Качество электрической энергии. Общие положения. Отклонения и размах колебаний частоты. Несимметрия напряжений, страница 10

Для реализации фильтра напряжения обратной последовательности можно использовать лишь два линейных напряжения, а фазные сдвиги обеспечить подбором элементов фильтра: например, для приведённой схемы должны выполняться соотношения  xа и xс=Rc. Суммирование напряжений иногда заменяется суммированием соответствующих магнитных потоков. В последнее время состав фильтров входят активные элементы – усилители, которые позволяют снизить потребляемый фильтром ток, обеспечить независимость режима работы от нагрузки, улучшить некоторые нагрузки.

Применение фильтров для измерения малых не симметрий (в пределах, допустимых ГОСТ 13109-67*) связано с определёнными трудностями, но тем не менее на их базе разработан ряд приборов, например прибор АНЕС-1, разработанный Рижским опытным заводом “Энергоавтоматика”. Трудности заключаются в наличии существенных аддитивных погрешностей. Наибольшее влияние на точность измерений оказывают точность настройки фильтра, изменение параметров его элементов при изменении температуры окружающей среды, изменении общего уровня напряжений и старение элементов: отрицательно влияют также высшие гармоники и отклонение частоты сети от номинального значения. Для многих фильтров коэффициент передачи по высшим гармоникам оказывается больше, чем по напряжению обратной последовательности, что приводит к относительному увеличению уровня высших гармоник на выходе фильтра. Следует отметить также неудовлетворительные динамические свойства фильтров, обусловленные зависимостью их выходного напряжения от частоты.

Отмеченные недостатки фильтров обратной последовательности могут быть устранены или ослаблены определёнными измерениями в схеме путём введения дополнительных корректирующих элементов {1}или многозвенной фильтрацией.

Существуют способы комплексного решения проблемы точности измерения фильтрами, например предложено включать в состав измерительного прибора эталонный источник симметричной трёхфазной системы напряжений, частота которого задаётся сетью, и по этому источнику периодически подстраивать фильтр. При таком решении основная проблема заключается в создании эталонного источника.

Модуляционный способ позволяет измерять модули симметричных составляющих и их аргументы при линейной шкале измерительных приборов. В основу способа положена модуляция трёхфазной несимметричной системы напряжений трёхфазной симметричной системой синусоидальных напряжений {28}. Простейшая реализация модуляционного способа выполнена на базе электродинамического трёхэлементного ваттметра типа Д582. Схема прибора и его включение в четырёхпроводную сеть приведены на рис. 11.Здесь неподвижные катушки А₃, В₃, С₃ элементов ЭА, ЭВ,ЭС ваттметра, выполняющего роль модулятора, включены на напряжения исследуемой сети:     

На полуобмотки подвижных катушек А₁, А₂, В₁, В₂, С₁, С₂,соединённые последовательно, подаётся симметричная система синусоидальных напряжений от генератора модулирующих напряжений ГМН, синхронизированного с сетью: порядок чередования фаз системы соответствует измеряемой симметричной составляющей измерений, например напряжения обратной последовательности:

     

где j_г – угол регулирования.

Вращающий момент, действующий на элемент ЭА, определяется выражением М _А=k(l) и_а и_А,

Где k(l) – коэффициент , зависящий от угла поворота подвижной катушки, одинаковый для всех элементов. Вращающие моменты для остальных элементов определяются аналогично. Результирующий момент на общей оси

M=M_AO+M_BO+M_CO=1,5k(l) U_mU_m2cos(j₂*-j_г)

При j₂*=j_г момент оказывается максимальным, он зависит от напряжения обратной последовательности (при U_m=cost). Процесс измерения заключается в регулировании по фазе j_г генератора ГМН до максимума показаний прибора: он может быть автоматизирован.

К модуляционным методам можно отнести также метод измерения напряжения обратной последовательности с помощью вращающейся синхронной машины. Если трёхфазную синхронную машину подключить к несимметричной системе напряжений, магнитное поле, обусловленное напряжением обратной последовательности, будет вращаться навстречу ротору.