Фильтр симметричных составляющих напряжения трехфазной сети

 

Изобретение относится к автоматизации электрических ,.систем и может быть использовано в устройствах измерения несимметрии, релейной sauoiTbi и автоматики. Цель изобретения - увеличение , точности определения CHNrMeT- ричных составляющих при отклонениях частоты сети - достигается благодаря введению преобразователя частоты в напряжение, вькод которого соединен с управляемым интегратором. Фильтр также содержит два сумматора и вычитатель и позволяет одновременно измерять составляющие прямой и обратной последовательностей напряжения . в трехфазной сети. Погрешность устройства при отклонении частоты принципиально отсутствует и определяется только качеством вьтолнения отдельных элементов, 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5у 4 С 01 R 29/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4164408/24-21 (22) 22.12,86 (46) 28,02.89. Вюл. Р 8 (71) Кировский политехнический институт (72) А.М. Гиновкер и А.В.Кандаков (53) 621.317.322(088,8) (56) Авторское, свидетельство СССР

Р 1109679, кл. G 01 R 29/16, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Н 1415206, кл. С 01 R 29/16. (54) ФИЛЬТР СИ1 йКТРИЧНЦХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

НАПРЯН(ЕНИЯ ТРЕХФАЗНОИ ..СЕТИ (57) Изобретение относится к автоматизации электрических,.систем и может быть использовано в устройствах изИзобретение относится к автоматизации электрических систем и может быть использовано в устройствах измерения несимметрйи, релейной защиты и автоматики.

Цель изобретения — увеличение точности определения симметричных составляющих при отклонениях частоты сети, На фиг.1 изображена блок-схема фильтра напряжения прямой и обратной последовательности; на фиг.2 — векторные диаграммы напряжений при подаче на вход фильтра составляющих об" ратной последовательности; на фиг.3векторные диаграммы напряжений при подаче на вход фильтра составляющих прямой последовательности.

„„Я0„„3462233 А1 мерения несимметрии, релейной защиты и автоматики. Цель изобретения — увеличение. точности определения симметричных составляющих при отклонениях частоты сети — достигается благодаря введению преобразователя частоты в напряжение, выход которого соединен с управляемым интегратором. Фильтр также содержит два сумматора и вычитатель и позволяет одновременно измерять составляющие прямой и обратной последовательностей напряжения в трехфазной сети. Погрешность устройства при отклонении частоты принципиально отсутствует и определяется только качеством выполнения отдельных элементов. 3 ил, Фильтр симметричных составляющих (фиг ° 1) содержит первый сумматор 1, вычитатель 2, преобразователь 3 частоты в напряжение, управляемый интегратор 4 и второй сумматор 5, Первый вход первого сумматора 1 и первый вход вычитателя 2 соединены между собой, являются первым входом фильтра и подключены на линейное напряжение между третьей и второй фаI зами. Первый вход второго сумматора

5, являющийся вторым входом фильтра, подключен на линейное напряжение между первой и третьей фазами, Второй вход второго сумматора 5, являющийся третьим входом фильтра, подключен на разность напряжений между первой и второй фазами, 1462213

Выход второго сумматора 5 соединен со входом управляемого интегратора 4, управляющий вход которого соединен с выходом преобразователя частоты в напряжение 3, вход преобразователя подключен к фазам сети. Второй вход первого сумматора 1 и второй вход вычислителя 2 соединены между собой и с выходом управляемого интегратора 4. 10

Выход первого сумматора 1 является первым выходом фильтра.

Все элементы фильтра выполнены известными способами с испольэованнвм операционных усилителей. Управляемый интегратор выполнен с использованием операционного усилителя, конденсатора в обратной связи, сопротивления на входе и аналогового перемножителя сигналов, включенного последовательно 20 с интегратором.

На входы фильтра напряжения подаются с входных промежуточных преоб" разователей ток-напряжение или напряжение-напряжение, которые могут быть выполнены в виде трехфаэных трансформаторов с соответствующим образом соединенными обмотками.

Работа фильтра симметричных составляющих составляющих при испольэо- Ç0 ванин его в качестве фильтра напряжения обратной последовательности описывается следующим выражением

-f90

1оо 1/./3(Одь + Йдс. ) е + Бсд е» 0

U е 35

bCq 2

Работа фильтра при использовании его в качестве фильтра напряжения прямой последовательности описывается выражением

-)90 ° . 40

10 1/ "»3(Ода + Upc ) е — досье

U р, е

cubi 2

Линейное напряжение между первой и третьей фазами, а также разность напряжений между первой и второй фа- 45 зами поступают на входы сумматора 5.

С выхода сумматора 5 напряжение поступает на управляемый интегратор 4, который сдвигает его по фазе в сторону отставания на угол Ч -и/2 ° 50

На управляющий вход управляемого интегратора 4 поступает пропорциональное частоте сети постоянное напряжение с выхода преобразователя 3 частоты в напряжение. Элементы преобразователя 3 частоты в напряжение и уп равляемого интегратора 4 должны быть подобраны таким образом, чтобы на вы-. ходе управляемого интегратора при номинальной частоте сети формировалось напряжение, равное по модулю линейному напряжению сети. Это напряжение поступает на второй вход сумматора 1, который суммирует данный сигнал с линейным напряжением между третьей и второй фазами, поступающим на первый вход сумматора 1. В результате на выходе сумматора 1 формируется напряжение обратной последовательности. Напряжение с выхода управляемого интегратора поступает также на второй вход вычитателя 2, на выходе которого формируется напряжение прямой последовательности.

Пусть на вход фильтра симетричных составляющих поступают лишь напряже= ния обратной последовательности (фиг.2). При номинальной частоте напряжения, поступающие на входы сумматора 1, изорраженные на фиг.2 соответственно векторами Ucg и 6 U x х е 11 /,, оказываются равными по модулю и совпадающими по фазе. Выходное напряжение сумматора 1 получается суммированием этих напряжений

-Ф/ язых - Uce +а(U e на выходы вычитателя 2 поступают те же напряжения Ucq и c(б е " . Вы71»/д хбдное напряжение вычитателя 2 определится разностью этих напряжений.

Пьы»2 =5 U> e Ucg = О

-ф/2

При подаче на вход фильтра симметричных составляющих прямой последовательности (фиг.3) напряжения, поступающие на входы сумматора 1 и вычитажеля 2, оказываются равными по модулю и противоположны по фазе. Поэтому на выхаде сумматора 1 имеем напряжение, равное нулю, а на выходе вычитателя 2 — напряжение, равное удвоенному напряжению сети.

Управляемый интегратор имеет передаточную функцию вида

И(Р) = К(и)/Р, где K((D):=Ы. — коэффициент преобразования частоты в напряжение, cx — некоторый коэффициент пропорциональности, В соответствии с данной передаточной функцией амплитудная характеристика имеет вид

A() = к(а)/э =4 / =, 5 1462213 6 а фазовая характеристика имеет вид между третьей и второй фазами, первый

g (сД = -7//2. вход второго сумматора подключен на

Т.е. амплитуда и фазовый сдвиг не линейное напряжение между первой и зависят от частоты. тРетьей фазами, второй вход — на раэТаким обРазом, схема фильтРа сим- ность напряжений между перврй и вт,— метричных составляющих позволяет по- рой фазами, aего выход соединен с лучать одновременно на выходах напря- входом интегратора, выход которого жения прямой и обратной последова- соединен с вторыми входами вычитатетельности, величина которых не завн- 10 ля и первого сумматора, выходы котосит от частоты сети. рых являются выходами фильтра, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с цеФ о р м у л а и з о б р е т е н и я лью увеличения точности при изменении частоты сети, он дополнительно со

Фильтр симметричных составляющих . 15 держит преобразователь частоты в нанапряжения трехфазной сети, содержа- пряжение, а интегратор выполнен упращий первый и второй сумматоры, вычи- вляемым, причем вход преобразователя татель и интегратор, причем первые частоты в напряжение подключен к фавходы первого сумматора и вычитателя . эам сети, а его выход соединен с упподключены на линейное напряжение 2g равляющим входом интегратора.

1462213

u a++ фри.3

Составитель В.Куча

Техред N.Äèäûê

Редактор А.Долинич

Корректор В.Гирняк

Заказ 668/42 Тираж 711 Подписное

ВБИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г КИТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-иэдательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. !апарина,101