам первого и второго ключей, выходы которы объединены и соединены с входом прербразователя код-напряжение, управляющие входы которого присоединены к блоку формирования констант, а один из входных зажимов через формирователь соединен с входом умножителя частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения точности, 8 него введены преобразователь напряжениекод , комбинационный сумматор, регистр, инвертор, две группы элементов И,вычислительный блок, при чем выход умножителя частоты соединен с входом синхронизации вычислительного блрка и со счетным входом счетчика, вход устансшки в О которого подключен к выходу формирователя, выход младшего разряда счетчика соединен с первым входом комбинационного сумматора и с первым входом элемента И, выход следующего разряда счетчика соединен с управляющим входом второго ключа, а через инвертор - с управляющим вхо-дом первого ключа, а также соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к второму входу комбинационного сумматора, выходы регистра соединены с адресными шинами блока формирования констант,, причем два старших разряда подключены через комбинационный сумматор, выход преобразователя код-напряжение соединен с входом преобразователя напряжениекод, выходы которого подключены к входам первой группы элементов И,задатчик номера гармоники соединен с второй группой элементов И, выходы первой и второй групп элементов И, вход блока индикации, вход регистра объединены и соединены с вычислительным блоком, управляющие выходы вычислительного блока соединены с управляющими входами первой, второй групп элементов И, (блока индикации и регистра соответственно, выходы счетчика соединены с управляющими входами блока вычисления. I Источники информацииj принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 73126, кл. G 01 R 29/0, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 76S760, кл. G 01 R 29/16, 25,09.78 (прототип),