SU1109678A1 - Измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии - Google Patents

Abstract

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ , содержащий коммутатор, отличающийс  тем, что, с целью повьщ1ени  точности измерени , в него введены источник опорных напр жений нулевой, пр мой и обратной последовательности, три преобразовател  трехфазного напр жени  в однофазное, три сумматора, четыре блока автоматической установки коэффициента передачи и блок npoi- раммного управлени , причем входы преобразователей трехфазного напр жени  в однофазное объединены между собой и подключены к выходу коммутатора , к входам которого подключены источник опорных напр жений нулевой, пр мой и обратной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которых подключен выход второго преобразовател , а их выходы подключены к другому входу первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи , другой информационный вход . которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход к второму входу третьего сумматора , выход которого подключен к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого.-подключен один из выходов источника опорного напр жени , управл ющие входы первого и второго блоков автоматической (/} установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управлени , три других выхода которого подключеС ны соответственно к управл ющим входам коммутатора, третьего и четвертого блоков автоматической установки коэффициента передачи. х 2. Преобразователь по п. 1, о т ч л и ч а ю щ и и с Я- тем, что каждый блок автоматической установки коэффи00 циента передачи содержит управл емый делитель, блок сравнени  амплитуд, сумматор и управл емый фазовращатель, причем первый информационный вход подключен к первому входу сзгмматора и к выходу блока через управл емый делитель и фазовращатель, стробирующие входы которых объединены и подключены к управл ющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнени  амплитуд , второй вход которого подключен

Description

к выходу управл емого делител , а его выход - к управл ющемувходу

делител , выход сумматора подключен к второму входу фазовращател .

Изобретение относитс  к измериттельной технике и предназначено дл  намерени  симметринных составл ющих напр жений трехфазной сети и может быть использовано в качестве автономного измерител  параметров качества электроэнергии или в составе информационно-измерительной системы .

Известно устройство дл  измерени несимметрии режима многофазной сети, основанное на симметричном умножении числа фаз сети, выпр млении полученного многофазного напр жени  и определении по огибающей выпр мленного напр жени  обратной последовательности tl,

Н)едостатками этого устройства  вл ютс  применение громоздких и сложных в изготовлении многофазных трансформаторов, необходимость подбора диодов по идентичным вольтамперным характеристикам, а также необходимость применени  селективного фильтра, настроенного на втору гармонику, что существенно понижает точность определени  напр жени  обратной последовательности.

Известен способ измерени  симметричных составл ющих многофазной системы переменных напр жений, заключающийс  в выпр млении напр жений с помощью многофазного выпр мител  и последующем измерении напр жений. При этом устанавливают одинаковый пор док чередовани  фаз импульсов управлени  выпр мителем и измер емой симметричной составл ющей, затем сдвигают систему импульсов управлени  по фазе до достижени  . максимального показани  и по величине этого показани  и фазового сдвига импульсов управлени  определ ют амплитуду симметричной составл ющей и ее фазу 2.

Недостатком данного способа  вл етс  низка  точность, обусловленна  погрешност ми фазовой подстройки напр жений симметричной последовательности .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измерительньш преобразо5 ватель параметров качества электроэнергии , содержащий коммутатор, введены источник опорных напр жений нулевой, пр мой и обратной последовательности , три преобразовател 

О трехфазного напр жени  в однофазное, три сумматора, четыре блока автоматической установки коэффициента передачи и блок программного управлени , причем входы преобразователей

5 трехфазного напр жени  в однофазное объединены, между собой и подключены к выходу коммутатора, к входам которого подключены источник опорных напр жений нулевой, пр мой и обрат0 ной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному

5 входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которых подключен выход второго преобразовател , а их выходы

0 подключены к другому входу первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи, другой информационный вход которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход к второму входу третьего сумматора, выход которого подключен

к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого подключен один из выходов источника опорного напр жени , управл ющие входы первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управле ни , три других выхода подключены

соответственно к управл ющим входам коммутатора, третьего и четвертого блоков автоматической установки коэффициента передачи.

При этом каждый блок автоматической установки коэффициента передачи содержит управл емый

делитель, блок сравнени  амплитуд, сумматор и управл емый фазовращатель причем первый информационный вход подключен к первому входу сумматора и к выходу блока через управл емый делитель и фазовращатель, стробирующие входы которых объединены и подключены к управл ющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнени  амплитуд , второй вход которого подключен к выходу управл емого делител , а его выход - к управл ющему входу делител , выход сумматора подключен к второму входу фазовращател .

На фиг. 1 приведена блок-схема измерительного преобразовател  параметров качества электроэнергии; на фиг. 2 - блок-схема блока автоматической установки коэффициента передачи, который используетс  в составе предлагаемого устройства.

Измерительный преобразователь параметров качества электроэнергии (фиг. 1 состоит из источника 1 опорного напр жени  нулевой, пр мой и обратной последовательности трехфазного напр жени , коммутатора 2, преобразователей 3-5 трехфазного напр жени  в однофазное, блоков 6-9 автоматической установки коэффициента передачи, сумматоров 10-12, блока I3 программного управлени  и его выходов 14-17.

Блок автоматической установки коэффициента передачи{фиг. 2)состоит из управл емого делител  18, блока 19 сравнени  анлитуд, управл емого фазовращател  20, сумматора ;21. Выход и входы блоков 6-9 обозначены буквами а,Ь, с, сЗ фиг. О и 2

Блок 6 работает следующим образо

Входные синусоидальные напр жени поступают на входы а и Ь и сравниваютс  в блоке I9 сравнени  амплитуд , котора  вырабатывает управл ющие воздействие поступающее на управл емый делитель 18. Регулировк делител  продолжаетс  до тех пор, пока не сравн ютс  амплитуды на входе Ъ блока 6 и выходе делител ..

Затем сумма напр жений на входе |Ь и выходе фазовращател  20, котора  снимаетс  с выхода сумматора 2, поступает на управл ющий вход фазовращател . Регулировка фазы продолжаетс  до достижени  нул  на выходе сумматора , при этом напр жени , поступаю щие на входы сумматора, равны по амплитуде и сдвинуты по фазе друг

относителькГо друга на ,

Регулирование делител  18 и фазовращател  20 возможно только в том случае, если на вход с. блока подан разрешаюпщй сигнал. После сн ти  разрешающего сигнала с входа с блока управл емый делитель и фазовращатель остаютс  в том состо нии , в котором они находились в конце процесса регулировки. Напр жеof блока 6 равн ет-

ние и ,, на выходе

с  произведению напр жени  0 на

на коэффициент cL , равный

входе о(

oi. Ui,/Uy

где 0( напр жени  на входах с и is в процессе регулировки.

Устройство работает следующим образом.

Преобразователи 3-5 линейны и их передаточные функции относительно симметричных составл ющих напр жений трехфазной сети Qi.iOy равны

v.Lu. + i..0.,u

1 to о 11 1

(Я

35

meV,V2,Vj выходные напр жени  соответственно преобразователей 3 - 5;

So oSo коэффициенты передачи напр жени  нулевой последовательности преобразователей . . 3-5;

К i 1., , коэффициенты передачи напр жени  обратной последовательности преобразователей 3-5.

Пусть требуетс , например, определить напр жение пр мой последовательности . Преобразование проводитс  в четыре такта.

На первом такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователей опорное напр жение нулевой последовательности UQJ, , которое снимаетс 

с источника 1. При этом на выходах преобразователей 3-5 напр жени 

0 оиоп-. (2

f

На первом такте блок 13 вырабатывает на выходе 15 разрешающий сигнал, который поступает на входы С блоков 6 и 7. При этом, в соответствии с работой блока 6 в них устанавливаютс  комплексные коэффициенты передачи oL и oiy равные отношению комплексных напр жений на входах Ь нов тот интервал времени, когда на входы блоков 6 и 7 поступает разрешающий сигнал. Эти коэффициенты равны

V К

j -J-L, -. 10

1 / U

k

12

20

(3)

V.

К

31

30

Г- V

t2

На втором такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователей 3-5 опорное напр жение обратной . последовательности. При этом на выходах преобразователей напр жени  . ; о К и ; V :1 и . (1 11 11 оп 21 21 оп З- 31 ОП На втором такте блок 13 вырабатывает на выходе 16 разрешающий сигнал 2o(VzO .)( Ha четвертом Такте коммутатор 2подключает входы преобразова телей 3- 5 к трехфазной сети. При этом вьсходные напр жени  преобразователей равны V iV2fV, , которые определ ют- . с  по формулам(1 ). Выходное напр жение уср-ройства, в соответствии с конфигурацией соединени  блоков (фиг. 1 .равно J8b/x ct4( . (10) Подставл   в выраЛсение |; 10) формулы (1 ), получаем выхЧКо-КЧ з) o,VM/,)K.o,K,0.ot,K /. т -(()К22 о6зКз2 и2 . (ll) .

который поступает на вход с блока 8, при этом в нем устанавливаетс  комплексный коэффициент, передачи o(.j

-3 равный

V -(-(i V oi. 12 1 22

()

или с учетом (4)и(3)

К.и k Ik, и

к к -К к

12 on (О/ 20 (

12 20 10 22

on

(М

32 оп На третьем такте коммутатор 2 подключает к входам преобразователей опорное напр жение -пр мой последовательности . При этом на выходах преобразователей напр жени 

.

,. На третьем такте блок 13 вырабаты на выходе 17 разрешающий сигнал , который поступает в блок 9, при этом в нем устанавливаетс  комплексный коэффициент передачи cL , равньш с учетом того, что на вход блока 9 поступает напр жение oni г Ь . V .-V К 1 ® (V°.%3) или с учетом(.3/, (.6) и( 7) ZZ .0, Если в (I I) подставить значени  , 063, полученные из -, формул(2 ),16|иС9,то коэффициенты при 0 , и О обращаютс  в нуль, а при U - в единицу, т. e.. Измен   пор док коммутации опорных напр жений источника 1 можно также измер ть напр жени  нулевой и обратной последовательности. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет измер ть несколько параметров качества электроэнергии, измен   только последовательность подачи на входы источника питани  опорных напр жений. В устройстве уменьшаетс  погрешность преобразовани , котора  может возникать под воздействием различных возмущающих виздеис1 в факторов.

Claims (2)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащий коммутатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности, три преобразователя трехфазного напряжения в однофазное, три сумматора, четыре блока автоматической установки коэффициента передачи и блок программного управления, причем входы преобразователей трехфазного напряжения в однофазное объединены между собой и подключены к выходу коммутатора, к входам которого подключены источник опорных напряжений нулевой, прямой и обратной последовательности и фазы трехфазной сети, выходы первого и третьего преобразователей подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров и к информационному входу первого и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи, к другому информационному входу которых подключен выход второго преобразователя, а их выходы подключены к другому входу первого и второго сумматоров, выход второго сумматора подключен к одному из информационных входов третьего блока автоматической установки коэффициента передачи, другой информационный вход . которого подключен к выходу первого и входу третьего сумматоров, а его выход 'к второму входу третьего сумматора, выход которого подключен к одному из информационных входов четвертого блока автоматической установки коэффициента передачи, к другому входу которого.'Подключен один из выходов источника опорного напряжения, управляющие входы перво- g го и второго блоков автоматической установки коэффициента передачи подключены к одному из четырех выходов блока программного управления, три других выхода которого подключены соответственно к управляющим входам коммутатора, третьего и четвертого блоков автоматической установки коэффициента передачи.

2. Преобразователь по π. 1, отличающийся- тем, что каждый блок автоматической установки коэффициента передачи содержит управляемый делитель, блок сравнения амплитуд, сумматор и управляемый фазовращатель, причем первый информационный вход подключен к первому входу сумматора и к выходу блока через управляемый делитель й фазовращатель, стробирующие входы которых объединены и подключены к управляющему входу блока, второй информационный вход подключен к второму входу сумматора и первому входу блока сравнения амплитуд, второй вход которого подключен

SU ..,1109678 к выходу управляемого делителя, а его выход - к управляющему входу делителя, выход сумматора подключен к второму входу фазовращателя.

I