А0О
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.