Изобретение относитс к контролю качества электроэнергии трехфазных сетей переменного тока. Известен цифровой измеритель симметричных составл ющих трехфазной о сети, в состав которого вход т коммутатор фаз, преобразователь аналогкод , блок управлени , множительные устройства, задатчики кодов, реверсивные счетчики, определитель знака , блок изменени фазы на 120°, ква ратор, регистрирующее устройство, устройство делени , нуль-орган Недостатки этого измерител заключаютс в ограниченном верхнем диапазоне частот, сложной аппаратурной реализации и невысокой точности из-за инструментальных погрешностей фазовращател и методической погрешности дискретизации. Наиболее близким к изобретению вл етс цифровой, измеритель симметричных составл ющих трехфазной сети содержащий блок управлени и последовательно соединенные коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок пам ти и блок вычислени , при этом между первым входом коммутатора и управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател включены последовательно соединенные умножитель частоты , схема И, управл ема триггером , счетчик и дешифратор, причем выход счетчика подключен к единичному входу триггера и одному из входов блока управлени , второй вход которого соединен с входом умножител , пер вый выход - с управл ющим входом коммутатора , второй выход - с нулевым входом триггера и управл ющим входом дешифратора, а третий выход - с управл ющим входом блока пам ти 2. Недостатком известного измерител вл етс .низка точность при наличии помех в исследуемых сигналах, так как в нем измерение квадратурных соетавл ющих напр жении, по которым затем определ ютс квадратурные составл ющие действующих значений симметричных составл ющих, осуществл етс по мгновенным значени м напр жений , А такой метод, как известно, обладает низкой помехозащищенностью о Дл повышени помехозащищенности могут быть введены фильтры, однако это приведет к ограничению частотного ди апазона и, что особенно важно,к по влению дополнительных фазовых погре ностей о Цель изобретени - повышение точности измерени за счет уменьшени вли ни помех. Поставленна цель достигаетс тем, что в цифровой измеритель симметричных составл ющих трехфазной се ти, содержащий коммутатор, распределитедь импульсов, блок управлени , у ножитель частоты, два счетчика, два блока переноса, два электронных ключа и последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь и блок вычислени , причем вход умножител частоты соединен с зажимом дл первой фазы,,входы первого, второго и третьего ключа коммутатора со динены с зажимами первой, второй и третьей фазы, первый выход блока управлени соединен с управл ющим входом распределител импульсов, введены три интегратора,сумматор и два преобразовател фаза-код, причем вхо ной зажим первой фазы соединен с пер выми входами первого и второго преобразователей фаза-код, входной зажим второй фазы соединен с вторым входом первогопреобразовател фазакод , входной зажим третьей фазы с вторым входом второго преобразовател фаза-код, три выхода распределител импульсов соединены с вторыми входами первого, второго и третье го ключей коммутатора, четвертый выход распределител импульсов соединен с входом блока управлени , выход умножител частоты соединен с вторым входом распределител импульсов, выход первого преобразовател фазакод через блок переноса соединен с первым входом первого счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого электронного ключа, выход второго преобразовател фаза-код через второй блок переноса соединен с первым входом второго счетчика, второй вХод которого соединен с выходом второго электронного ключа, три выхода коммутатора через три интегратора соединены с трем входами сумматора , выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразовате л , второй выход блока управлени соединен с вторыми входами блоков переноса и вторыми входами электронных ключей, третий выход блока управлени соединен с вторым входом аналогоцифрового преобразовател , выход первого счетчика соединен с третьим входом первого электронного ключа и третьим входом второго ключа коммутатора , выход второго счетчика соединен с третьим входом второго электронного ключа и третьим входом третьего ключа коммутатора, а входной зажим дл подключени эталонного генератора соединен с первыми входами обоих электронных ключей На чертеже приведена структурна , схема предлагаемого измерител . Измеритель содержит ключи 1-3, интеграторы -6, сумматор 7, аналогоцифровой преобразователь 8, блок 9 вычислени , умножитель 1Q частоты, распределитель 11 импульсов, блок 12 управлени , преобразователи 13 и 1 фаза-код, блоки 15 и 16 переноса, счетчики 17 и 18, электронные ключи 19 и 20 и коммутатор 21, По сним принцип измерени симметричных составл ющих в предлагаемом измерителе. Запишем известные выражени дл комплексов действующих значений симметричных , составл ющих ( /д+av +a ;) (v +а V +av ) 3 Д с ( v +V +V 1 fc П f где ,, Vf, (0) комплексы действующих значений пр мой, обратной и нулевой последовательностей соответственно; - оператор поворота, А 6 с комплексы действующих значений фазных напр жений. Если начальную фазу напр жени Уд прин ть равной нулю (), то V. /. ; f. v е; й f .А А -„.в в .-«, с с где , - начальные фазы напр жений Dj, и УС соответственно; в I Фззовые сдвиги напр ж ний U, Up соответственно по отнош нию к напр жению Ид, Выражени 1 напишем с учетом равенств (2) и (З) V -.Ifv v е 340%Чс)- W LW c J a) .or-iLvvAv l Воспользовавшись выражени ми С перейдем к квадратурным составл ющим напр жений U) V))K) V - i-fV j-V l-D-J i V(-OV тк--4г1 А: fcWix ctcO au 3 Nfo s-T-C ftfovM--N tiW , fttaw ct-i.) )cco)x 0b(.0)(0)V где v, и v,,; у,,,и v,; v, И 4) квадратурные составл щие действующих значений напр жений пр мой, об ратной и нулевой последовательносте соответственно ду v (при прин тии услови П имеем ), , и бУ квадрату ные составл ющие действующего значе ни напр жени IJj, { аналогично v.. и С- л Vcv); . ,C( + 2( B{l),,&5j(fB + ) - квадратурные составл щие действующего значени сдвинутого по фазе на напр жени 1); vai)x с (); Vc),,Vj, s i п (Нс ) - квадратурные составл ющие действующего значени сдвинутого по фазе на (или ) напр жени Uq; VBf2)() ; в(2}Гб (Pe 240) - квадратурные составл ющие действующего значени сдвинутого по фазе на (или -120) напр жени cos (YC 1-1 )°); s i n(fc 120) - квадратурные составл кхцие действующего,значени сдвинутого по фазе на 120 напр жени УС. Перечисленные квадратурные составл ющие определ ютс по И1 теграль оз НЫМ (усредненным) значени м кусочногармонических напр жений, полученных из исходных напр жений. Например, дл определени осуществл етс усреднение кусочно-гармонимеской Лункции и C-t) )при -lloiUjt 5 J ) 10ПРИ остальных значепри остальных значени х out. IC/i-MB .TCll-if Ш)--- Ubtt)au}t-- r (JUt + no° -100° 9ib)d(U)t)Vg,co5(tfe,tiioj Нормирование кусочно-гармонической функции U(t) легко реализуетс с помощью электрического ключа, на информационный вход которого подаетс гармоническое напр жение (tiJt+ +%) , а ключ каждый период открываетс приц) и закрываетс при . Аналогично формируютс .кусочногармонические напр жени дл определени остальных квадратурных составл ющих о Интервалы сохранени гармонического закона изменени фазных напр жений , соответствующие каждой из квадратурных составл ющих, приведены.в таблице, По квадратурным составл ющим наход т действующие значени симметричных составл ющих V--VM VV (6) . Измеритель работает следующим образом . В исходном состо нии ключи 1-3 коммутатора 21 закрыты, открываютс они на фазные интервалы в соответствии с таблицей Эти фазные интервалы формируютс следующим образом. Фазы О, 90, 12П, 210, и ЗЗП задайтс умножителем ТО частоты и распределителем 11 импульсов, Умножитель 10 частоты служит дл формировани калиброванных по фазе импульсов , цена делени которых не зависит от частоты фазного напр жени « Коэффициент умножени умножител 10 частоTN целесообразно выбрать равным 12. Тогда выходной импульс умножител in частоты будет соответствовать входного напр жени на любой частоте. Импульсы с выхода умно жител in частоты поступают на распределитель 11 импульсов, который формирует управл ющие сигналы , поступающие на ключи коммутатора 21, Так, управл ющий сигнал, соотве ствующий фазеио1 0, формируетс в м , мент поступлени на распределитель первого импульса с умножител 10, в качестве которого принимаетс импульс перехода напр жени Ид через нуль. Фазе u) соответствует момент поступлени четвертого импульса с умножител 1П, фазеа) п тый импульс и так далее, и,наконец , фазе tjit 330 - двенадцатый импульс Управление распределител 11 импульсов, т,е„ настройка его на фо мирование управл ющих сигналов с тр буемым фазовым сдвигом относительно начала отсчета u), осуществл етс блоком 12.управлени в зависимости от измер емой величины, согласно таблице ( -Чс) формирупт Фазы (i -fa) и Преобразовател ми 13 и 1i осуществл етс преобразование фа.зовых сдвигов ifg и f. соответственно в код и коды по с налу блока 12 управлени , поступающему на блоки 15 и Тб переноса, в каждом цикле измерени ввод тс соответственно в счетчики 17 и 18 на вычитание В исходном состо нии в этих счетчиках записываетс код Ев результате в них образуютс коды ( -vfg) и (f) Тем же сигналом блока 12 управлени , которым производитс перенос, открываютс электр ные ключи 19 и 20 и импульсы частоты -EQ поступают на описывание пока заний счетчиков 17 и 18„ В моменты обнулени счетчиков 17 и 18 на их выходах формируютс сигналы, фазы по влени которых равны (Ж и (). Выходные сигналы счетчиков 17 и 18 подаютс на управл Ю1чие входы соответственно ключей 2 и 3 и на вторые управл ющие входы электронных ключей 19 и 20, закрыва их. Ключи 1-3 управл ющими сигналами распределител 11 импульсов и счетчиков 17 и 18 открываютс на соответствующие фазные (или временные) интервалЫо В течение этих интервалов на входы интеграторов +-6 поступают фазные напр жени , а на остальном интервале периода ключи 1-3 закрыты и входные напр жени интеграторов -6 равны нулю о Выходные напр жени интеграторов k-6, пропорциональные соответствующим квадратурным составл ющим, поступают на сумматор 7, где они суммируютс в соответствии с одним из выражений системы (5). Выходное напр жение сумматора 7 подаетс на аналого-цифровой преобразователь 8, в котором по сигналу блока 12 управлени производитс преобразование напр жени в кодо Этот код вводитс ;в блок 9 вычислени , которым осуществл етс определение действуюицих значений симметричных составл ющих трехфазной системы напр жений по формуле f 1), а в случае необходимости и коэффи циента несимметрии„ Таким образом, в измерителе определение симметричных составл юи1их производитс по интегральным (усредненным ) значени м фазных напр жений, что обеспечивает повышение помехозащищенности , а тем самым и повышение точности измерений при наличии помех.This invention relates to the quality control of three-phase AC networks. A digital symmetric component of a three-phase network is known, which includes a phase commutator, an analog-code converter, a control unit, multiplying devices, setters of codes, reversible counters, a sign determinant, a 120-degree phase changer, a device, a recording device, a device division, null-organ The disadvantages of this meter are in the limited upper frequency range, complex hardware implementation and low accuracy due to instrumental errors of the phase shifter and methodical Sample error of discretization. Closest to the invention is a digital, symmetric component of a three-phase network comprising a control unit and a serially connected switch, an analog-to-digital converter, a memory unit and a calculating unit, while between the first input of the switch and the control input of the analog-digital converter are connected in series connected frequency multiplier, AND circuit controlled by a trigger, a counter and a decoder, the counter output being connected to a single trigger input and one of the control block inputs The second input is connected to the multiplier input, the first output is from the control input of the switch, the second output is from the zero input of the trigger and the control input of the decoder, and the third output is from the control input of memory 2. The disadvantage of the known meter is There is a low accuracy in the presence of interference in the signals under study, since it measures the quadrature of the connecting voltages, which then determine the quadrature components of the effective values of the symmetric components, by means of instantaneous values This method is known to have low noise immunity. Filters can be introduced to increase the immunity, but this will limit the frequency range and, most importantly, cause additional phase variations. measurement accuracy by reducing the effect of interference. The goal is achieved by the fact that in a digital meter symmetric components of a three-phase network, containing a switch, a pulse distribution, a control unit, a frequency knob, two counters, two transfer units, two electronic keys and a serially connected analog-to-digital converter and a calculator, wherein the input of the frequency multiplier is connected to the terminal for the first phase, the inputs of the first, second and third switch keys are connected to the terminals of the first, second and third phases, the first output of the control unit is connected the control input of the pulse distributor, three integrators, an adder and two phase-code converters are introduced, the input terminal of the first phase is connected to the first inputs of the first and second phase-code converters, the input terminal of the second phase is connected to the second input of the first phase converter, the input terminal the third phase with the second input of the second phase-code converter; three outputs of the pulse distributor are connected to the second inputs of the first, second and third switches of the switch; the fourth output of the pulse distributor is It is connected to the input of the control unit, the output of the frequency multiplier is connected to the second input of the pulse distributor, the output of the first phase converter through the transfer unit is connected to the first input of the first counter, the second input of which is connected to the output of the first electronic key, the output of the second converter phase code through the second transfer unit connected to the first input of the second counter, the second input of which is connected to the output of the second electronic key, three outputs of the switch through three integrators connected to three inputs adder a, whose output is connected to the input of an analog-digital converter; the second output of the control unit is connected to the second inputs of the transfer units and the second inputs of electronic keys; the third output of the control unit is connected to the second input of the analog-digital converter; the output of the first counter is connected to the third input of the first electronic key and the third input of the second switch key, the output of the second counter is connected to the third input of the second electronic key and the third input of the third switch key, and the input terminal for Connecting reference generator connected to first inputs of two electronic switches The drawing shows a block, diagram of the meter. The meter contains keys 1-3, integrators -6, adder 7, analog-digital converter 8, calculation block 9, frequency multiplier 1Q, pulse distributor 11, control block 12, phase converters 13 and 1, transfer blocks 15 and 16, counters 17 and 18, electronic switches 19 and 20, and switch 21. By measuring the principle of measuring symmetrical components in the proposed meter. We write the well-known expressions for the complexes of effective values of the symmetric components ((d + av + a;) (v + a V + av) 3 D s (v + V + V 1 fc P f where ,, Vf, (0) complexes the actual values of the direct, inverse, and zero sequences, respectively; - the rotation operator, A 6 with the complex of the effective values of the phase voltages. If the initial phase of the voltage Ud is taken equal to zero (), then V. /.; f. v e; f .А А - „. in в .-“, с с where, are the initial phases of the stresses Dj, and US, respectively; in Phase I, the voltages U, Up, respectively, in relation to the voltage Id, Expression 1, we write, taking into account equalities (2) and (G) V -.Ifv v e 340% W) - W LW c J a) .or-iLvvAv l Using the expression C we move on to the quadrature component of the voltage U) V) ) K) V - i-fV jV lDJ i V (-OV tk - 4y1 A: fcWix ctcO au 3 Nfo sTC ftfovM - N tiW, fttaw ct-i.)) Cco) x 0b (.0) (0 ) V where v, and v ,,; y ,,, and v ,; v, and 4) quadrature components of the effective values of the voltages for the direct, inverse, and zero sequences, respectively, dv (if we accept condition P, we have), and quadratic components of the actual voltage value Ijj, {as in v. . and C - l Vcv); . C (+ 2 (B {l) ,, & 5j (fB +) are the quadrature components of the effective value of the phase-shifted voltage 1); vai) x with (); Vc), Vj, s i p (Hc) are the quadrature components of the effective value of the phase-shifted (or) voltage Uq; VBf2) (); in (2} GB (Pe 240) are the quadrature components of the effective value of the voltage shifted in phase by (or -120) cos (YC 1-1) °)); s i n (fc 120) - the quadrature components of the effective current, the value shifted in phase by 120 voltages US. The quadrature components listed are determined by the I1 integral of the ohm (averaged) values of the piecewise harmonic voltages obtained from the initial voltages. For example, to determine the averaging of the piecewise-harmonic Lunction and C-t)) with -lloiUjt 5 J) 10PRI for the rest of the other values out. IC / i-MB .TCll-if W) --- Ubtt) au} t-- r (JUt + no ° -100 ° 9ib) d (U) t) Vg, co5 (tfe, tiioj Rationing of the piecewise harmonic function U (t) is easily realized with the help of an electric key, the information input of which is supplied with harmonic voltage (tiJt + +%), and the key opens at each time) and closes at. Similarly, the harmonic stresses are formed to determine the remaining quadrature components. The intervals of preservation of the harmonic law of change of the phase voltages corresponding to each of the quadrature components are shown in the table. The quadrature components show the effective values of the symmetric components V - VM VV (6). The meter works as follows. In the initial state, the keys 1-3 of the switch 21 are closed, they are opened for phase intervals in accordance with the table. These phase intervals are formed as follows. Phases О, 90, 12П, 210, and ЗЗП are set by a frequency multiplier T0 and a distributor of 11 pulses. Frequency multiplier 10 is used to form phase-calibrated pulses, the cost of dividing which does not depend on the phase voltage frequency. It is reasonable to choose multiplication factor 10 equal to 12. Then the output pulse of the multiplier in frequency will correspond to the input voltage at any frequency. Pulses from the output of the smart in resistor are fed to the pulse distributor 11, which generates control signals to the switches of switch 21. Thus, a control signal corresponding to phase1 0 is generated in m, the moment of arrival on the distributor of the first pulse from the multiplier 10, for which is taken the pulse of the passage of the voltage Id through zero. Phase u) corresponds to the moment of arrival of the fourth pulse from the multiplier 1P, phase to the fifth pulse and so on, and finally to the phase tjit 330 - the twelfth pulse to the control of the distributor 11 pulses, t, e „tune it to form control signals from the transducer The control unit depending on the measured value, according to the table (-C) of the Phase forma- tion (i -fa) and the Converters 13 and 1i, transforms the basic shifts ifg and f. respectively, the code and codes from the control unit 12 entering the blocks 15 and transfer TB in each measurement cycle are entered into counters 17 and 18 for subtraction, respectively. In the initial state, the E code is recorded in these meters as a result of which codes ( -vfg) and (f) With the same signal of the control unit 12, which carries out the transfer, the electrical switches 19 and 20 are opened and the frequency pulses -EQ arrive at the descriptions of the counters 17 and 18 "at the zeroes of the counters 17 and 18 at their outputs signals are generated, the phases of which p avny (L and (). The output signals of the counters 17 and 18 are supplied to the control inputs of the keys 2 and 3, respectively, and the second control inputs of the electronic switches 19 and 20, closing them. The keys 1-3 of the control signals of the distributor 11 pulses and counters 17 and 18 open to the corresponding phase (or time) interval During these intervals, phase voltages arrive at the inputs of the integrator + -6, and in the rest of the period the keys 1-3 are closed and the input voltages of the integrators -6 are equal to zero. integrators k-6 proportional The corresponding quadrature components are fed to the adder 7, where they are summed up in accordance with one of the expressions of the system (5). The output voltage of the adder 7 is supplied to the analog-to-digital converter 8, in which the voltage of the kodo is converted by the signal of the control unit 12 This code is entered; in the calculating unit 9, which determines the effective values of the symmetrical components of the three-phase voltage system according to the formula f 1), and, if necessary, the asymmetry coefficient "Thus, in the meter, the determination of the symmetric components is made by the integral (average) values of phase voltages, that both ensures, increase noise immunity, and thereby increase measurement accuracy in the presence of interference.
Симметричные соетавл ющие Интервалы сохранени гармонического закона изменени фазных напр женийSymmetrical Compound Intervals for the Preservation of the Harmonic Law of Phase Voltage Changes