SU951192A1 - Digital meter of voltage symmetrical components in three-phase industrial network - Google Patents
Digital meter of voltage symmetrical components in three-phase industrial network Download PDFInfo
- Publication number
- SU951192A1 SU951192A1 SU802988760A SU2988760A SU951192A1 SU 951192 A1 SU951192 A1 SU 951192A1 SU 802988760 A SU802988760 A SU 802988760A SU 2988760 A SU2988760 A SU 2988760A SU 951192 A1 SU951192 A1 SU 951192A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- block
- inputs
- multiplier
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
Изобретение относится к контролю качества электроэнергии систем электроснабжения.The invention relates to quality control of electric power supply systems.
Известно устройство, содержащее три трансформатора, три выпрямительных моста с фильтрами, трехвходовой функциональный преобразователь, преобразующий постоянные напряжения, пропорциональные входным напряжениям, в среднеквадратичную величину из разностей, и регистрирующий при-. бор fl 3.A device is known that contains three transformers, three rectifier bridges with filters, a three-input functional converter that converts constant voltages proportional to the input voltages into an rms value from the differences, and registers at. boron fl 3.
К недостаткам этого .устройства следует отнести ограниченный частотный диапазон, наличие методической погрешности и недостаточные функциональные возможности, так как это устройство предназначено для измерения составляющей обратной последовательности. Оно не позволяет измерять все симметричные .составляющие и тем самым коэффициент несимиетрии.The disadvantages of this device include a limited frequency range, the presence of a methodological error and insufficient functionality, since this device is designed to measure the component of the reverse sequence. It does not allow the measurement of all symmetrical components, and thus the coefficient of asymmetry.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее коммутатор фаз, преобразователь аналог-код, блок управления, два множительных устройства, задатчик кодов синусоидальных функций, два реверсивных счетчика, определитель знака, фазосдвигающее устройство, квадратор, два регистрирующих устройства, делительное устройство и нуль орган С23·The closest technical solution to the invention is a device containing a phase switch, an analog-to-code converter, a control unit, two multiplying devices, a sinusoidal function code setter, two reversible counters, a sign identifier, a phase shifting device, a quadrator, two recording devices, a dividing device, and zero organ C23
Однако известное устройство может измерять симметричные составляющие трехфазной сети в промышленных системах электроснабжения при спокойЮ ной нагрузке. Практически в электрических сетях всегда существуют резкопеременные и ударные с нелинейными элементами нагрузки, что приводит к ложному срабатыванию нуль-органа. Последнее обстоятельство приводит к 'изменению нормальной работы измерителя знака и, как следствие, реверсивных счетчиков. Нарушается их порядок выполнения операций суммирования и вычитания, что приводит к значительным погрешностям измерения. Частые резкопеременные броски тока в электрической сети могут привести к неопределенности срабатывания нульоргана и определителя знака, что вы25 зывает хаотический режим работы реверсивных счетчиков. При таких режимах трудно судить о достоверности .результатов измерения. Кроме того, устройство не позволяет измерять гармонический спектр составляющих трех3 фазной сети, что необходимо при компенсации несимметрии.However, the known device can measure the symmetrical components of a three-phase network in industrial power supply systems under a steady load. Practically in electrical networks, there are always abrupt alternating and shock with non-linear load elements, which leads to a false response of a zero-organ. The latter circumstance leads to a change in the normal operation of the sign meter and, as a consequence, reversible counters. Their order of performing the operations of summation and subtraction is violated, which leads to significant measurement errors. Frequent abrupt alternating current surges in the electric network can lead to an uncertainty in the operation of the null organ and sign determinant, which causes a chaotic mode of operation of the reversible counters. Under such conditions, it is difficult to judge the reliability of the measurement results. In addition, the device does not allow measuring the harmonic spectrum of the components of a three-phase network, which is necessary when compensating for the asymmetry.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is the expansion of functionality.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель сим- 5 метричных составляющих напряжений в трехфазной промышленной сети, содержащий коммутатор фаз, соединенный с преобразователем аналог-код, блок управления, два умножителя, два ю счетчика, определитель знака, квадратор, блок регистрации, блок деления и блок управления, введены масштабный преобразователь, блок памяти, постоянный запоминающий блок, 15 два умножителя, блоки реализации функций синуса, косинуса, арктангенса, два блока сумматоров-накопителей и сумматор, причем три входных зажима измерителя соединены с входами 2θ масштабного преобразователя, три выхода которого соединены с тремя входами коммутатора, выход преобразователя аналог-код через блок памяти соединен с первыми входами второго и третьего умножителя, выходы которых 5 соединены с первыми входами блоков сумматоров-накопителей, выход блока, управления через последовательно соединенные счетчики соединен с входом блока управления, второй выход пер- 30 вого счетчика соединен с первым входом первого умножителя, второй вход которого соединен со вторым выходом второго счетчика, вторыми входами блоков сумматоров-накопителей и бло- 35 ком регистрации, выход первого умножителя соединен с входами блоков реализации косинуса и синуса, выхо-. да которых соединены со вторыми входами второго и третьего умножителя 40 соответственно, выход первого блока сумматора-накопителя соединен с первыми входами блока деления и квадратора, выход которого через четвертый умножитель соединен со вторым входом 45 регистратора, выход второго блока сумматора-накопителя соединен со вторыми входами квадратора и блока деления, выход которого через блок реализации функции арктангенса, определитель знака и сумматор соединен с третьим входом регистратора, выхода блока управления соединены с коммутатором, преобразователем аналог-код, блоком памяти, блоками сумматоров-накопителей, квадратором и блоком ре- 55 гистрации, а выхода постоянного запоминающего устройства соединены с третьим входом- первого умножителя,со вторым входом сумматора и вторым входом четвертого умножителя соответст- 60 венно.This goal is achieved by the fact that in a digital meter of 5 symmetric voltage components in a three-phase industrial network, it contains a phase switch connected to an analog-code converter, a control unit, two multipliers, two counters, a sign identifier, a quadrator, a registration unit, a unit division and control unit, a scale converter, a memory unit, a read-only memory unit, 15 two multipliers, blocks for realizing the sine, cosine, arc tangent functions, two adder storage units and an adder, three in the meter’s running clamps are connected to the inputs 2θ of the scale converter, the three outputs of which are connected to the three inputs of the switch, the analog-code converter output is connected via the memory block to the first inputs of the second and third multiplier, the outputs of which 5 are connected to the first inputs of the accumulator-accumulator blocks, the block output , control through series-connected counters is connected to the input of the control unit, the second output of the first 30 meter is connected to the first input of the first multiplier, the second input of which is connected to the second m output of the second counter, the second inputs of block adders-accumulators 35 and Bloch com register, the output of the first multiplier is coupled to inputs of blocks implement the cosine and sine trav-. and which are connected to the second inputs of the second and third multiplier 40, respectively, the output of the first block of the adder-accumulator is connected to the first inputs of the division unit and the quadrator, the output of which through the fourth multiplier is connected to the second input 45 of the recorder, the output of the second block of the adder-accumulator is connected to the second inputs a quadrator and a division block, the output of which through the block of realization of the arc tangent function, the sign determinant and the adder is connected to the third input of the recorder, the output of the control unit is connected to the switch rum, an analog-to-code converter, a memory unit, adder-storage units, a quadrator and a recording unit, and the read-only memory output are connected to the third input , the first multiplier, to the second input of the adder and the second input of the fourth multiplier, respectively.
На чертеже изображена схема измерителя . ν The drawing shows a diagram of the meter. ν
Измеритель состоит из масштабного преобразователя 1, коммутатора 2 фаз, 65 преобразователя 3 аналог-код (ПАК), блока 4 памяти, счетчиков 5 и 6,постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) '7, умножителя 8, блока 9 реализации функции косинуса, блока 10 реализации функции синуса умножителей 11 и 12, блоков сумматоров-накопителей 13 и 14, квадратора 15, умножителя 16, блока управления 17, блока 18 регистрации, блока 19 деления, блока 20 реализации функции арктангенса, определителя 21 знака, сумматора 22.The meter consists of a scale converter 1, a 2-phase switch, 65 analog-code converter (PAC) 3, a memory block 4, counters 5 and 6, read-only memory (ROM) '7, a multiplier 8, block 9 for implementing the cosine function, block 10 the implementation of the sine function of the multipliers 11 and 12, the blocks of the accumulators-accumulators 13 and 14, the quadrator 15, the multiplier 16, the control unit 17, the registration unit 18, the division unit 19, the arc tangent function implementation unit 20, the sign identifier 21, the adder 22.
В основу работы измерителя положены следующие соображения.The meter is based on the following considerations.
Исследуемое фазное напряжение можно представить в виде:The investigated phase voltage can be represented as:
К и ( t ) = SZj Um^s i η ( ku)t +9Ok ), ( 1 ) где - амплитуда и начальные фазы составляющих спек1 тра сети;K and (t) = SZj U m ^ si η (ku) t + 9Ok), (1) where is the amplitude and initial phases of the components of the spec 1 network;
k=l,2-k - номера гармоник.k = l, 2-k are the harmonic numbers.
С помощью ПАК входное напряжение U(t) представляется в М равностоящих точках.Using a PAK, the input voltage U (t) is represented at M equidistant points.
Дискретное преобразование Фурье такого сигнала,имеет вид м-1 —М~The discrete Fourier transform of such a signal has the form m-1 —M ~
W2.W (г) или в триготометрической формеW2.W (g) or in a trigotometric form
Модуль и фаза спектральной плотности (3) определяется следующим образом 5к=/Ак~в*’ »Module and phase spectral density (3) is defined as k = 5 / A to a ~ * '"
M^arctg , (5) кM ^ arctg, (5) k
где S4 и - модуль и фаза спектральной плотности соответственно.·where S4 and are the modulus and phase of the spectral density, respectively.
Тогда амплитудное значение к-ой гармоники определяется из выражения (6) а начальная фаза k-ой гармоники может быть представлена в видеThen the amplitude value of the k-th harmonic is determined from expression (6) and the initial phase of the k-th harmonic can be represented as
Таким образом, в блоке 18 регистрации зарегистрируются значения амплитуд и начальных фаз напряжений гармонического спектра для фаз А,В,С следующих зависимостей:Thus, in the block 18 registration values of the amplitudes and initial phases of the stresses of the harmonic spectrum for phases A, B, C of the following dependencies are recorded:
иA (k ) = Ufcms ' п <kwt+4\) ; and A (k) = Ufc m s' n <kwt + 4 \);
953192 U6 ( к ) =lJkms ' n 953,192 U 6 ( k ) = lJ km s ' n
U£ ( к ) =и^т5 i η кu>( t + J ) + иU £ (к) = и ^ т 5 i η кu> (t + J) + and
iJimk Μ коИзвестно, что гармоники порядка, кратного 3 (.3,6,9 и т.д.) , образуют систему напряжений нулевой последовательности; гармоники порядка к=Зп+1,где η - любое целой число, т.е. при к=1,4,7,10,13 и т.д. образуют симметричную систему напряжений прямой последовательности;iJimk Μ co It is known that harmonics of order multiple of 3 (.3,6,9, etc.) form a zero-sequence voltage system; harmonics of order k = W n + 1, where η - any integer number, i.e., with k = 1,4,7,10,13, etc. form a symmetrical direct-sequence stress system;
наконец гармоники при к=2,5,8,11,14 и· т.д. образуют симметричную систему напряжений обратной последовательности .·finally, harmonics at k = 2,5,8,11,14, etc. form a symmetric system of negative sequence stresses. ·
Поскольку в предлагаемом устройстве совместно со значениями U.^^, и для каждой фазы определяются значения К , то тем самым имеется возможность измерять симметричные составля-20 ющие трехфазной сети.Since in the proposed device, together with the values of U. ^^, and for each phase, the values of K are determined, then it is possible to measure the symmetrical components of the three-phase network.
Измеритель работает в два этапа.The meter operates in two stages.
Первый этап. Фазные напряжения сети через масштабный преобразователь 1 поступают на коммутатор 2 фаз,25 который под воздействием блока 17 управления поочередно подключает их ко входу ПАК 3. В преобразователе 3 аналог-код происходит преобразование аналоговой величины в цифровой код, который затем записывается в блок 4 памяти. Работой ПАК 3 и блока 4 памяти управляет блок 17 управления.First stage. The phase voltage of the network through a scale converter 1 is supplied to a phase switch 2, 25 which, under the influence of the control unit 17, alternately connects them to the input of the PAK 3. In the converter 3, the analog code converts the analog value to a digital code, which is then written to the memory unit 4. The operation of the PAK 3 and the memory unit 4 is controlled by the control unit 17.
торые затем поступают на сумматор-накопитель 13 и сумматор-накопитель 14 соответственно.which then go to the adder-accumulator 13 and the adder-accumulator 14, respectively.
Таким образом, в блоках сумматоров-накопителей 13 и 14 после завершения цикла работы счетчика 5 формируются значения действительной и мнимой частей выражения (3), т.е. А^ и . Выходы сумматоров-накопителей 13 и 14 подключены ко входам квадратора 15, который предназначен для возведения в квадрат, суммирования и извлечения квадратного корня из суммы квадратов. Выход квадратора, где формируется значение S^, соединен с умножителем 16. Здесь производится умножение абсолютного значения на коэффициент который поступает из ПЗУ 7. Выходная величина умножителя является амплитудным значением к-ой гармоники и она поступает на блок регистрирующий 18.Thus, in the blocks of accumulators-accumulators 13 and 14, after the completion of the counter 5 cycle, the values of the real and imaginary parts of expression (3) are formed, i.e. A ^ and. The outputs of the adders-drives 13 and 14 are connected to the inputs of the quadrator 15, which is intended for squaring, summing and extracting the square root of the sum of squares. The output of the quadrator, where the S ^ value is generated, is connected to the multiplier 16. Here, the absolute value is multiplied by a coefficient that comes from the ROM 7. The output value of the multiplier is the amplitude value of the k-th harmonic and it goes to the recording unit 18.
Для определения начальной фазы •k-ой гармоники выходные сигналы сумматоров-накопителей 13 и 14 поступают на блок деления 19, где производится вычисление величины —— котоI Ач To determine the initial phase • k-th harmonic of the output signals of the adders-accumulators 13 and 14 arrive at the dividing unit 19, which computes the value - A h kotoI
Второй этап. После заполнения блока 4 памяти данными, измеритель переходит в режим обработки.Second phase. After filling the block 4 of the memory data, the meter goes into processing mode.
Тактовые импульсы из блока 17 управления поступают на последовательно включенные счетчик 5 текущей выборки и счетчик б номера к определиемой гармоники (формула 3). Счетчик 6 переходит в следующее состояние по сигналу переноса счетчика 5, т.е. после окончания вычислений текущей гармоники. Выходные коды счетчиков 5 45 и 6, начиная с нулевых значений, поступают на умножитель 8, куда заведен выход ПЗУ 7 числа и на выходе умножителя 8 формируется значение текущего аргумента функций синуса и коси- 50 нуса, равное ‘iJirnk (формула 3).Clock pulses from the control unit 17 are supplied to the counter 5 of the current sample and the counter number b to the detected harmonic (formula 3). Counter 6 goes to the next state by the transfer signal of counter 5, i.e. after finishing the calculation of the current harmonic. The output codes of the counters 5 45 and 6, starting from zero values, go to the multiplier 8, where the ROM output of the 7th number is entered and the output of the multiplier 8 forms the value of the current argument of the sine and cosine functions, equal to ‘iJirnk (formula 3).
Сигнал с выхода умножителя 8 поступает на входы блока 10 реализации функции синуса и блока 9 реализации функции косинуса, на выходе которых рая затем поступает на блок 20 реализации арктангенса, выходной сигнал которого прикладывается к определителю 21 знака.The signal from the output of the multiplier 8 is fed to the inputs of the block 10 for implementing the sine function and block 9 for the implementation of the cosine function, the output of which is then fed to block 20 for the realization of the arc tangent, the output signal of which is applied to the determinant 21 of the sign.
В зависимости от определенного знака фазы спектральной плотности Ф^ в сумматоре 22 происходит или сложение величины с величиной (£, поступающей из ПЗУ 7, или вычитание в соответствии с формулой (7). Выходная информация сумматора, представляющая собой фазу k-ой гармоники, поступает на блок 8 регистрации. Блок 17 управления синхронизирует работу всех блоков измерителя. Счетчик 6 номера гармоники выдает на блок 18 регистрации номер анализируемой гармоники и на устройство управления - сигнал об окончании анализа данной реализации сигнала, записанной в блоке 4. памяти. После этого устройство управления переходит к Первому этапу, т.е. начинается прием новой информации. Счетчик 6 также сбрасывает в нулевое состояние выходной код накопителей 13 и 14 после анализа очередной гармоники.Depending on the specific sign of the phase of the spectral density Φ ^ in the adder 22, either the addition of the quantity with the quantity (£ coming from ROM 7 or the subtraction in accordance with formula (7) occurs. The output of the adder, which is the phase of the kth harmonic, is received to the registration unit 8. The control unit 17 synchronizes the operation of all the meter blocks. d in memory block 4. After this, the control unit proceeds to Stage 1. That is, the reception of new information begins. Counter 6 also resets the output code of drives 13 and 14 to zero after analyzing the next harmonic.
образуются величиныvalues are formed
Um к МUm to M
Q-iimkQ-iimk
Μ которые поступают на умножители 12 и 60 11 соответственно. На другие входы умножителей 11 и 12 прикладывается текущее значение выборки, поступающее из блока 4 памяти, и на выходах умножителей 11 и 12 формируются значения 65Μ which enter the multipliers 12 and 60 11, respectively. At the other inputs of the multipliers 11 and 12, the current sample value coming from the memory unit 4 is applied, and the values 65 are formed at the outputs of the multipliers 11 and 12
Предлагаемый цифровой измеритель, в отличие от известного, обеспечивает повышенную точность, и может быть испольэовдн для непрерывного выделения симметричных составляющих напряжений промышленной сети, что значительно повышает эффективность и качество измерений.The proposed digital meter, in contrast to the known one, provides increased accuracy, and can be used to continuously isolate the symmetrical voltage components of an industrial network, which significantly increases the efficiency and quality of measurements.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802988760A SU951192A1 (en) | 1980-10-03 | 1980-10-03 | Digital meter of voltage symmetrical components in three-phase industrial network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802988760A SU951192A1 (en) | 1980-10-03 | 1980-10-03 | Digital meter of voltage symmetrical components in three-phase industrial network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU951192A1 true SU951192A1 (en) | 1982-08-15 |
Family
ID=20920321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802988760A SU951192A1 (en) | 1980-10-03 | 1980-10-03 | Digital meter of voltage symmetrical components in three-phase industrial network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU951192A1 (en) |
-
1980
- 1980-10-03 SU SU802988760A patent/SU951192A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4073009A (en) | Apparatus for calculating amplitude values of sinusoidal waves | |
EP0101727A1 (en) | Multi-function electricity metering method. | |
RU2161773C2 (en) | Angle determination device | |
SU951192A1 (en) | Digital meter of voltage symmetrical components in three-phase industrial network | |
JPH0132692B2 (en) | ||
SU1688179A1 (en) | The 3-phase alternating-to-constant voltage instrument transducer | |
SU540224A1 (en) | Digital phase meter | |
SU1117541A1 (en) | Method of decomposing multiphase voltage into orthogonal components of symmetrical sequencies | |
JP3029390B2 (en) | Waveform sampling method and apparatus, and AC measurement method and apparatus | |
SU1599813A1 (en) | Meter of asymmetric voltage in three-phase mains | |
RU2030753C1 (en) | Digital device for measuring voltage harmonic factor | |
RU2093841C1 (en) | Measuring transducer for current and voltage harmonic components | |
SU737882A1 (en) | Meter of symmetrical components of three-phase mains | |
SU373641A1 (en) | METHOD OF MEASURING Amplitude-Phase Asymmetry of a Three-Phase Voltage System | |
SU1056081A1 (en) | Digital meter of three-phase network symmetrical components | |
RU2282201C1 (en) | Method for determination of current electric parameters of power line for construction of its adaptive model | |
SU930224A1 (en) | Device for measuring phase time of signal delay | |
SU1633368A1 (en) | Digital meter of electric power quality in three-phase mains | |
RU2096789C1 (en) | Device which measures characteristics of electric power supply line | |
SU808962A1 (en) | Phase-meter | |
SU903919A1 (en) | Graphic information readout device | |
SU1628006A1 (en) | Method for determination of phase difference between two voltages | |
SU659989A1 (en) | Complex resistance digital meter | |
SU875285A1 (en) | Meter of orthogonal components of harmonic signal | |
RU2029962C1 (en) | Method to determine difference in phase between two sinusoidal signals |