SU737882A1 - Meter of symmetrical components of three-phase mains - Google Patents

Description

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СИММЕТРИЧНЫХ СОС1 АВЛЯКВ1ЙХ . Изобретение относитс  к области контрол  качества электроэнергии систем электроснабжени . Известно устройство дл  измерени симметричных составл ющих, йодержащ е трансформаторы выпр мители с фильтрами и регистрирующий прибор { Недостатками такого устройства  вл ютс  ограничени  по частоте и наличие методических погрешностей при несинусоидальной форме исследуе мой системы тpekфaзныx напр жений. Эти недостатки обусловлены испол зованием фильтров, выпр мителей и трансформаторов. -Известно устройство, содержащее три трансформатора, три выпр митель ных моста с фильтрами, трехвходовой функциональный преобразователь, пре образующий посто нные напр жени , пропорциональные входным напр жени  в среднеквадратичную величину из разностей, и регистрирующий прибор 2 . К недостаткам этого устройства следует отнести ограниченный частот ный диапазон, наличие методической погрешности и недостаточные функцио нальные возможности, так как это устройство предназначено дл  иэмере ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ НИН составл ющей обратной послеловательности , Ойо не позвол ет измер ть все симметричные составл ющие и тем самым коэффициент  есимкетрии, -Наиболее бЯйзким .техническим решением к изобретению  вл етс  устройство , содер сЙщёё генератор Однофазной последовательносфй импульсов, фазосдвигающее устройство, пересчетную цепь,переклочэ ель пор дка чередовани  фаз, угфавл емый выпр митель и регйстрйруШйС 1ПзиборГ Принцип действи  этого устройства основан на преобразовании многофазного напр жени  путем. Выпр  мленк  с помощью уиравл емого выпр мител  и измерени  максймальногчэ значени  этого напр жени  с помойбй прибора посто нного тока. Максимального значени  добиваютс  сдвигом по фазе последовательное ти импульсов, утфавл ющих выпр мителем , дл  каждой из симметричных составл ющих 3. Недостатками этого устройства  вл ютс  наличие методических погрешнрст ей в измерении амплитуд симметричных составл ющих, возникающих при отклонении,исследуемых напр жений от синусоидальной формы, эти погрешности вызываютс  тем, что амплитуды(54) MEASURING SYMMETRIC SOS1 AVLYAKVYH. The invention relates to the field of power quality control of power supply systems. A device for measuring symmetrical components, containing transformers, rectifiers with filters, and a registering device are known. The disadvantages of such a device are frequency limitations and the presence of methodological errors in the non-sinusoidal form of the three-phase voltage system under study. These drawbacks are due to the use of filters, rectifiers and transformers. - 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 voltage to the root-mean-square value of the differences, and a recording device 2. The disadvantages of this device include the limited frequency range, the presence of methodical error and insufficient functional capabilities, since this device is designed for an example of a THREE-PHASE NETWORK NIN component of the reverse sequence, the OIO does not allow to measure all symmetric components and thereby the factor of symmetry The most viable technical solution to the invention is a device containing a generator of a single-phase sequence of pulses, a phase-shifting device, countable chain perekloche spruce order interleaver phases ugfavl emy rectifier and regystryruShyS 1PziborG principle of this device is based on the conversion by multiphase voltage. A rectifier using an adjustable rectifier and measuring the maximum value of this voltage with a dc device. The maximum value is achieved by shifting in phase the series of pulses, utflating with a rectifier, for each of the symmetric components 3. The disadvantages of this device are the presence of methodological errors in measuring the amplitudes of the symmetric components that arise from the deviation of the tested voltages from the sinusoidal form, these errors are caused by the amplitudes

ЩШШ)йчйах с6стайЛМ)Щйх бтгр йёЯШш ShShShSh) yyyah s6stylay) Shykh btgr yoyashsh

06 срёдатенму эйачб1ШкгВ1Нхщ|;нЩ: 1;игналов выйр мител ; наличие методиче скйх погрешностей в измерении фаз симшт ичных составл ющих, также обуслр вйен1шх отклонением напр жени  от синусоидальной формы и наличием в этих напр жени х, они возникают из-за применени  нуль-органов Дл  определени  фазовых сдвигов; невысокое быстродействие (или большое врем  измерений), так как данное устройст.во реализует поисковый метод06 The average rate of 1blt; hcgv1nhsch |; nsch: 1; ignalov wiped out; the presence of methodical errors in the measurement of the phases of the symmetrical components, also caused by the deviation of the voltage from the sinusoidal form and the presence of these voltages, they occur due to the use of null organs to determine the phase shifts; Low speed (or long measurement time), as this device implements the search method

измерений. Врем  измерений возрастает с увеличением точности, когда фйзу последовательности импульсов, управд юмих вентилем, необходимо мен ть с малой днскретностью. Так, даже при дискретности в 1° measurements. The measurement time increases with an increase in accuracy when the phase of the pulse train controlled by the valve needs to be changed with a low dskretnost. So even with 1 ° resolution

часов может достига.ть 359. Если же учесть врем , необходимое дл  окончани  переходных процессов в управл емом- выпрй1«1ителе и измерителвном приборе, то общее врем  измерений еще больше воэ астает.hours can reach 359. If we take into account the time required for the termination of transients in the controlled drive and measuring instrument, then the total measurement time is even greater.

Цель насто щего изобрете ни  с6стОит в повьниении точности и бистродействи  измерений. The purpose of the present invention is to increase the accuracy and speed of measurement.

Поставглённа  цель достигаетс  тем, что в устройство, с одержа аеё кОМ;дутатор фаз, фазосдвйгающеё устройство  The supplied target is achieved by the fact that the device is equipped with a key coma; a phase dutter, phase-shifting device

йдаа регистрирующих устройства, в едены ,преобразователь аналог - код,два йноЛительНых устройства, два ревёрсивных счетчика, задатчик кодов си-.Ydaa recording devices, in one, analog converter - a code, two yolitelny devices, two reversive counters, master of codes si-.

нусойдальйых функций, определительnumerical functions, determinant

зйака, квадратор, делительное ус тройСТВ9 ,- нуль-орган и блок управлени . При sYoM коммутатор фаз по входу подключен к входу устройства, по перво-; му выходу через фазосдвигающее уст- . ройство - к первому входу задатчикаzyaka, quad, separating device, 9, is a null organ and a control block. With sYoM, the phase switch at the input is connected to the input of the device; the output of the phase-shifting unit. roystvo - to the first input of the setter

кодЬв синусоидальных функций,- а по второму выходу через нуль-орган - к .code of sinusoidal functions, - and on the second output through the zero-organ - to.

;первому входу определител  ЗНаКа и к информациойному вХоДу прёобраёовазселйаноле - код, управл ющий вхЬд которого ев зан с первым входом блока управлени , а выход через две Ветви, ка сда  .из которых содаржит; the first input of the caller identifier and to the information gateway of the preset drivers is the code that controls the control unit's input to the first input of the control unit, and the output through two Branches, from which

; последовательно сЬедйнёмнйе множи- тельное устройство и реверсивный ,- с двум  входами квадратора.; sequentially sequential multiplier and reversible, - with two inputs of quad.

.выход которого соединен с первым рёгйстрирующйм устройС ВОм й чШёз делйтёльное устройство со вторым рёгис Е й:0уйщйм устрбйством, Управл ююиё вХбйй ЙеЛитель.чогб устройст§а и ква рэ ора «гоединены со вторым выходом блочка упрада ЛёйИ , а трёттйй выхддблока управлени  - со вторым входом задатчика кодов синусондальЙЕк фунйЦйй,, который двум  выходами соединен со вторыми входами множительных устройств, а третьим выходом через определитель, знака - со вторыми входал81 реверсивных счетчик овГ На чертеже изображена струТГт р а  схемаизмерит ел g симметричных еоетавл кхцих трехфазной сети.The output of which is connected to the first spare device, including a new device, a new app, and a new one. the second input of the setter of sine-sinal YEC function codes, which is connected to the second inputs of the multiplying devices by two outputs, and the third output through the determinant, the sign to the second input81 reversible counter. The drawing shows the schematic diagram The r ate a g of symmetric three-phase network.

Устройство состоит ,из ког 1мутатора I фаз, дреобразовател  2 аналог-код (ПАК), блока 3 управлени , множительных УСТРОЙСТВ 4 и 5,задатчика 6 кодов синусоидальных функций, реверсивндлх счетчиков 7 и 8,определител  9 знака, фазосдвигаюшего устройства 10, квадратора 11, регистрирующих устройств 12, 13, делительного устройства 14, нуль-органа 15.The device consists of a 1-phase I switch, a 2 analog-code converter (PAK), a control block 3, multipliers 4 and 5, a dial 6 of sinusoidal function codes, reversing counters 7 and 8, a key 9, a phase-shifting device 10, quadr 11 registering devices 12, 13, the separating device 14, the null body 15.

В исходном состо нии трехфазное напр жение подаетс  на вход коммутатора 1 фаз, подключающего измер емую фазу к входу преобразовател  2 аналог-гкод .и управл ющего фазосдвигающим устройством 10.In the initial state, the three-phase voltage is applied to the input of the phase switch 1 connecting the measured phase to the input of the converter 2 analog-g-code and controlling the phase shifter 10.

Преобразователь 2 аналог-код преобразует напр жение U (t; ) в точках измерени  t{ в числовые коды. Задатчик 6 кодов синусоидальных функций задает в цифровом коде значени  cos uJtj и sin tut; , которые перемножаютс  множительными устройствами 4, 5 со значени ми измеренного в этот момент напр жени  U(t-, ). Режим работы реверсивных счетчиков 7 и 8 задаетс  опредеЛителем 9 знака, которым управл ет Нуль-Ърган 15 и задатчик 6 кодов.Converter 2 analog-code converts the voltage U (t;) at the measurement points t {into numeric codes. The unit 6 codes of sinusoidal functions sets the values of cos uJtj and sin tut in the numerical code; which are multiplied by multiplying devices 4, 5 with the values of the voltage U (t-,) measured at this moment. The mode of operation of the reversible counters 7 and 8 is determined by the identifier 9 of the sign, which is controlled by the Zero-Bar 15 and the master of the 6 codes.

Квадратор 11 предназначен дл  возведени  в квадрат, суммировани  и извлечени  квадратного корн  из суммы квадратов. Выход квадратора соединен с регистрирующим устройством 12 и делительным устройством 14.Quadrator 11 is designed to square, sum, and extract the square root of the sum of squares. The output of the quad is connected to the recording device 12 and the separating device 14.

Блок 3 управлени  служит дл  формировани  на своих выходах Сигналов на запуск преобразовател  2 аналогкод в моменты tj и ввод кодов синусоидальных функций cosujt) и sinOit, с задатчика 6 в эти моменты в множительные устройства 4 и 5 соответственно, а также дй  синхронизации работы квадратора 11 и делительного устройства 14.The control unit 3 is used to form at its outputs the signals to start the converter 2 analog code at times tj and input the codes of sinusoidal functions cosujt) and sinOit, from setpoint 6 at these times to multiplying devices 4 and 5, respectively, as well as synchronizing the operation of quadr 11 and dividing device 14.

Работа устройства заключаетс  в слёду}рщё)м . ,The operation of the device lies in the body} ,

Коммутатор фаз 1 подключает фазу А ко входу преобразовател  2. Измерен ные мгновенные напр жени  и (t,) перемножаютс  множительными устройствами 4, 5 со значени ми cos uJti и sin aitj , заданными задатчиком б кодов . Знак произведени  определ ет (соответственно устанавливает реверсивные счетчики 7 и 8 на суммирование или вычита нй ) определитель 9 знака, который по входам управл етс  с выходов нуль-органа 15 и задатчика б кодов. После определени  квадратурных составл ющих фазы А коммутатор 1 фаз подключает фазу в ко входу преобразовател  2 аналог-код. Измерение квадратурных составл ющих фазы В ансшогично измерению .квадратурных составл ющих Фазы А. Отличие состоит только в том, что при измерении боставл ющих фазы В напр жение IL (tj ) умножаетс  на коды синусоидальных функций, сдвинутые на (f . Сдвиг на 120 производитс  с помощью фазосдвигаюцего устройства 10, управл вмого коммутатором 1 фаз. -При измерении квадратурных состав л ющих фазы С коммутатор фаз подключает фазу С ко входу преобразовател  2 аналог-код. В остальном измерение квадратурных составл ющих фазы С такое же, как и фазы А. Отличие состоит в том, что фазосдвигаюшее уст ройство 10 осуществл ет сдвиг кОдЬй синусоидальных функций, формируемых на выходах задатчиков б, на угол -120. Квадратурные составл ющие пр мой последовательности Uf и поступают в квадратор 11, в котором определ етс  напр жение пр мой.последова тельности. , Цифровой код, пропорциональный напр жению пр мой последовательности поступает на регистрирутощее ус р6йст во 12 и в делительно.е устройство 14, Перед определением следутошей последовательности все узлы HSMepHTejiH устанавливак5т в исходное, состо ние) кроме Делительного устройства 14, в котором sajtHcaHo напр жение пр мой последоват-Ъльности и, . При определении напр жени  обратной последовательности Ug работа уст ройства аналогична определению напр жени  пр мой последовательности U|. При этом мгновенные значени  напр жени  Од (tj) перемножаютс  с ; значени ми функций cosuJt; и siniuUt; мгновенные значени  напр жени  Ug (t;.) - с значени ми функций созш( t| - 120°) и sin ( - 120), а мгновенные значени  напр жени  -с значени ми функций, cos (ujtj + 120 ) и sin (ujtj +-120°). Квадратурные составл ющие Og и Ugy из реверсивных счетчиков 7 и 8 поступают на квадратор 11, гд они возвод тс  в квадратор, суммируютс  и из суммы квадратов.извлекаетс  корень. Вьгчесленное напр жение обрат ной последовательности Up поступает на регистрирующее устройство 12   в делительное устройство 14. В делительном устройстве 14 получают шение напр жени  обратной последо- . вательности 1/2 к напр жению пр мой последовательности U, ( измеренное в предыдуйем цикле). Это отношение и  чл етс  коэффициентом несимметрии. Коэффициент несимметрии фиксирует с  в регистрирующем устройстве 13. При определении напр жени  нулево последовательности мгнОвенныезначени  напр жений фаз умножаютс  на зна чени  функций cosiJD t; и sinuot, , в .остальном опергщии аналогичны -прёJtttaynwM рёжйиам; в zfejiHT ejibHOM устройстве 14 получают отношение напр -жени  нулевой последователь рсти а к и апр йжеййж йеслёдов ат ейь ности , что  вл етс  коэффициенте неуравновешенности . Техническое преимущество данного прибора заключаетс  в возможном изменении симметричных составл ющих и иттерфициентов несимметрии и неуравновешендости в широком частотно диапазоне, с высокой точностью и , большим быстродействием. Формула ивобр тени  Измеритель симметричлчх составл ющих трехфазной сети, содержащий крммут атор фаз, фазосдвигающее устройствЪ и два регистрируюгцйХ устройства, . отличающий с   тем, что, с целью повшиени  точности и быстродействи  измерений, в йего введены преобразователь аналог - код, два М УбЖЙ ежньШ У1ст ройства; два р«вер- сивных счетчика, задатчик кодов синусоидальных функций, определитель знака , квадаат(Ьр ; ДёЛй ейьйоё уст)Шство , н ль-ор ан и блок управлени , причем коммутатор фаз по входу подКлй ен устройства, по первому выходу через фазосдвигающее устройство - к первому входу задатчика кодов синусоидальных функций, а по второму нуль-орган -- к первому входу определител  знака и к информационному входу преобразовател  аналог-код, управлйищий вход которого св зай с первМм входом блока управлени ,а выходчерез две вётв1й7 йа: да из которых содержит последовательно соединенные множительное устройство и реверсивный счет чик, - с двум  входами квадратора, выход которого соединен с первнм регистрирующим устройством и через делительиое устройство со вторым регистрирующим устройством, управл ющие входы де.)1йтельного устройства и квадратора соединены Со BTbpbSM выходам блока управлени , а третий выход блока управлени  соединен со вторым входом задатчика кодов синусоидальных функций, который двум  выходамисоединен со вторыми входаийи множительйых устройств, а третьим выходом через определитель знака - со вторыми входами реверсивных счетчиков, .Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 473126, кл. G 01 R 29/16, 1974. 2,Авторское свидетельство СССР 481859, кл. G 01 R 29/16, 1974. 3,Авторское свидетельство СССР № 374555, кл. G 01 R 29/16, 1973.A phase switch 1 connects phase A to the input of converter 2. The measured instantaneous voltages and (t,) are multiplied by multiplying devices 4, 5 with the values of cos uJti and sin aitj given by the unit b of the codes. The product sign determines (respectively, sets the reversible counters 7 and 8 for summation or subtraction) the determinant 9 of the sign, which is controlled by inputs from the outputs of the zero-body 15 and the setpoint b codes. After determining the quadrature components of phase A, phase switch 1 connects the phase to the input of converter 2 analog-to-code. The measurement of the quadrature components of Phase B is analogous to the measurement of the quadrature components of Phase A. The only difference is that, when measuring the bavarian phases of B In, the voltage IL (tj) is multiplied by the codes of sinusoidal functions shifted by (f. using a phase shifter device 10, controlled by a phase switch 1. When measuring the quadrature components of phase C, the phase switch connects phase C to the input of analog-code converter 2. Otherwise, the measurement of the quadrature components of phase C is the same as phase A. Ex. The reason is that the phase-shifting device 10 shifts the number of sinusoidal functions generated at the outputs of the setters b by an angle of -120. The quadrature components of the direct sequence Uf and enter the square 11, in which the voltage of the direct voltage is determined. sequence. A numerical code proportional to the voltage of the direct sequence arrives at the registering device 6 and dividing the device 14, before determining the next sequence, all the HSMepHTejiH nodes are installed in the initial state e) except for a separating device 14, wherein the voltage sajtHcaHo straight-lnosti consecutively and. When determining the negative sequence voltage Ug, the operation of the device is similar to the definition of the voltage of the direct sequence U |. Here, the instantaneous values of the voltage Od (tj) are multiplied with; values of cosuJt functions; and siniuUt; the instantaneous values of the voltage Ug (t ;.) are with the values of the functions σ (t | - 120 °) and sin (- 120), and the instantaneous values of the voltage are with the values of the functions cos (ujtj + 120) and sin ( ujtj + -120 °). The quadrature components Og and Ugy from reversible counters 7 and 8 arrive at square 11, where they are squared, added up, and the root is extracted from the sum of squares. The inverted voltage of the reverse sequence Up is fed to the registering device 12 into the separating device 14. In the separating device 14, a reverse voltage is obtained. 1/2 to the voltage of the direct sequence U, (measured in the previous cycle). This ratio is the asymmetry coefficient. The asymmetry factor is recorded with in the registering device 13. When determining the voltage of the zero sequence, the instantaneous values of the phase voltages are multiplied by the values of the functions cosijd; and sinuot, in the rest of the opergoscii are similar to the preceding JtttaynwM ryёжyam; In the zfejiHT ejibHOM device 14, a ratio of a zero follower of ak to apr and ayyj ageliness of anxiety is obtained, which is the imbalance coefficient. The technical advantage of this device is the possible change in the symmetric components and the ingredients of asymmetry and imbalance in a wide frequency range, with high accuracy and high speed. Formula and shadow shadow A symmetric component measuring the components of a three-phase network containing a crmm phase ator, a phase-shifting device and two registering devices,. distinguished by the fact that, in order to improve the accuracy and speed of measurements, an analog-to-code converter was introduced into it, a two-M UZHY EQUIPMENT SYSTEM; two p "counter counters, master of sinusoidal function codes, sign determinant, quaddaad (Lp; DeLayer mouth), the terminal, and the control unit, the phase switch at the input is connected to the device, at the first output through the phase shifter - to the first input of the setter of codes of sinusoidal functions, and on the second zero-body to the first input of the sign determinant and to the information input of the analog-code converter, the control input of which is connected to the first input of the control unit, and the output through two branches which sod neighbors a serially connected multiplying device and a reversing counter, with two inputs of a quad, the output of which is connected to the first registering device and through a splitter device with a second recording device, the control inputs of de. the third output of the control unit is connected to the second input of the setter of sinusoidal function codes, which is connected to two outputs from the second inputs of multiplying devices, and the third output to h Res sign determinator - to second inputs of the reversible counters .Istochniki information received note in the examination 1, USSR Author's Certificate 473126, Cl. G 01 R 29/16, 1974. 2, USSR Copyright Certificate 481859, cl. G 01 R 29/16, 1974. 3, USSR Copyright Certificate No. 374555, cl. G 01 R 29/16, 1973.

Claims (1)

Формула ивобр^етенияLiberation formula Измеритель симметричных составляющих трехфазной сети, содержащий коммутатор фаз, фазосдвигающее устройство и два регистрирующих устройства, . отличающий с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений, в йего введены преобразователь аналог - код, два '1^йййЖ'ёЯОЁ^*Уб¥^ЗЙств·a J два реверсивных счетчика, задатчик кодов синусоидальных функций, определитель знака , квадратор, делительное устройство, нуль-ЬЬган й блок управления, причем коммутатор фаз по входу подключён к входу'устройства, по первому выходу через фаэосдвигающее устройство - к первому входу задатчика кодов синусоидальных функций, а по второму выходу через нуль-орган - к первому входу определителя знака и..........A meter for symmetrical components of a three-phase network, comprising a phase switch, a phase shifter and two recording devices,. distinguishing me in that, in order to improve the accuracy and speed of measurements, an analog-to-code converter is introduced into it, two '1 ^ й й Ж' Я Ё ^ * * Уб З Й ств ств ств · a J two reversing counters, a code generator for sinusoidal functions, a sign identifier , a quadrator, a dividing device, a null control unit, and the phase switch is connected at the input to the input of the device, at the first output through a phaeo-shifting device, to the first input of the code generator of sinusoidal functions, and for the second output through a zero-organ, to the first determinant sign and .......... к информационному входу преобразователя аналог-кой, 'управ'яиющий вход которого связан с первым входом блока управления, ' а выход'через две ветви, каждая из которых содержит последовательно соединенные множительной устройство и реверсивный счет чик, - с двумя входами квадратора,........to the information input of the converter is an analogue, whose control input is connected to the first input of the control unit, and the output through two branches, each of which contains a multiplying device and a reverse counter, connected in series with two quad inputs, .. ...... выход которого соединен с первым регистрирующим устройством и через делительное устройство со вторым рёгистрирующим устройством, управляющие входы* делительного' устройства и квадратора соединены со вторым выхо-.......the output of which is connected to the first recording device and through the dividing device to the second recording device, the control inputs * of the dividing 'device and the quadrator are connected to the second output -....... дом блока управления, а третий выход блока управления соединен со вторы* входом задатчика кодов синусоидальных функций, который двумя выходами, соединен со вторыми входами множительных устройств, а третьим выходом через определитель знака - со вторыми входами реверсивных счетчиков.the control unit’s house, and the third output of the control unit is connected to the second * input of the encoder of the sinusoidal function codes, which is connected to the second inputs of the multiplying devices by two outputs, and the second output through the sign identifier to the second inputs of the reversing counters.