RU2071073C1 - Device for measuring asymmetry of voltages - Google Patents
Device for measuring asymmetry of voltages Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071073C1 RU2071073C1 SU4827589A RU2071073C1 RU 2071073 C1 RU2071073 C1 RU 2071073C1 SU 4827589 A SU4827589 A SU 4827589A RU 2071073 C1 RU2071073 C1 RU 2071073C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- analog
- voltage
- negative sequence
- detector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам измерения несимметрии напряжений трехфазных систем. The invention relates to electrical engineering, in particular to devices for measuring the asymmetry of voltage of three-phase systems.
Известно устройство для измерения амплитудно-фазовой несимметрии трехфазной системы переменных напряжений, содержащее трехфазный генератор модулирующих напряжений, модуляторы, блоки фазового сдвига, выходной фильтр, датчик знака приращений входного сигнала фильтра, логических ячеек, дешифратора, двоичного счетчика, генератора импульсов сдвига (1). К недостаткам устройства следует отнести невозможность определения им долевого участия потребителей в ухудшении несимметрии напряжений. A device is known for measuring the amplitude-phase asymmetry of a three-phase system of variable voltages, comprising a three-phase modulating voltage generator, modulators, phase shift units, an output filter, a sign sensor for increments of the input signal of a filter, logic cells, a decoder, a binary counter, and a shift pulse generator (1). The disadvantages of the device include the impossibility of determining their share of consumers in the deterioration of voltage unbalance.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для измерения параметров несимметрии. Это серийно выпускаемый прибор "Измеритель несимметрии типа 43204" (2), содержащий входное устройство, шунт, блок преобразования составляющих обратной последовательности первой гармоники, состоящий из последовательно соединенных фильтра симметричных составляющих обратной последовательности, избирательного усилителя и детектора, блока отображения сигнала, состоящего из аналого-цифрового преобразователя и отсчетного устройства, фазометра, блока управления и усилителя самописца. Входное устройство подключается к трехфазной сети, шунт включается последовательно в сеть, их выходы подключены к коммутатору, коммутатор выходом подключен к блоку преобразования обратной последовательности первой гармоники, состоящему из фильтра симметричных составляющих обратной последовательности, избирательного усилителя, детектора, к фильтру симметричных составляющих подключен его блок коррекции, который в свою очередь подключен к блоку управления, служащему для управления работой блока коррекции, один вход блока управления подключен к фазометру, вторым входом фазометр подключен к выходу избирательного усилителя. Выход блока преобразования обратной последовательности первой гармоники и выход фазометра подключены на различные входы блока отображения сигналов. Closest to the technical nature of the claimed device is selected as a prototype device for measuring asymmetry parameters. This is a commercially available device "Type asymmetry meter 43204" (2), containing an input device, a shunt, a unit for converting the components of the negative sequence of the first harmonic, consisting of a series-connected filter of symmetrical components of the negative sequence, a selective amplifier and detector, a signal display unit, consisting of analog -digital converter and reading device, phase meter, control unit and amplifier recorder. The input device is connected to a three-phase network, the shunt is connected in series to the network, their outputs are connected to the switch, the output switch is connected to the first harmonic reverse sequence conversion unit, which consists of a filter of symmetrical components of the negative sequence, a selective amplifier, a detector, its block is connected to the filter of symmetric components correction, which in turn is connected to the control unit, which serves to control the operation of the correction unit, one input of the control unit p It is connected to the phasometer; by the second input, the phasometer is connected to the output of the selective amplifier. The output of the inverse sequence conversion unit of the first harmonic and the phasemeter output are connected to various inputs of the signal display unit.
Данный прибор предназначен для определения показателей качества электроэнергии, и в частности коэффициента обратной последовательности напряжений (К2U), который равен отношению:
где U2, Uном соответственно напряжение обратной последовательности и номинальное напряжение.This device is designed to determine the quality indicators of electricity, and in particular the coefficient of the reverse sequence of voltages (K 2U ), which is equal to the ratio:
where U 2 , U nom, respectively, the voltage of the negative sequence and the rated voltage.
Зная коэффициент К2U, можно определить долевое участие потребителей в ухудшении несимметрии напряжений по формуле (1)
где D долевое участие потребителей в ухудшении несимметрии напряжений;
K
where D is the share of consumers in the deterioration of the voltage unbalance;
K
Однако таким прибором невозможно измерить долевое участие при непрерывной работе потребителей, что, в свою очередь, влияет на точность измерения. Это объясняется тем, что любая система электроснабжения является динамичной системой, а так как между отключенным и включенным состоянием потребителя имеется определенный промежуток времени, то в системе могут произойти изменения, не связанные с данным потребителем, что приводит к случайной погрешности, оценить которую невозможно. However, with such a device it is impossible to measure the share during continuous operation of consumers, which, in turn, affects the accuracy of the measurement. This is due to the fact that any power supply system is a dynamic system, and since there is a certain period of time between the switched off and on state of the consumer, changes in the system that are not related to this consumer can occur, which leads to a random error that cannot be estimated.
Цель изобретения определение параметров качества электроэнергии при непрерывной работе потребителей, что позволяет определить долевое участие потребителя в ухудшении несимметрии напряжений. The purpose of the invention is the determination of the parameters of the quality of electricity during continuous operation of consumers, which allows to determine the share of the consumer in the deterioration of voltage unbalance.
Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения параметров несимметрии содержит последовательно соединенные второй фильтр симметричных составляющих обратной последовательности и второй избирательный усилитель, последовательно соединенные второй детектор, второй аналого-цифровой преобразователь и второй отсчетный блок, последовательно соединенные третий аналого-цифровой преобразователь и третий отсчетный блок, причем первый, второй, третий входы шунта соединены с соответствующими входами второго фильтра симметричных составляющих обратной последовательности, выход второго избирательного усилителя подключен к входу второго детектора и второму входу фазометра, вход которого соединен с входом третьего аналого-цифрового преобразователя. This goal is achieved by the fact that the device for measuring the asymmetry parameters contains a second filter of symmetrical components of the negative sequence in series and a second selective amplifier, a second detector, a second analog-to-digital converter and a second readout unit, a third analog-to-digital converter and a third readout connected in series block, with the first, second, third inputs of the shunt connected to the corresponding inputs of the second filter are symmetrical x components of the reverse sequence, the output of the second selective amplifier is connected to the input of the second detector and the second input of the phase meter, the input of which is connected to the input of the third analog-to-digital converter.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что фазометр, аналого-цифровой преобразователь, отсчетное устройство широко известны. A comparison of the proposed solution with other technical solutions shows that the phase meter, analog-to-digital Converter, reading device are widely known.
Однако при введении в указанной связи с другими элементами схемы в заявляемое устройство для измерения параметров несимметрии, устройство приобретает новые возможности, т.е. с помощью него можно определять долевое участие потребителя, работающего непрерывно, в ухудшении несимметрии напряжений. Следовательно, совокупность существенных признаков по достигаемому положительному эффекту дает возможность сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия". However, when introduced in this connection with other circuit elements into the inventive device for measuring asymmetry parameters, the device acquires new capabilities, i.e. with it, it is possible to determine the share of the consumer working continuously in the deterioration of the voltage unbalance. Therefore, the set of essential features for the achieved positive effect makes it possible to conclude that the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences".
Устройство позволяет определять параметры несимметрии, такие как: напряжение обратной последовательности (U2) и ток обратной последовательности (I2), а также, благодаря вновь введенным блокам и связям, и фазовый угол между ними /Φ2/.The device allows you to determine the asymmetry parameters, such as: the voltage of the negative sequence (U 2 ) and the current of the negative sequence (I 2 ), and also, thanks to the newly introduced blocks and connections, and the phase angle between them / Φ 2 /.
Измерение дополнительно значения угла используют для расчета долевого участия потребителей в ухудшении несимметрии в выражении:
где D долевое участие;
U2, I2 напряжение и ток обратной последовательности, В, А;
Uном номинальное напряжение, В;
Sкз мощность короткого замыкания, В, А;
Φ2 угол между
Эта формула вытекает из формулы (1).The measurement additionally uses the angle values to calculate the share of consumers in the deterioration of the asymmetry in the expression:
where D is equity;
U 2 , I 2 voltage and current of the negative sequence, V, A;
U nom rated voltage, V;
S KZ short-circuit power, V, A;
Φ 2 angle between
This formula follows from formula (1).
Согласно ГОСТ 13109-87
где U2 действительное значение напряжений обратной последовательности основной частоты 3-х фазной системы напряжений, В;
Uном номинальное напряжение сети, В.According to GOST 13109-87
where U 2 is the actual voltage value of the negative sequence of the fundamental frequency of the 3-phase voltage system, V;
U nom rated voltage of a network, V.
Подставив (3) в (1) и произведя математические преобразования, получим:
где U
where u
Далее составляется классическая схема электроснабжения потребителей, представленная на фиг. 2. Согласно этой схеме можно составить уравнение:
Для того, чтобы формулу (5) привести к формуле (4), необходимо левую и правую часть уравнения разделить на , получится:
Если взять модуль от левой части, то выражение будет соответствовать отношению в формуле (4), т.е.Next, a classical power supply scheme for consumers is presented, shown in FIG. 2. According to this scheme, you can make the equation:
In order to bring formula (5) to formula (4), it is necessary to divide the left and right sides of the equation by , it turns out:
If we take the module from the left side, then the expression will correspond to the ratio in the formula (4), i.e.
Это объясняется тем, что при отключении потребителя напряжение на ГРБТ будет равно электродвижущей силе (ЭДС). Однако для того, чтобы уровнять левую и правую часть уравнения (6) необходимо взять модуль и от правой части в этом случае выражение (6) примет вид:
В уравнении (8) можно представить реактивным сопротивлением (Х), так как в системах электроснабжения активное сопротивление (Z) много меньше Х, а следовательно, им можно пренебречь
Z2c jx2с, (9)
однако
следовательно,
Для преобразования тока и напряжения обратной последовательности // из векторной формы в алгебраическую строится векторная диаграмма на один из возможных случаев, которая представлена на фиг. 3.
This is due to the fact that when the consumer is turned off, the voltage on the HLBT will be equal to the electromotive force (EMF). However, in order to level the left and right sides of equation (6), it is necessary to take the module and from the right side in this case expression (6) will take the form:
In equation (8) can be represented by reactance (X), since in power supply systems the active resistance (Z) is much less than X, and therefore, it can be neglected
Z 2c jx 2s , (9)
but
hence,
To convert current and negative sequence voltage / / from a vector form to an algebraic one, a vector diagram is constructed for one of the possible cases, which is presented in FIG. 3.
Согласно фиг. 3:
Подставляя (11), (12), (13) в (8), получим:
Согласно фиг. 3 можно сделать вывод, что сумма углов Φ, vI2 и (-ΦU2) всегда будет равна углу между векторами , это вытекает из соображений, что изменяясь, углы Φ, ΦI2 и (-ΦU2) изменяют на такую же величину, только противоположного знака, и угол Φ2.According to FIG. 3:
Substituting (11), (12), (13) in (8), we obtain:
According to FIG. 3 we can conclude that the sum of the angles Φ, v I2 and (-Φ U2 ) will always be equal to the angle between the vectors , this follows from the considerations that when changing, the angles Φ, Φ I2 and (-Φ U2 ) change by the same amount, only of the opposite sign, and the angle Φ 2 .
Для облегчения дальнейших преобразований обозначим
тогда
Приводится выражение под знаком модуля в тригонометрическую форму
Находится модуль
Производим преобразование подкоренного выражения
Подставляя (15) в (20), получим:
Подставляя это выражение в (14) и учитывая формулу (7), получим исходную формулу (2):
Таким образом, измерив данным прибором параметры несимметрии U2 и I2 и угол между ними Φ2, можно определить долевое участие потребителя в ухудшении несимметрии напряжений. Параметры Uном, S
then
An expression under the sign of the module is given in the trigonometric form
Module is located
We transform the root expression
Substituting (15) in (20), we obtain:
Substituting this expression in (14) and taking into account formula (7), we obtain the original formula (2):
Thus, by measuring with this device the asymmetry parameters U 2 and I 2 and the angle between them Φ 2 , it is possible to determine the share of the consumer in the deterioration of voltage asymmetry. Parameters U nom , S
На фиг. 1 представлена структурная схема устройства;
на фиг. 2 изображена классическая схема электроснабжения потребителей.In FIG. 1 shows a block diagram of a device;
in FIG. 2 shows a classic power supply circuit for consumers.
На схеме приняты следующие обозначения:
ГРБП граница раздела балансовой принадлежности;
Е2c, E2п ЭДС обратной последовательности соответственно системы и потребителя, В.The following notation is used in the diagram:
SLBP division of the balance sheet;
E 2c , E 2p EMF of the reverse sequence, respectively, of the system and the consumer, V.
U2, I2 напряжение и ток обратной последовательности, В,А.U 2 , I 2 voltage and current of the negative sequence, V, A.
На фиг. 3 изображен один из возможных случаев взаиморасположения векторов и приняты следующие обозначения:
U1, U2 напряжения прямой и обратной последовательностей, В,
I1, I2 токи прямой и обратной последовательностей, А;
а также обозначены углы между ними.In FIG. Figure 3 shows one of the possible cases of the mutual arrangement of vectors and the following notation is accepted:
U 1 , U 2 voltage forward and reverse sequences, V,
I 1 , I 2 currents of the forward and reverse sequences, A;
and also the angles between them are indicated.
Устройство для измерения параметров несимметрии напряжений содержит входной блок 1, шунт 2, два блока 3,4 преобразования обратной последовательности первой гармоники, два фильтра 5 и 6 симметричных составляющих, два избирательных усилителя 7 и 8, два детектора 9 и 10, фазометр 11, три аналого-цифровых преобразователя 12,13 и 14 и три отсчетных блока 15,16 и 17. A device for measuring voltage asymmetry parameters comprises an
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Параметры трехфазного напряжения сети через входной блок 1, а параметры трехфазного тока через шунт 2 приводятся к одному уровню и подаются на блоки преобразования составляющих обратной последовательности первой гармоники 3 и 4 соответственно, на выходах этих блоков пропорционально составляющим обратной последовательности первой гармоники формируется сигнал постоянного напряжения, уровень которого пропорционален уровню этой составляющей. Блоки 3,4 преобразования работают аналогично: с выходов блоков 1 (или 2) сигнал поступает на фильтр 5 (или 6) симметричных составляющих, где производится выделение составляющей обратной последовательности, с выхода этого блока сигнал поступает на избирательный усилитель 7 (или 8), где происходит выделение первой гармоники, детектор 9 (или 10) производит преобразование сигнала переменного напряжения в сигнал постоянного напряжения, одновременно сигналы переменного напряжения с выходов блоков 7 и 8, входящих в состав блоков 3 и 4, поступают на фазометр 11, который, сравнивая разницу во времени между прохождениями через нулевой уровень сигналов с обоих блоков, формирует на своем выходе сигнал постоянного напряжения, пропорциональный этой разнице. Сигналы постоянного напряжения с блоков 3,4,11 подаются на соответствующие аналого-цифровые преобразователи 12,13 и 14, которые преобразуют сигнал постоянного напряжения в коды, которые подаются на отсчетные блоки 15,16 и 17. The parameters of the three-phase voltage of the network through the
Таким образом, подключив устройство в сеть на ГРБП, получим на выходах блоков 15-17, соответственно, значения напряжения обратной последовательности (U2), тока обратной последовательности (I2) и значение фазового сдвига между ними (Φ2), а зная данные параметры несимметрии, можно вычислить долевое участие по приведенной ранее формуле.Thus, connecting the device to the network on the HFB, we obtain at the outputs of blocks 15-17, respectively, the values of the voltage of the negative sequence (U 2 ), the current of the negative sequence (I 2 ) and the value of the phase shift between them (Φ 2 ), and knowing the data asymmetry parameters, you can calculate the equity using the above formula.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4827589 RU2071073C1 (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Device for measuring asymmetry of voltages |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4827589 RU2071073C1 (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Device for measuring asymmetry of voltages |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2071073C1 true RU2071073C1 (en) | 1996-12-27 |
Family
ID=21515484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4827589 RU2071073C1 (en) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | Device for measuring asymmetry of voltages |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2071073C1 (en) |
-
1990
- 1990-05-22 RU SU4827589 patent/RU2071073C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1374153, кл. G 01 R 29/16, 1986. Измеритель несимметрии цифровой 43204, паспорт РБ 2.729.016 РС, Житомирское ПО "Электроизмеритель". * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4495463A (en) | Electronic watt and/or watthour measuring circuit having active load terminated current sensor for sensing current and providing automatic zero-offset of current sensor DC offset error potentials | |
US4066960A (en) | Electronic kilowatt-hour-meter with error correction | |
US5081413A (en) | Method and apparatus for measuring AC power | |
FI90295B (en) | Arrangement for detecting active and / or parasitic current and / or power in an inverter with a predetermined input DC voltage, in particular in a pulse inverter | |
RU99122161A (en) | DEVICE FOR COMPARING TWO SIGNALS, DEVICE AND METHOD FOR FORMING NON-STATIONARY SIGNALS | |
RU97108360A (en) | DIGITAL COMPARATOR | |
RU2071073C1 (en) | Device for measuring asymmetry of voltages | |
US4556843A (en) | Electronic solid state Q-hour meter and/or combination Q-hour and kilowatt-hour meter | |
JP2001124806A (en) | Three-phase power meter, three-phase watt-hour meter, and connection state judging method of them | |
US4145652A (en) | Electric power to DC signal converter | |
SU1688179A1 (en) | The 3-phase alternating-to-constant voltage instrument transducer | |
RU2077062C1 (en) | Method and device for electric power metering in double-line power net with plunder protection | |
JP2004226094A (en) | Electronic type watt-hour meter | |
SU1596257A1 (en) | Apparatus for measuring electric power | |
SU1737363A1 (en) | Method of testing the electric networks insulation resistance | |
RU2143701C1 (en) | Process determining energy consumption in a c circuits and device for its implementation | |
SU375560A1 (en) | DEVICE FOR MEASUREMENT OF ELECTRICAL ENERGY | |
RU1786447C (en) | System for measuring phase-shift angles of current transformers | |
JPH053991Y2 (en) | ||
SU1725167A1 (en) | Method of determination of share contribution of users to voltage asymmetry of power system | |
RU2096789C1 (en) | Device which measures characteristics of electric power supply line | |
SU1129563A1 (en) | Device for measuring symmetrical components of three-phase ac voltage system | |
SU687392A1 (en) | Electric power meter | |
RU2223509C1 (en) | Method measuring power of distortion in a c single-phase network | |
SU855516A1 (en) | Reactive power measuring method |