Спосіб цифрового виміру напруги нульової послідовності трифазної мережі

Реферат: UA 88863 U UA 88863 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана для вимірювання напруги нульової послідовності трифазної мережі. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб, реалізований в корисній моделі № 72534 зареєстрований 27.08.2012 року. Він заснований на аналого-цифровому перетворенні і зберіганні кодів фазних А, В, С напруг у відповідно А-, В-, С- масивах кодів фазних миттєвих значень, отриманні шляхом складання кодів А-, В-, С- масивів кодів фазних миттєвих значень масиву кодів миттєвих значень напруги вимірюваної симетричної послідовності основної і вищих гармонік, з отриманого шляхом складання масиву виділяють коди напруги вимірюваної симетричної послідовності основної і вищих гармонік трифазної мережі, число вимірювань кодів фазних миттєвих значень підстроюють до частоти fм (напруги мережі і в кожній фазі дорівнює 3k (k = 1, 2, 3, 4,…). В основу корисної моделі поставлена задача розширення функціональних можливостей шляхом вимірювання напруги нульової послідовності трифазної електричної мережі. Поставлена задача вирішується тим, що виконується аналого-цифрове перетворення і зберігання кодів фазних А, В, С напруг у відповідно А-, В-, С- масивах кодів фазних миттєвих значень, отримання шляхом складання кодів А-, В-, С- масивів кодів фазних миттєвих значень масиву кодів миттєвих значень напруги вимірюваної симетричної послідовності основної і вищих гармонік, з отриманого шляхом складання масиву виділяють коди напруги вимірюваної симетричної послідовності основної і вищих гармонік трифазної мережі, число вимірювань кодів фазних миттєвих значень підстроюють до частоти fм напруги мережі і в кожній фазі дорівнює 3k (k = 1, 2, 3, 4,…), згідно з корисною моделлю, новим є те, що коди i-тих комірок пам'яті А-масиву, В-масиву і С-масиву кодів фазних миттєвих значень складають відповідно поспіль, починаючи з перших комірок пам'яті кожного масиву кодів фазних миттєвих значень для отримання масиву кодів миттєвих значень напруги нульової послідовності. Для вимірювання нульової послідовності вищої гармоніки необхідно виділяти напругу відповідної гармоніки. Суть способу, що заявляється, пояснюється кресленням, де зображена функціональна схема пристрою, котрий реалізує даний спосіб. Розглянемо роботу пристрою, що реалізує спосіб, який заявляється, при вимірі напруги нульової послідовності. Пристрій (креслення) містить блок аналого-цифрових перетворювачів 1, блок підстроювання частоти вимірювання миттєвих значень 2, регістр 3 зберігає масив кодів миттєвих значень фази А, регістр 4 зберігає масив кодів миттєвих значень фази В, регістр 5 зберігає масив кодів миттєвих значень фази С, суматор 6, регістр сум 7, перший регістр констант 8, другий регістр констант 9, перший множний блок 10, другий множний блок 11, перший і другий реверсивні лічильники квадратурних складових 12 і 13, арифметичний пристрій 14, блок індикації 15. Напруги відповідно фаз А, В, С на входах пристрою можна представити: uA = U0(1)msinωt + U1(1)msinωt + U2(1)msinωt, uB = U0(1)msinωt + U1(1)msin(ωt-120) + U2(1)msin(ωt + 120), uC = U0(1)msinωt + U1(1)msin(ωt + 120) + U2(1)msin(ωt-120), U0(1)m - максимальне значення напруги нульової послідовності основної гармоніки, U1(1)m - максимальне значення напруги прямої послідовності основної гармоніки, U2(1)m - максимальне значення напруги зворотної послідовності основної гармоніки. Блок підстроювання частоти 2 підстроює частоту f в вимірювання миттєвих значень до частоти fм напруги основної гармоніки відповідно з виразом: f в = 3kfм, k - ціле число, наприклад, k = 120. Причому Тм = 1/fм = 3k/fв = 3kΔt. Блок аналого-цифрових перетворювачів 1 перетворює трифазну А, В, С напругу відповідно в А-, В-, С- послідовності кодів миттєвих значень, які записуються поспіль в комірки відповідно А-, В-, С- масивів кодів фазних миттєвих значень (відповідно регістри 3, 4, 5): вміст і-й комірки регістра 3 NA(і) = K1(U0(1)msinωiΔt + U1(1)msinωiΔt + U2(1)msinωiΔt), вміст і-й комірки регістра 4 NB(і) = K2(U0(1)msinωiΔt + U1(1)msin(ωiΔt-120) + U2(1)msin(ωiΔt + 120)), вміст і-й комірки регістра 5 NC(і) = K3(U0(1)msinωiΔt + U1(1)msin(ωiΔt + 120) + U2(1)msin(ωiΔt-120)), де: K1, K2, K3 - коефіцієнти передачі вхідних каскадів і блока 1 аналого-цифрових перетворювачів відповідно А, В, С вхідних фазних напруг (K1 = K2 = K3). Після накопичення в регістрах 3, 4, 5 по 3kd (d - кількість періодів, d = 1, 2, 3 …) кодів масивів миттєвих значень напруг відповідно фаз А, В, С суматор 6 багаторазово підсумовує три 1 UA 88863 U 5 10 15 20 25 коди миттєвих значень (додавання А-, В-, С- послідовностей кодів). Коди А-, В-, С- масивів в режимі підсумовування кодів обертаються в відповідно регістрах3, 4, 5 по кільцю. Коди А-, В-, С- масивів складаються поспіль, починаючи з першої комірки пам'яті (i = 1). Результати складання записуються в комірки регістра сум 7. Ємність регістра сум 7 також 3 kd. Вміст і-й комірки регістра сум 7 можна представити (K1 = K2 = K3): N(i) = NA(i) + NB(i) + NC(i) = = K1(U0(1)msinωiΔt + U1(1)msinωiΔt + U2(1)msinωiΔt) + + K2(U0(1)msinωiΔt + U1(1)msin(ωiΔt-120) + U2(1)msin(ωiΔt + 120)) + + K3(U0(1)msinωiΔt + U1(1)msin(ωiΔt + 120) + U2(1)msin(ωiΔt-120))   3 K1 U0(1)msinωiΔt де NA(i), NB(i), NC(i) - відповідно коди А-, В- і С- масивів кодів миттєвих значень напруг фаз А, В і С. Далі в цифровому вигляді блоками 8-14 обчислюються квадратурні складові і код, пропорційний вимірюваної напруги нульової симетричної складової, наприклад, за допомогою Фур'є-перетворення, як в прототипі. Вміст комірок регістра сум 7 в першому множному блоці 10 множиться на коди синуса і записується в перший реверсивний лічильник 12. Вміст комірок регістра сум 7 у другому множному блоці 11 множиться на коди косинуса і записується в другій реверсивний лічильник 13. Після обробки кодів миттєвих значень у реверсивних лічильниках 12 і 13 отримуємо коди квадратурних складових вимірюваної напруги нульової симетричної складової. Потім в арифметичному пристрої 14 отримуємо код коефіцієнта несиметрії по нульовій послідовності, котрий визначається напругою нульової послідовності. Спосіб, що заявляється, дозволяє: 1. Значно знизити вимоги до точності виділення кодів напруги першої гармоніки і розрядності блоків Фур'є-перетворення при вимірі напруги нульової послідовності основної частоти, тому що немає необхідності виконувати обчислення з багаторозрядними кодами фазних напруг, що містять домінуючі по модулю (більші в 30-70 разів) коди напруги прямої послідовності основної частоти. 2. Знизити вплив вищих гармонік на результат вимірювання, оскільки результат вимірювання не залежить від напруг основної та вищих гармонік послідовності, яка не вимірюється. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб цифрового виміру напруги нульової послідовності трифазної мережі, що заснований на аналого-цифровому перетворенні і зберіганні кодів фазних А, В, С напруг у відповідно А-, В-, Смасивах кодів фазних миттєвих значень, отриманні шляхом складання кодів А-, В-, С- масивів кодів фазних миттєвих значень масиву кодів миттєвих значень напруги вимірюваної симетричної послідовності основної і вищих гармонік, з отриманого шляхом складання масиву виділяють коди напруги вимірюваної симетричної послідовності кожної частоти окремо, число вимірювань кодів фазних миттєвих значень підстроюють до частоти fм напруги мережі і в кожній фазі дорівнює 3k (k=1, 2, 3, 4,…), який відрізняється тим, що коди i-тих комірок пам'яті Амасиву, В-масиву і С-масиву кодів фазних миттєвих значень складають відповідно поспіль, починаючи з перших комірок пам'яті кожного масиву кодів фазних миттєвих значень для отримання масиву кодів миттєвих значень напруги нульової послідовності. 2 UA 88863 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3