Анализатор полных гармонических сопротивлений многофазной электрической системы с нелинейной и несимметричной нагрузкой — SU 960663 (original) (raw)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик нц 960663 Ф.(22) Заявлено 05, 12. 80. (21) 3215776/18-21 131 М. Кп.з 6 01 й 27/16 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(53 УДК 621. 317. 322(088 8) Опубликовано 23,09.82, Бюллетень Но 35 Дата опубликования описания 23.09.82(72) Авторизобретения В,И. Розенов Омский политехнический институт(54) АНАЛИЗАТОР ПОЛНЫХ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОБРОТИВЛЕНИЙ МНОГОФАЗНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С НЕЛИНЕЙНОЙ И НЕСИММЕТРИЧНОЙ НАГРУЗКОЙ 1 2Изобретение относится.к технике электрических измерений и может быть использовано в электроэнергетике для измерения полных сопротивлений электроэнергетической системы гармоничес ким токам симметричных составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей.Известен анализатор для измерения полных гармонических сопротивлений, содержащий аналоговые умножители, соединенные с входами смесителей, выходы которых соединены с фильтрами, интеграторы и дифференциаторы 11).Однако этот анализатор .имеет ограниченный частотный диапазон измерения и применим. только для измерений в распределительных сетях энергосистем, так как при их использовании необходимо соблюдение равенства сопротивлений прямой и обратной последовательности.трехфазной системыНаиболее близким по достигаемому положительному эффекту и технической сущности является анализатор, со- держащий четыре идентичных канала, выполненных в виде последовательно соединенных сумматора и фильтра нижних частот, генератор двух взаимноортогональных в-Фазных гармонических систем напряжения, умножители, два .блока деления и блок управления, причем, выход блока управления соединен с входом генератора. двух взаимноортогональных а-фазных гармоническихсистем напряжения, выходы которогосоответственно соединены с входамиумножителей, а один из входов блокауправления подключен к сети, другойвход соединен с выходом фильтра нижних частот третьего канала выходыФильтров нижних частот первого и второго каналов соединены с одним иэвходов первого и второго блоков деления соответственно, другие входыкоторых соединены с выходом фильтранижних частот четвертого канала Г 2.Недостатком этого анализатора является сложность и низкая точностьизмерения, Сложность анализаторавызвана, главным образом, наличиемгенератора двух взаимноортогональных "Фазных гармонических систем напряжения и, как следствие, наличием 2 щ 25 аналоговых устройств умножения, анизкая точность измерения обусловлена трудностью обеспечения симметричности каждой из двух щ-фазных гармонических систем напряжений, кото рая должна соблюдаться при перест960663 ческого сопротивления,Анализатор работает следующим15 образом.По сигналу иэ блока 3 управления, синхронизированного сетью,включается генератор 4, выходные нап.- ряжения которого поступают на управляющие входы ключей 15-1-15-4 вОд 1 новременно с этим блок 3 генерируетпрямоугольный сигнал неизменной частоты (например, 10 кГц), который управляет ключами 1-1-1-2 в переносаспектра. Несинусоидальные фазные токии напряжения исследуемой а-фазной системы коммутируются ключами 1-1-1-2 в,в результате чего выделяются их частотные спектры. Фильтры 2-1..2-2 вподавляют в преобразованных спектрахнежелательные компоненты. далее сигнал с выхода каждого Фильтра поступает на два ключа, коммутируемыевэаииноортогональными напряжениями свыхода генератора 4. Сигналы с выхоИ дов этих ключей поступают на однойменные входы сумматоров, Такимобразом, образуются четыре е-фазных системы напряжений.В сумматорах 5 - 8 производитсяь 40 суммирование Фазных напряжений длякаждой иэ четырех вновь образованных в-фазных систем напряжения.Фильтры 9 - 12 выделяют из выходныхнапряжений сумматоров постоянные45 составляющие.Если напряжение иа выходе фильтра11 не равно нулю, то блок 3 изменяетфазу генератора 4 (например, путемизменения момента запуска последнего50 относительно момента перехода черезнуль напряжения синхронизации) .после чего начинается следующий цикл работы анализатора. Если после очередного изменения фазы напряжений генератора 4 на выходе фильтра 11 нижних частот образуется нулевой уровень напряжения, то блок 3 вырабаты-,вает сигнал на окончание процессаизмерения. После этого напряжение на)выходах блоков 13 и 14 деления рав 60 ны вещественной имнимой частямполного комплекса гармоническогосопротивления многофазной электрической системы.Предлагаеьый анализатор содержит,ройке частоты генератора в широкомдиапазоне частот и с высокой точностью,Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что в анализатор полных гармонических сопротивлений многофаэнойэлектрической системы с нелинейнойи несимметричной нагрузкой, содержащий два блока деления, блок управления, генератор двух сймметричныхвзаимноортогональных е-фазных прямоугольных систем напряжений и четыре идентичных канала, выполненных в виде последовательно соединенных сумматора и фильтра нижних частопричем выходы фильтров нижних. частотпервого и второго каналов соединеныс одним из входов первого и второгоблоков деления соответственно, дру,гие входы которых соединены с выходом Фильтра нижних частот четвертогоканала, выход фильтра нижних частоттретьего канала соединен с выходомблока управления, другой вход которого соединен с одним из входов анализатора, а выходы блоков деленияявляются выходами анализатора, введены Ъп ключей для переноса спектра,2 в Фильтров низкой частоты и 4 а ключей, причем е-входов анализатора через ключи для переноса спектра соединены с фильтрами низкой частоты,выходы которых через 4 в ключей соединены с сумматорами первого и второго каналов, а через другие 4 в - ссумматорами третьего и четвертогоканала соответственно, управляющиевходы 4 а ключей соединены с выходами генератора двухсимметричных вз.аимноортогональных е-Фаэных прямоуголюх систем напряжений,. вход которогосоединен с выходом блока управления,другой выход которого соединен с управляющими входами 2 щ ключей для переноса спектра.На чертеже приведена Функциональная электрическая схема анализатораполных гармонических сопротивлениймногофазной электрической системыс нелинейной и несимметричной нагрузкой.Анализатор содержит электронныеаналоговые ключи 1-1.1-2 в для пе-.реноса спектра, фильтры нижних частот 2-1-2-2 а, блоки 3 управления,генератор 4 двух симметричных взаимноортогональных в-фазных прямоугольных систем напряжения, сумматоры5 - 8 и.фильтры низкой частоты 9 - 12блоки 13 и 14 деления, ключи 15-115-4 е электронные аналоговые.В исходном состоянии чередованиефаэвыходных движений, напряженийгенератора 4 соответствует чередованию фаэ измеряемой симметричной составлякщей в-фазной системы. Напри.зр, если измерения проводят в3-х фазной системе, где нормальноечередование фаэ А-. В-С, то для измерения сопротивления прямой последодовательности атой системы в генераторе 4 устанавливается такое же чередование Фаз, а для измерения сопротивления обратной последовательностиА-С-В и т.д.Частота выходных напряжений ге нератора 4 соответствует частоте,на которой необходимо измерить составляющие полного комплекса гармонив основном, однотипные элементы, .от-,личаюциеся своей простотой и технологичностью. Анализатор прост в изготовлении и настройке. Изобретение найдет широкое применение при исследовании многофазных электрических систем различного назначения.Использование анализатора в про-. ьыаленной энергетике позволит повысить качество проводимых исследований и ускорить решение технических задач, имеющих большое на роднохозяйственное значение. К числу таких задач относятся: повышение качества электрической энергии, уменьшение потерь электроэнергий иэ-за протекания токов высших гармоник, обеспечение устойчивой работы устройств для компенсации реактивной мощности и др. Для решения этих и других задач требуется знание полных гармонических сопротивлений.Формула изобретенияАнализатор полных гармонических сопротивлений многофазной электри.ческой системы с нелинейной и несим метричной нагрузкой, содержащий два блока деления, блок управления, генератор двух симметричных взаимоортогональных в-фазных прямоугольных:систем напряжений и четыре идентичных канала, выполненные в виде последовательно соединенных. сумматора и:фи-. льтра нижних частот, причем выходы фильтров нижних частот первого и второго .каналов соединены с одним из входов первого и второго блоков деле ния соответственно, другие входы которых соединены с выходом Фильтранижних частот четвертого канала,выход Фильтра нижних частот третьего канала соединен с выходом блокауправления, другой вход которогосоединен с одним из входов анализаторов, а выходы блоков деления являются выходами анализатора, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности измерения,в него введены 2 в,ключей для переноса спектра, 2 в Фильтров низкойчастоты и 4 в ключей, причем в-входов анализатора через ключи дляпереноса спектра соединены с фильтрами низкой частоты, выходы которых .через 4 в ключей соединены с сумматорами первого и второго каналов идругие 4 в - с сумматорами третьегои четвертого каналов соответственно, управляющие входы 4 в ключей сое 3 инены с выходами генератора двухсимметричных взаимноортогональныхв-фазных прямоугольных систем напряжений, вход которого соеДинен с выходом блока управления, другой выход которого соединен с управляющими входами 2 в ключей для перено-са спектра. Источники . информации у принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка франции Р 2276594,кл, 6 01 В 27/16, 27.04.76 (аналог). 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2831182/18-21,кл. С 01 й 27/16, 22.10.79 прототип),