SU1054801A1 - Устройство дл измерени коэффициента несимметрии трехфазных энергетических систем - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕСИМ№ЕТРИИ ТРЕХФАЗНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ, .содержащее преобразователь числа фаз в многофазную систему напр жений/, фильтр, конденсатор и индикатор, прич входные зажимы соединены с трем  входами преобразовател  числа фаз в многофазную систему напр жений, а выход фильтра соединен . первой . обкладкой, с конденсатором, отличающеес  тем, что , с целью повышени  точности измерени , быстродействи  и надежности, в не . го введены преобразователь многофазной системы напр жений в последовательность импульсов и пиковый детектор, причем, выход преобразовател  числа фаз в многофазн5 систе: му напр жений соединен через преобразователь многофазной системы напр жений в последовательность импульсов с фильтром, а втора  обклад- Щ ка конденсатора соединена через (Л пиковый детектор с индикатором. . О1 4 оо

Description

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и может быть использовано при создании устройств дл  контрол  несимметрии трехфазных систем напр жений и токов. Известно устройство дл  измерени  коэффициента несимметрии трехфазных систем напр жений,.В устройстве предполагаетс  выделение и измерение симметрчиных составл ющих пр мой иобратной последовательностей с последу ощим определением по их Отношению коэффициента несимметрииС L . Необходимость выделени  симметричных составл ющих пр мой и-об эатной последовательностей и последующего получени  их отнс аени  снижает надежность известных устройств в силу Их сложности и быстродейств измерений. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  коэффицие та нecиI 1мeтpии многофазной системы напр жений, содержащее преобразователь числа фаз в многофазную систему напр жений, фильтр, конден сатор и индикатор, причем входные зажимы соединены с трем  входами преббраэовател  числа фаз в многофазную систему напр жений, а выход фильтра соединен с кондеисатором. В устройстве при колебани х и откло нени х .входных напр жений по уровню посто нной составЛ гадей выпр мленно го напр жени  определ етс  втора  гармоника переменной составл ющей этого напр жени . Величина переменной составл к цей при колебани х и отклонени х входных напр жений изме н етс  пропорционально посто нной составл ющей. По величине второй гармоники переменной составл ющей определ етс  коэффициент несимметрииС2 . Это устройство не обеспечивает точности измерений, так как посто нна  составл юща  напр жени  на вы ходе многофазного выпр мител , по которой осуществл етс  управление делителем, измен етс  не только в функции колебаний и отклонений вход ных напр жений, но и в функции их несимметрии, кроме того, устройст во не обладает высоким быстродейс вием, так как наличие управл емого делител  усложн ет устройство и снижает его надежность. Цель изобретени  - пов.ышение то ности быстродействи  и надежности измерений. Поставленна  цель достигаетс  т что усчройство дл  измерени  коэффициента несимметрии трехфазных энергетических систем, содержащее преобразователь числа фаз в многофазную систему напр жений, фильТр, конденсатор и индикатор, причем входные зажимы соединены с трем  вхо- дами преобразовател  числа фаз в многофазную систему напр жений, а выход фильтра соединен с первой об кладкой конденсатора,, введены преобразователь многофазной системы напр жений в последовательность импульсов и пиковьлй детектор, причем выход преобразовател  числа фаз в многофазную систему напр жений соединен через преобразоватедь многофазной системы напр жений в последовательность импульсов с фильтром, а втора , обклад- ка конденсатора соединена через пиковый детектор с индикатором. На фиг, 1-3 приведены годограф обобщенного вектора, зависимость угловой скорости обобщенного вектора от коэффициента несимметрии и зависимость угловой скорости при коэффициенту весимметрии ,; на фиг, 4 - блок-схема устройства дл  измерени  коэффициента несиметрйи. Устройство содержит последовательно соединенные пр бразователь 1 числа фазв многофазную систему напр жений , преобразователь 2 многофазной системы напр жений в последовательность импульсов, фильтр 3, разде 1ительный конденсатор 4, пиковый детектор 5 и индикатор 6. Возможность измерений коэффициента несимметрии покажем на примере трехфазной системы напр жений )i U, (u)i..j. котора  описываетс  обобщенным вектором , определ емым как Обобщенный вектор можно представить вектором, вращающимс  с. некоторой УГЛОВОЙ скоростью. Если система напр жений ид,и, и УС симметрична , то углова  скорость вращени  вектора будет посто нна  и равна угловой частоте трехфазной системы напр жений. При несимметрии системы углова  скорость будет переменной, причем степень и характер ее изменени  определ ет-, с  величиной несимметрии системы. Определение коэффициента несимметрии осно,вываетс  на этом свойстве скорости обобщенного вектора. При несимметрии трехфазной системы напр жений годограф обобщенного вектора представл ет собой эллипс. Примем пр моугольную систему , координат, совместив оси х и у с ос ми эллипса. Дл  вектора, вращающегос  в плоскости хоу,положение его конца в каждый момен времени определитс  уравнени ми (фиг. 1) x Bcosujt; v /4sintut, где ui- углова  частота трехфазно :системы напр   ений (токов Угол, .образованный вектором и горизонтальной осыО (осью х)/з пишем как . Мгновенное значение угловой ти вектора определ ем как произво ную Дл  нахождени  мгновенного значе угловой скорости продифференциру по времени выражение (1) (ч«|4ж-(ч-), А ш . в cos u)t Учитыва  (2),после преобразовани получим Ь (A24B2MA -8)cos2u Анализ последнего выражени  показывает , что мгновенна  углова  скорость вращени  обобщенного век тора S2 f (А,В,/uit) имеет посто нную составл ющую равную угловой частоте ш, т.е. S «sto+S . Откуда ременна  составл юща  угловоЛ скбрости обобщенного вектора опре делитс  как ... о ,,. (6-A)()cos2u i -«. oi (()сов2ш± Степень несимметрии трехфазной си темы напр жений оцениваетс  по ве личине коэффициента несимметрии V, К Vj и V. - значени  сим ричных составл ющих соответственн обратной и пр мой последовательностей . С другой стороны, анализ годографа обобщенного вектора, со ртветствук дего этой трехфазной си . теме,. показывает, что А,-.,В .2« Поэтому можно пределить . в V.4.V. f+k Преобразуем выражение (3) с учетом соотношени  (4) и получим cos2wi Ял.2и) /(5) l4K 42K cos2uJt Исследуем полученную функцию на экстремальные значени , которые имеют место в моменты времени,когдаПосле соответствующих преобразований выражени  {5) получим уравнение вида . ()48K uj sin2u t 0 (6) Уравнение (6) позвол ет определить, что экстремумы функции (Kn/ujt) имеют место при значени хш г--- где ,2,3, 4,5. .. Запишем выражение дл  51, npM.u;t 0 ,,   2wt- при u)t - -mor; ( 1+ «, при при Ults-ymc , VK Проведенный анализ показывает, что функци  „(K,JLjt) имеет чередующиес  экстремальные значени , причем тах Величина экстремальных значений  вл етс  функцией коэффициента несимметрии, т.е. определ етс  степенью несимметрии исследуемой система напр жений, что показано на фиг. 2. На фиг. 3 построена зависимость ft,g,f (К) при (JU . Анализ графика показывает, что при значени х коэффициента несимметрии ifffSfff, 1 зависимость (K) весьма близка к линейной. Таким образом, измер   пиковые значени  напр жени  игЯ например, с помощью пикового детектора и индикатора, мл получим возможность осуществл ть контроль степени несимметрии многофазных, в частности трехфазных, систем электрических величин (напр жений, токов) . Устройство работает следующим образом. В преобразователе 1 трехфазна  система, например напр жений, преобразуетс  в многофазную. Эта многофазна  система напр жений с выхода преобразовател  1 подаетс  на вход преобразовател  2, на выходе которого . получают последовательность импульсов . Каждый из импульсов формируетс  в момент перехода через нулевое значение напр жений, образующих многофазную систему . Значение временного интервала между импульсами определитс  как Т 2Л

Где Т т- временной интервал между импульсами;

п - число фаз многофазной системы напр жений на входе блока 2;

(-о.ц - мгновенна  скорость обращени  обобщенного вектора. На выходе конденсатора 4 определитс  как /

И Т,

,

.

т п1 2 п

Цё V| и fp- амплитуда и длитель9@ffe импульсов соответственно,

8 соответствии с приведенными вы§ рассуждени ми (формулы 5,6 и 7)

максимальные значени  переменной составл ющей напр жений UJ-H бут . . дут пропорциональны V. коэффзициенту несимметрии исходной системы напр -. жений. Поэтому, выделив с помощью .

конденсатора 4 переменную составл ющую напр жени  UPP ,,;На выходе -пикового детектора 5 получим аналоговое напр жение пропорциональное коэффициенте нес.икметрии. Подключенный

к выходу пикового детектора 5 индикатор б .фиксирует величину коэф фициента- несимметрии.

Экономический эффект получен за счет улучшени  качества электрическоА энергии и повшаени  надежности систем электроснабжени .

Заёисиность Si. макс 2(4)0 ,05 0.

Фиг.З

Uj

Jb

ФигЛ

Кн

0

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НЕСИММЕТРИИ ТРЕХФАЗНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ,.содержащее преобразователь числа фаз в многофазную систему напряжений,, фильтр, конденсатор и индикатор, причал входные зажимы соединены с тремя входами преобразователя числа фаз в многофазную систему напряжений, а выход фильтра соединен . первой обкладкой, с конденсатором, отличающееся тем, что , с целью повышения точности измерения, быстродействия и надежности, в него введены преобразователь многофазной системы напряжений в последовательность импульсов и пиковый детектор, причем, выход преобразователя числа фаз в многофазную систему напряжений соединен через преобразователь многофазной системы напряжений в последовательность импульсов с фильтром, а вторая обкладка конденсатора соединена через пиковый детектор с индикатором. .