А0ОA0O
СО О) СП ел Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерению симметричных составл ющих напр жений трехфазной сети, и может быть использовано при построении прецизионных измерителей симметричных составл ющих токов, напр жений, измерителей параметров качества электроэнергии, так как параметры качества электроэнергии трехфазной сети (отклонение и колебание напр же ни , несимметри , смещение нейтрали определ ютс по симметричным составл ющим трехфазного напр жени . Известны способы измерени симметричных составл ющих трехфазного напр жени с использованием фильтров симметричных составл ющих, заключающиес в суммировании линейных напр жений, каждое из которых умножено на комплексный коэффициент, осуществл ющий масштабное преобразование и сдвиг по фазе этого напр жени Г1 Однако выходной сигнал фильтров, построенных по этим способам, сущес венно зависит от частоты исследуемого напр жени , что вносит значительные погрешности в результат измерени . Наиболее близким по технической сущности вл етс способ определени качества электрической энергии трехфазной сети путем сравнени входного и опорного напр жений 2J. Недостатками известного способа вл ютс сравнительно низка точност измерени , обусловлеина погрешност ми определени максимального показани прибора и фазовой подстройкой опорного напр жени по этому показанию , и погрешность от вли ни иеинформативных параметров на результат измерени . Последн погрешность в основном сказываетс при измерении напр жений обратной и нулевой последовательностей, так как в реальных эл трических сет х напр же ние пр мой последовательности в 10-100 раз больше, чем напр жение обратной и нулевой последовательностей . При измерении напр жений обратной и нулевой последовательностей, величина которых меньше 0,01-0,02 величины напр жени пр мой последовательности , относительна погрешность измерени превьш1ает 100%, что ограничивает рабочий диапазон измер емых величин. Целью изобретени вл етс повышение точности и расширение амплитудного диапазона определени симметричных составл ющих трехфазных напр жений, а следовательно, и параметров качества электрической энергии. Цель достигаетс тем, что согласно способу определени параметров качества электрической энергии трехфазной сети путем сравнени входного и опорного напр жений определ ют начальную фазу пр мой последовательности напр жений трехфазной сети, формируют опорную трехфазную систему напр жений пр мой последовательности , начальна фаза которой равна начальной фазе пр мой последовательности напр жений трехфазной сети, а амплитуда равна номинальному значению амплитуды напр жени трехфазной сети, а затем из разности входного и опорного напр жений выдел ют симметричные составл ющие напр жений, по величине которых суд т о качестве электрической энергии трехфазной сети. На фиг. I представлена блок-схема устройства дл реализации способа определени параметров качества электрической энергии трехфазной сети; на фиг. 2 - векторные диаграммы напр жений, по сн ющие предлагаемый способ. Устройство дл определени параметров качества электрической энергии(фиг. )содержит управл емый по фазе источник I опорного трехфазного напр жени пр мой последовательности , блоки 2-4 вычитани напр жений , пр мые входы которых соединены с входными шинами А,В,С, а вычитающие входы - с источником 1, измерительный преобразователь 5 трехфазного напр жени в симметричные составл ющие , входы которого подключены к выходам блоков 2 - 4, а выходы - к регистрирующему устройству 6, измеритель 7 начальной фазы пр мой последовательности напр жений трехфазной сети, входы которого подключены к входным шинам А,В,С, а выход через блок 8 управлени источником опорного Напр жени к управл кицему входу источника 1. В соответствии с последовательностью операций предлагаемого способа сначала в измерителе 7 определ - етс начальна фаза напр жени пр мой последовательности трехфазной сети. Выходной параметр измерител 7(например, напр жение или код)поступает в блок 8 управлени источником 1. Выходной сигнал блока 8 регулирует начальную фазу f опор ной системы трехфазных напр жений пр мой последовательности, котора снимаетс с выхода источника 1. Амплитуда опорного напр жени посто нна и равна номинальному значению амплитуды напр жени трехфазной сет Регулировка начальной фазы Ч продолжаетс до равенства с начальной фазой Ч., . Затем разности напр жени . поступают на входы измерительного преобразовател 5, который в зависи мости от назначени выдел ет напр жение пр мой, обратной или нулевой последовательностей(могут быть использованы , например, различные фильтры симметричных составл ющих). Выходной параметр преобразовател 5(напр жение или код )регистрируетс устройством 6. Векторные диаграммы напр жений показаны на входах блоков 2-4 вычитани (фиг. 2аI и на входе измерительного преобразовател 5 (фиг. 2б ). Значени начальных фаз и .отсчитываютс от действительной оси произвольно выбранной пр моугольной системы координат ( фиг. 2). Начальнь9е фазы Ч и . (фиг. 2)условно показаны неравными друг другу ( это может наблюдатьс , например, в процессе регулировкиf, Рассмотрим погрешность определени , например, напр жени обратной последовательности, если измеритель преобразователь 5 подключен непосредственно к входным шинам А, В, С. Выходной параметр реального измерительного преобразовател 5 в об щем случае есть функци от напр жен пр мой обратной и нулевой последова тельностей. Если преобразователь 5 линейный, то его выходной параметр (например, напр жение)равен П | и « К и -« ( и , ЛВЫх 1122 00 где К, К,, Kj, - комплексные коэффи циенты передачи соответственно напр жений пр мой 0 t обратной U2 и нулевой 0 последовательностей. Если измерительный преобралэватель 5 предназначен дл выделени олько одной симметричной составл юей , например напр жени обратной оследовательности, то модуль коэфициента передачи К по напр жению больше 2 со и раз иильше ., во много раз тносительна погрешность определеЦ и напр жени 2 равна . U2-fJe,,jK 2 20 номинальное значение коэффициента -у - мультипликативна погреш ность коэффициента + Ткг)В реальных трехфазных сет х U-,U2, поэтому, например, при ,,02, Kjj/K,p 0,001, коэффициенте несимметрии 2|U 0,05, коэффициенте смещени нейтрали ,05,мультипликативной погрещности |.,OI максимальное значение относительной погрешности у- равно yU2 0,41 , т.е. погрешность равна 41%, а при 0,02 она превышает 100%. Таким образом, пр мое измерение преобразователем 5 напр жени обратной последовательности сопровождаетс значительными погрешност вождаетс значительными погрешност ми и практически невозможно при малых значени х несимметрии. В устройстве, реализующем способ (фиг. 1) на входы измерительного преобразовател 5 подаетс разность напр жений трехфазной сети и щеточника 1 опорных напр жений. При этом вследствие линейности преобразовател 1 его выходной параметр равен ( где величина опорного напр жени пр мой повледовательности источника I. . Так как начальные фазы напр жений Ч-f и t равны, то выражение (3) можно записать в виде .,(.) 2 2 oДл рассмотренного примера измерени напр жени обратной последовательности относительна погрешность определени напр жени при использовании предлагаемого способа равна , (). л,г 4U, или к и 1и -и i( t и j. , 2 Ч i k.. и. u..li.. u Погрешность у у уменьшаетс по сравнению супследствие уменьшени первого слагаемого в формуле(5). Пр указанных численных соотношени х и при отклонении напр жени на +10%, 5 I-UIOH 0, I , погрешность у... равна ту.0,051, т.е. погрешность J-LI2 5%, а ,02, она равна 11%. Погрепшость равна 100% при коэффициенте несимметрии, равном 0,002. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет на пор док расширить рабочий диапазон и в 3-5 раз повысить точность измерени параметров качества электрической энергии.CO O) SP The invention relates to a measurement technique, namely to the measurement of symmetrical components of three-phase network voltages, and can be used in the construction of precision meters of symmetric components of currents, voltages, measuring parameters of power quality, as the parameters of power quality are three-phase networks (deviation and fluctuation of the voltage, asymmetry, neutral displacement are determined by the symmetrical components of the three-phase voltage. Methods are known for measuring the symmetric composition three-phase voltage with the use of filters of symmetric components, consisting in the summation of linear voltages, each of which is multiplied by a complex coefficient, performing a large-scale conversion and phase shift of this voltage G1 However, the output signal of the filters constructed by these methods is essentially depends on the frequency of the investigated voltage, which introduces significant errors in the measurement result.The closest to the technical essence is the method of determining the quality of electrical three phase network by comparison of the second energy input and reference voltages 2J. The disadvantages of this method are relatively low measurement accuracy, due to errors in determining the maximum instrument readings and phase adjustment of the reference voltage for this indication, and the error from the influence of informative parameters on the measurement result. The latter error mainly affects the measurement of reverse and zero sequence voltages, since in real electric networks the voltage of the direct sequence is 10-100 times greater than the voltage of the reverse and zero sequences. When measuring the reverse and zero sequence voltages, the magnitude of which is less than 0.01-0.02, the voltage of the direct sequence voltage, the relative measurement error exceeds 100%, which limits the working range of the measured values. The aim of the invention is to improve the accuracy and broaden the amplitude range for determining the symmetric components of the three-phase voltages, and consequently, the parameters of the quality of electrical energy. The goal is achieved by the method of determining the parameters of the quality of electrical energy of a three-phase network by comparing the input and reference voltages to determine the initial phase of a direct sequence of voltages of a three-phase network, to form a three-phase reference voltage system of a direct sequence, the initial phase of which is equal to the initial phase of my voltage sequence of a three-phase network, and the amplitude is equal to the nominal value of the amplitude of the voltage of a three-phase network, and then from the difference between the input and reference The voltages are distinguished by symmetrical components of voltages, the magnitude of which is judged on the quality of electrical energy of a three-phase network. FIG. I shows a block diagram of an apparatus for implementing a method for determining parameters of the quality of electrical energy of a three-phase network; in fig. 2 - vector voltage diagrams that illustrate the proposed method. The device for determining the parameters of the quality of electrical energy (FIG.) Contains a phase-controlled source I of a three-phase reference voltage of the direct sequence, voltage-subtraction blocks 2–4, the direct inputs of which are connected to the input buses A, B, C, and the subtractive inputs - with source 1, measuring transducer 5 of three-phase voltage into symmetric components, the inputs of which are connected to the outputs of blocks 2-4, and outputs to the recording device 6, meter 7 of the initial phase of the direct sequence of voltages t The phase network, the inputs of which are connected to the input buses A, B, C, and the output through the reference source voltage control unit 8 to the control input of source 1. In accordance with the sequence of operations of the proposed method, the initial phase of the voltage is first determined in the meter 7 direct three-phase network sequence. The output parameter of the meter 7 (for example, voltage or code) is fed to source control unit 8 1. The output signal of block 8 controls the initial phase f of the direct sequence three-phase voltage system, which is removed from the output of source 1. The amplitude of the constant reference voltage and is equal to the nominal value of the voltage amplitude of a three-phase set. The adjustment of the initial phase of the H continues until it is equal to the initial phase of the black. Then the voltage difference. are fed to the inputs of the measuring transducer 5, which, depending on the purpose, selects the voltage of the forward, reverse, or zero sequences (for example, various filters of symmetric components can be used). The output parameter of converter 5 (voltage or code) is recorded by device 6. Vector voltage diagrams are shown at the inputs of blocks 2–4 subtraction (Fig. 2aI and at the input of transmitter 5 (Fig. 2b). The values of the initial phases and are counted from the actual The axes of an arbitrarily selected rectangular coordinate system (Fig. 2). The initial 9 phase phases and (Fig. 2) are conventionally shown unequal to each other (this can be observed, for example, in the adjustment process). Consider the determination error, for example, the reverse voltage If the transmitter 5 is connected directly to the input busbars A, B, C. The output parameter of the real transmitter 5 in the general case is a function of direct back and zero sequence voltage. If the converter 5 is linear, then its output parameter ( for example, the voltage) is equal to и | and "K and -" (and, LYvx 1122 00 where K, K, Kj, are the complex transfer coefficients, respectively, of the voltages direct 0 t inverse of U2 and zero 0 sequences. If measuring transducer 5 is intended to isolate only one symmetrical component, for example, a reverse sequence voltage, then the magnitude of the transfer coefficient K over voltage is more than 2 times or more, the measurement error and voltage 2 times equal. U2-fJe ,, jK 2 20 nominal value of the coefficient –y is the multiplicative error of the coefficient + Tcg) In real three-phase networks x U-, U2, therefore, for example, with ,, 02, Kjj / K, p 0.001, asymmetry factor 2 | U 0.05, the displacement coefficient of the neutral, 05, multiplicative error |., OI, the maximum value of the relative error y is equal to yU2 0.41, i.e. the error is 41%, and at 0.02 it exceeds 100%. Thus, direct measurement of the reverse sequence voltage converter 5 is accompanied by significant errors and significant errors and is practically impossible with small asymmetry values. In the device implementing the method (Fig. 1), the voltage difference between the three-phase network and the brush 1 of the reference voltage is applied to the inputs of the measuring converter 5. In this case, due to the linearity of converter 1, its output parameter is equal to (where the value of the reference voltage of the direct source source I.. Since the initial phases of the voltages--f and t are equal, expression (3) can be written as., (.) 2 2 o For the considered example of the measurement of the negative sequence voltage, the relative error in determining the voltage when using the proposed method is equal to, () l, g 4U, or k and 1 and - and i (t and j., 2 × i k .. i. u..li .. u The error of y decreases as compared to the decrease in the first in the formula (5). For the indicated numerical ratios and when the voltage deviates by + 10%, 5 I-UIOH 0, I, the error y ... is equal to that.0.051, i.e. the error J-LI2 5% , a, 02, it is 11%. The scabby size is 100% with an asymmetry coefficient of 0.002. Thus, the proposed method allows for an order to expand the working range and to increase the measurement accuracy of electrical energy quality parameters by 3-5 times.