Способ определения параметров качества электрической энергии трехфазной сети

Способ определения параметров качества электрической энергии трехфазной сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ путем сравнения входного и onopHoijp напряжений, о тличающийся тем, что, с целью повьшения точности и расширения амплитудного диапазона, определяют начальную фазу прямой последовательности напряжений трехфазной сети, формируют опорную трехфазную систему напряжений прямой последовательности , начальная фаза которой равна начальной фазе прямой последовательности напряжений трехфазной сети, а амплитуда равна номинальному значению амплитуды напряжения трехфазной сети, а затем иэ разности входных и опорных напряжений выделяют симметричные составляющие наа пряжений, по величине которых судят о качестве электрической энергии (Л трехфазной сети

СОЮЗ СОВЕТ!;КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SUÄ, 1!!09655 А эьо С 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 2721453/18-21 (22) 21.02.79 (46) 23.08.84. Бюл. И 31 (72) А.К.Шидловский, Н.И.Невмержицкий, С.Г.Таранов, И.П.Гринберг, В.В.Брайко, P.È.Ãàëèöêèé, О.Л.Карасинский, О.М.Мирфайзиев, В.В.Соботович, Р.Б.Хусид, А.М.Цыганок и В.А.Ящук (53) 62! 31?.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 415618, кл. G О! R 29/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР !! - 374557, кл. G 01 К 29/16, 1973. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ТРЕХфАЗНОЙ СЕТИ путем сравнения входного и опорно ;о напряжений, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения точности и расширения амплитудного диапазона, определяют начальную фазу прямой последовательности напряжений трехфазной сети, формируют опорную трехфазную систему напряжений прямой последовательности, начальная фаза которой равна начальной фазе прямой последовательности напряжений трехфазной сети, а амплитуда равна номинальному значению амплитуды напряжения трехфазной сети, а затем иэ разности входных и опорных напряжений выделяют симметричные составляющие напряжений, по величине которых судят о качестве электрической энергии трехфазной сети.

1 09655

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению симметричных составляющих напряжений трехфазной сети, и может быть использовано при построении прецизионных измерителей симметричных составляющих токов, напряжений, измерителей параметров качества электроэнергии, так как параметры качества электроэнергии трехфазной сети(отклонение и колебание напряжения, несимметрия, смещение нейтрали) определяются по симметричным составляющим трехфазного напряжения.

Известны способы измерения симметричных составляющих трехфазного напряжения с использованием фильтров симметричных составляющих, заключающиеся в суммировании линейных напряжений, каждое из которых умножено на комплексный коэффициент, осуществляющий масштабное преобразование и сдвиг по фазе этого напряжения (! ).

Однако выходнои сигнал фильтровр построенных по этим способам, существенно зависит от частоты исследуемого напряжения, что вносит значительные погрешности в результат измерения.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения качества электрической энергии трехфазной сети путем сравнения входного и опорного напряжений f23.

Недостатками известного способа являются сравнительно низкая точность измерения, обусловленная погрешностями определения максимального показания прибора и фазовой подстройкой 40 опорного напряжения по этому показанию, и погрешность от влияния неинформативных параметров на результат измерения. Последняя погрешность в основном сказывается при измерении напряжений обратной и нулевой последовательностей, так как в реальных электрических сетях напряжение прямой последовательности в

10-100 раэ больше, чем напряжение обратной и нулевой последовательностей. При измерении напряжений обратной и нулевой последовательностей, величина которых меньше 0,01-0,02 величины напряжения прямой последовательности, относительная погреш55 ность измерения превьппает !007., что ограничивает рабочий диапазон измеряемых величин.

Целью изобретения является повышение точности и расширение амплитудного диапазона определения симметричных составляющих трехфазных напряжений, а следовательно, и параметров качества электрической энергии.

Цель достигается тем, что согласно способу определения параметров качества электрической энергии трехфазной сети путем сравнения входного и опорного напряжений определяют начальную фазу прямой последовательности напряжений трехфазной сети, формируют опорную трехфазную систему напряжений прямой последовательности, начальная фаза которой равна начальной фазе прямой последовательности напряжений трехфазной сети, а амплитуда равна номинальному значению амплитуды напряжения трехфаэной сети, а затем из разности входного и опорного напряжений выделяют симметричные составляющие напряжений, по величине которых судят о качестве электрической энергии трехфазной сети.

На фиг. l представлена блок-схема устройства для реализации способа определения параметров качества электрической энергии трехфазной сети; на фиг. 2 — векторные диаграммы напряжений, поясняющие предлагаемый способ.

Устройство для определения параметров качества электрической энергии(фиг. !! содержит управляемый по фазе источник 1 опорного трехфазного напряжения прямой последовательности, блоки 2 — 4 вычитания напряжений, прямые входы которых соединены с входными шинами А,В,С, а вычитающие входы — с источником 1, измерительный преобразователь 5 трехфазного напряжения в симметричные составляющие, входы которого подключены к выходам блоков 2 — 4, а выходы — к регистрирующему устройству 6, измеритель 7 начальной фазы прямой последовательности напряжений трехфазной сети, входы которого подключены к входным шинам А,В,С, а выход— через блок 8 управления источником опорного напряжения к управляющему входу источника 1.

В соответствии с последовательностью операций предлагаемого способа сначала в измерителе 7 определяъ ется начальная фаза „ напряжения

1109655 только одной симметричной составляющей, например напряжения обратной последовательности, то модуль коэффициента передачи К по напряжению

02 во много раз больше К1и К о

Относительная погрешность определения напряжения 1 2 равна

Я2 1 КО О, I

2 20 2 где К вЂ” номинальное значение коэффициента К1; у — мультипликативная погреша К ность коэффициента K =K 11+

15 2 2р

В реальных трехфазных сетях

01 >)02, поэтому, например, при К1/К =0,02, К /!C =0,001, коэффициенте несимметрйй 02 /U =0,05, коэффициенте смещения нейтрали 0 /О =0,05,мультипликативной погрешности у =0,01 максимальное значение относктельной погрешности ц равно у02= 0,411, 5 т.е. погрешность равна 41Х, а при 02 /01= 0,02 она превышает 1007.. Таким образом, прямое измерение преобразователем 5 напря" жения обратной последовательности сопровождается значительными погрешностявождается значительными погрешностями и практически незозможно при малых значениях несимметрии.

В устройстве, реализующем способ (фиг. 1), на входы измерительного преобразователя 5 подается разность напряжений трехфазной сети и источника 1 опорных напряжений. При этом вследствие линейности преобразова4О теля I его выходной параметр равен .,о, „„=к,(u,-u„,„) к,и,+к,>,, где U о„- величина опорного напряжения прямой повледователь45 ности источника 1.

Так как начальные фазы напряжений 9< и У равны, то выражение(3) акоп можно записать в виде и «к u U е +ко+к и

j Ч1

5О В 0(х 1 1 10n 2 2 О 0

Для рассмотренного примера измерения напряжения обратной последовательности относительная погрешность определения напряжения при использовании предлагаемого способа равна поступают на входы измерительного преобразователя 5, который в зависимости от назначения выделяет напри- 20 жение прямой, обратной или нулевой последовательностей(могут быть использованы, например, различные фильтры симметричных составляющих).

Выходной параметр преобразователя 2

5(напряжение или код )регистрируется устройством 6.

Векторные диаграммы напряжений показаны на входах блоков 2 — 4 вычитания(фиг. 2а1 и на входе измерительного преобразователя 5 (фиг. 26 ). Значения начальных фаз к11 и „отсчитываются от действительной оси произвольно выбранной прямоугольной системы координат

{фиг. 2). Начальнь1е фазы Ч1 и „ (фиг. 2) условно показаны неравными друг другу (это может наблюдаться, например, в процессе регулировки У1, .

Рассмотрим погрешность определения, например, напряжения обратной последовательности, если измерительный преобразователь 5 подключен непосредственно к входным шинам А, В, С.

Выходной параметр реального измерительного преобразователя 5 в общем случае есть функция от напряжений прямой обратной и нулевой последова" тельностей. Если преобразователь 5 линейный, то его выходной параметр (например, напряжение)равен

U =K u+k 0+k И, ВЫх 1 1 2 2 прямой последовательности трехфазной сети. Выходной параметр измерителя 7(например, напряжение или код)поступает в блок 8 управления источником 1. Выходной сигнал блока

8 регулирует начальную фазу У1 „ опорной системы трехфазных напряжений прямой последовательности, которая снимается с выхода источника 1.

Амплитуда опорного напряжения постоянна и равна номинальному значению амплитуды напряжения трехфазной сети.

Регулировка начальной фазы Ч„ продолжается до равенства с начальной фазой . Затем разности напряжений "Л="Л- Д" "В где К1, К, К в — комплексные коэффициенты передачи соответственно напряжений прямой О, обратной 02 и нулевой Ов последовательностей, Если измерительный првобрамователь 5 предназначен для выделения

2 Еык йв 1 1 10П

1109655 т.е. " "о" =0,1 погрешность оп

Составитель В.Баганов

Редактор И.йулла Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Максимишинец

Заказ б023/29 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 — — +j (Ч

К 0

2о 2 и

К„0„ (0,-0„,„) >>Р к, и

20 2 акоп 20 2 2

Погрешность ) щуменьшается Во сравнению с)" вследствие уменьшения первого слагаемого в формуле(5) . При

10 указанных численных соотношениях и при отклонении напряжения íà +107, равна г„ =0,051, т.е. погрешность и2 =57., а приО /01=0,02, она равна

112. Погрешность равна lOOX npu коэффициенте несимметрии, равном

0,002.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет на порядок расширить рабочий диапазон и в 3-5 раз ловысить точность измерения параметров качества электрической энергии.