Всегсоюзная т*;: 1ат?^11г^9^-т?хя^чесш*^!j'.{a.,^hqtgka

Всегсоюзная т*;: 1ат?^11г^9^-т?хя^чесш*^!j'.{a.,^hqtgka

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О l1 И С А Н И Е 374557

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ бова бсветскнх

Социалнстнческкх

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11.ll.1971 (№ 1619892/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20Л11.1973. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 6.VI.1973

М. Кл. б 01г 29/16

Комитет оо делам нзобретеннй и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 621.317.32.2 (О88.8) Авторы изобретения Р. П, Карташов, Б. E. Пьяных, A. В. Яблоков и И. М. Петр

Институт электродинамики АН Украинской ССР

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

МНОГОФАЗНОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для измерения симметричных составляющих многофазных систем, а также фазовых утлов между ними в лабораторных исследованиях при разложении несимметричных систем напряжений на симметричные составляющие, пр1и контроле качества электрической энергии системы электропитания, при построении приборов для измерения асимметрии трех фазяых сетей, в статических преобразо вателя х при устранении влияния несимметрии:питающей сети на форму выходного напряжения и т. п.

Известные способы измерения симметричных соста вляющих путем выпрямления напряже ний c:ïîìoùüþ выпрямителей и последующих:измерений не дают возможности измерять амплитуды .и фазы всех симметричных составляющих вапряжений и тем самым коэффициентов несимметрии по этим составляющим.

Цель изобретения — обеопечение возможности измерения как амплитуд любой из симметричных соста|вляющих, так и их фаз при линейной шкале измерительных,п риборов.

Возможность измерения амплитуд любой из симметричных составляющих мнотофазной системы позволяет определить и коэффициенты несимметрии по этим составляющим и, таким образом, получить:полную характеристику несимметрии многофазной системы. о

Для этого выходное, напряжение управляемого выпрямителя подают на прибор постоянного тока, устанавливают, например, с .помощью переключателя одинаковый порядок

5 чередования фаз имстульсов управления и измеряемой симметричной составляющей, затем сдвигают систему импульсов управления по фазе до достижения максимального показания прибора и по величине постоянной со10 ставляющей и фазового сдвига определяют амплитуду симметричной составляющей и ее фазу.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства

15 для осуществления описываемого способа; на фиг. 2 — векторная диаграмма несимметричной системы и ее симметричные составляющие; на,фиг. 3 — 5 — коммутационные функции (а, б, в), эпюры напряжений каждой из фаз

2о после модуляции их соответствующими коммутационными функциями (г, д, е) .и эпюры выходных напряжений (лс) .при выделении составляющих нулевой, прямой и обратной последовательностей соответственно.

25 Доказательство возможности указанных измерений проводится на примере широко распространенной трехфазной системы напряжений. Напряжения отдельных 1фаз при наличии несимметрии мотут быть представлены через

3О симметричные составляющие:

374557

15

f>s (/) = Ьо (/) = fCэ (/) =

+ — V,„sin (u>t + а) sin (t + y,) +

40 / 4х

+ — V, .sin(t+a) sin + Т + — ç)+

+ — V, sin (

4 гх 1

+ — Vim sin(cot+ ) sin -г+Т,+ — )+

4 / 4х

+ Ь, sin(et+ a) sin I t+ y, + )

1 ет $1п (а/+ а) ° sin(>t+ Те) +

+ — V, sin(u>t+ а) (sin(t+ Т,)+

+ sin o>t+ t + 3 +

2 1 4

-+-з1п(а +y, + — ) + — 1 Х

60 х

2ss

Х$1п(а/+а) sin(

+ ssin + "". +

Х s

3 А: 1 от $1п (а/ + Те) + 1 1т $1п (И + 11) +

+ V,„sin (et+ Т,), U8 — — Vu sin (u"t+ о)+ V Х

Х sin в+Т + 3 +1 /+Т + 3 (1) Uc Vsm $1п (u)t+ (u)+Uim Sin ш/+Т1+ + з

+ U, sin u >t+ "„+,1, где Vum, VI, Vgm — амплитуды составляющих нулево1й, 1прямой и обратной последовательностей соответственно; а — частота системы;

Т о, Т ь у — фазовые углы составляю:щих нулевой, прямой и обратной последовательностей соответственно.

Эти напряжения модулируются трехфазной системой коммутационных функцией той же частоты о типа меандр.

Для измерения составляющих нулевой последовательности трех фазная система коммутационных функций превращается в од нофазнчю:

sin (2S — 1) (

=1 где S=1, 2,..., oo; а — угол регулирования.

При указанной модуляции производится перемножение коммутационной .функции данной фазы на соответствующее фазное напряжение и для получения выходного напряжения результаты суммируются: живых,: fps(t)U>+ fps(t)U8+ f cs(t)Uc — sin(2S — 1)(u>t+ а)Х

2S — 1

S=1

ХV,„çin(/+yo)+ —; Х

4 Ч 1 1

8=1

-+- — д sin (2S — 1) (о4+ а) Х х 2S — 1

8=1

Х Vет sin (t +;о) +

S=I

Х sin(2S — 1)(

+ — > sin(2S — 1)(ut+a) Х

4 ЧГ 1 х,Д 2S — 1

S=l

Х,.$1. - +Т,+ — + — РХ

7С

S=1

Х sin(2S — 1)(u>t+a) V, Х

2S — 1

2-. 4 1

Хsin t+y, + — ")+ — Х

З) 2S — 1

$=1

Х sin(2S — 1)(mt+ а) V, sin(t+ Т,)+

+ — sin (2S — 1) (

25 — 1

S=1

>

S=I

X sin (2S — 1) (t + а) V,m Õ

2S — 1

Х $1п u t+ Т +—

Для о пределения основных гармоник предположим, что S=1. Тогда

U.û, — — — V, 381ï (t+ y,)+

+ — V, sin (

374557

Выражения в квадратных скобках представляют собой сумму симметричных векторов с одинако(выми амплитудами, равными единице, Такие векторы образуют замкнутые треугольники и, следовательно, сумма их рав- 5 на нулю. Поэтому

S=1

X (о)/+ а) (6) 10

X +а+ 3

20 Производя аналогичные преобразования, получают

U „, =- — (V, cos (а — 7,)—

V, = — V, cos(а — 7 ). (4) 25

Здесь (п(ри а=7) прибор постоянного тока покажет амплитуду напряжения прямой по6 следовательности V1 в масштабе

U, „= — (К, cos(а — 7,)—

V ò cos (2О)t + а + 7 )), (8)

35 При а=у в том же масштабе — прибор покажет амплитуду на(пряжения обратной последовательности.

40 В блок-схему устройства для осу ществления описываемого способа измерений входят: многофазная система напряжений 1, задающий генератор 2, фазосдвигающее устройство

8 и его вход, пересчетная цепь 4, переключатель порядка чередования фаз импульсов управления 5 и его вход, реверсивный полностью упра(вляемый выпрямитель б и прибор постоянного тока 7.

50 Векторы А, В, С и эпюры нап ряжени(й несимметричной трех(фазной системы показаны на фиг. 2, где АОВОСΠ— векторы составляющих нулевой )последовательности; А)В) С) — векторы составляющих прямой последователь но55; А В С вЂ” векторы составляющих обратной последовательности. (5) Работа блок-схемы происходит следующим образом.

60 Задающий генератор 2 вырабатывает однофазную последовательность, импульсов, которая через фазосдвигающее устройство 8 подается на пересчетную цепь 4, на выходе которой формируются п однофазных последова65 телыностей им(пчльсо(в включения и выключеU,„„, = V, з1п(о)1+ a) sin((pt+ 7p) =

6

= — V, (соз(а — 7,) — cos(2о/+ а+ 7,)).

Таким образом, в выходном напряжении присутствует постоянная составляющая, пропорциональная ам(плитуде нулевой последовательности.

Если смещать импульсы системы управления (менять а), то равенство (4) достигнет максимума при cos (а — 7)()) =1 или а — у()=

=О; а= уо, т. е. максимальное показание

6 вольтметра постоянного тока в масштабе равно амплитуде нулевой последо(вательности, а сд(виг ручки потенциометра, определяющего угол регулирования а,— фазовому углу этой составляющей.

Для измерения составляющих прямой и обратной последовательностей порядок чередования фаз в системе управления должен быть одинаковый с порядком чередования фаз составляющих прямой и обратной последовательностей соответственно, fA, () = — Д sin(2S — 1) р

° Д 2S

S=1

X (и/+ а) fâs, ® = — з1п(25 — 1) X

S 1 аt+ а+

fc (t) = — sin(2S — 1) ><

S 1 о)/+ а+

f„(i) = — g sin (2$ — 1) у

fs (t) = — V sin(2$ — 1) Х ж 2S — 1

S 1

fc (t) = — У 81п(25 — 1)Х х 2S — 1

S=1 — V, cos(2(pt+ а+ 7,)(. (7) 374557 вход ф=о

А2

g C2

С1 ния вентилей полностью управляемого выпрямителя б, С помощью регулирования, входа фазосдвигающего устройства 8 можно сдвигать импульсы задающего генератора:на угол а, соответствующий фазе измеряемой:в даняый момент симметричной составляющей. Через вход переключателя порядка чередования фаз импульсов управления 5 можно выбрать для измерения составляющую необходимой последовательности. Прибор постоя нного тока 7 фиксирует урме нь этой составляющей.

Таким образом, согласно описываемому способу можно измерять амплитуду и фазу любой из симметричных составляющих многофазной системы, производить:разложение последней на составляющие. Причем шкала прибора как .для измерения амплитуд, так и для измерения фаз остается линейной, Предмет изобретения

Способ измерения симметричных составляющих многофазной системы .переменных напряже ний путем вы прямления этих напряжений с помощью реверсивного многофазного полностью управляемого выпрямителя, отличающ ийся тем, что, с целью обеспечения возмож ности измерения как амплитуд, так и фаз

10 симметричных составляющих, выходное нап ряжение вы пря мителя подают на прибор постоянного тока, устанавливают, например, с помощью переключателя одинаковый порядок чередования фаз импульсов управления вы15 прямителем и измеряемой симметричной составляющей, затем сдвигают систему им пульсов управления по фазе до достижения максимального показания прибора и по величине этого показания и фазового сдвига импуль20 сов управления определяют амплитуду симметричной составляющей и ее фазу.