183919. lajstromszámú szabadalom • Aktív hálózatra csatlakoztatható felharmonikus mérésponti impedancia mérőberendezés
1 183 919 2 A találmány tárgya aktív hálózatra csatlakoztatható felharmonikus mérésponti impedancia mérőberendezés. A találmány szerinti mérőberendezés alkalmas kis-, közép- és nagyfeszültségű feszültség alatti hálózatok és ezen hálózatokra csatlakozó berendezések felharmonikus mérésponti impedanciájának méréssel történő meghatározására 120—2000Hz frekvenciatartományban. A mérőberendezés közben szállítható kivitelű, így helyszíni mérésekre alkalmas. Ismeretesek olyan mérőberendezések, amelyek alkalmasak passzív hálózatok felharmonikus mérésponti impedanciájának mérésére. Ez a fajta mérés nem kellő pontosságú, mivel egyrészt csak a hálózat egy részét lehet feszültségmentesíteni a mérés céljára, másrészt a mágneses anyagokat tartalmazó hálózati elemek frekvenciafüggő impedanciája függ az 50 Hz-es előmágnesezéstől, így más értékű a feszültségmentes állapotban, mint üzemi feszültségen. Ismeretes továbbá kisfeszültségű (0,4 kV) hálózatra csatlakoztatható mérőberendezés, amellyel meghatározható különböző kisfeszültségű fogyasztók frekvenciafüggő impedanciája. A méréshez alkalmazott forgógépes változtatható frekvenciájú generátor helyszíni mérések végzésére nem alkalmas és nagyobb feszültségszinteken történő mérésre sem. Közép- és nagyfeszültségű aktív hálózatokon történő mérésre alkalmas az angol ECRC által kifejlesztett mérőberendezés. Ez a berendezés mérési elvét illetően jelentősen eltér a találmány szerinti berendezéstől. műszaki paraméterei azonban nagyjából azonosak. Az angol berendezés mintegy 20-szoros teljesítményű változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrással éri el az azonos mérési pontosságot mint a találmány szerinti berendezés, ezért nehézkes a berendezést szállítani a helyszíni mérésekhez. Ezért az angol mérőberendezés külön e célra készült teherautóba van beszerelve. A találmány célja, hogy a felharmonikus mérésponti impedancia mérését úgy oldja meg, hogy az aktív hálózaton történő mérést viszonylag kis teljesítményű változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrással lehessen végrehajtani úgy, hogy a mérőjel megfelelő szintje is biztosítva legyen. Ezért olyan kapcsolási elrendezés kialakítása szükséges, amely a felharmonikus mérőáramot előállító részt úgy választja le az 50 Hz-es hálózatról, hogy a leválasztás következtében a mérési ponton a mérendő objektumba befolyó felharmonikus mérőáram nem csökken. A mérőjel adott szintje azért fontos, hogy a mérendő objektumon meglévő zajszinttől elválasztható legyen a mérőjel. A találmány szerint ez oly módon érhető el, hogy a változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrás — amely például változtatható frekvenciájú kényszerkommutációs tirisztoros inverter — a mérendő hálózatra kondenzátorral sorbakötött leválasztó transzformátor primer tekercsén keresztül csatlakozik, amely leválasztó transzformátor szekunder tekercsére a változtatható frekvenciájú felharmonikus tápfórras kimenő kapcsaival párhuzamosán egy illesztő és szűrőegység van kötve. Az illesztő és szűrőegység 50 Hz-re igen kis impedanciájú 50 Hz egészszámú többszöröseire pedig nagy impedanciájú, így az 50 Hz-es áram és a hálózaton meglévő felharmonikus áramok gyakorlatilag nem folynak be a változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrásba, ugyanakkor a szűrőrendszer hangolható szűrőjével a mérendő objektumba befolyó mérőáram maximális értékre hangolható be, azaz a táphálózattal párhuzamos rezonancia alakítható ki. A megoldást részletesen a rajzok alapján ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti megoldás blokksémáját, a 2. ábra a találmány szerinti megoldás hálózati leválasztó, illesztő és szűrő egységének kiviteli példáját mutatja be. Az 1. ábra alapján követhető a találmány szerinti mérőberendezés felépítése és műkdése. Az 1 mérendő hálózatra a 4 hálózati leválasztó, illesztő és szűrőegységen keresztül csatlakozik az 5 változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrás, amely kimenő feszültsége frekvenciáját a 6 fázishelyes szelektív erősítő és frekvencia ütemadó szabja meg, amely a 2 áramváltó és 3 feszültségváltó jeleket fázishelyesen és szelektíven érzékeli, és kijelzi a beállított frekvencián az 1 mérendő hálózat felharmonikus mérésponti impedanciája abszolút értékét és szögét. A 2. ábra a találmány szerinti mérőberendezés 4 hálózati leválasztó, illesztő és szűrőegységének kiviteli példáját mutatja be. Az 1 mérendő hálózatra 7 soros kondenzátor(ok) kapcsolódnak, amelyekhez 15 leválasztó transzformátor 15a primer tekercse csatlakozik, amelynek 15b szekunder tekercse egyik 15k kapcsára van kötve a 9 kondenzátor és a 8 ellenállás közös pontja, amely 9 kondenzátor másik pontja a párhuzamosan kötött 10 induktivitás és 11 kondenzátor által alkotott, 13 tixen hangolt párhuzamos rezgőkörök soros kapcsolásának egyik végpontjára van kötve, amelyek más ik végpontja apárhuzamosan kötött 12 hangolható kondenzátor és 10 induktivitás által alkotott 14 hangolható párhuzamos rezgőkör egyik pontjához kapcsolódik, amely 14 hangolható párhuzamos rezgőkör másik pontja a 15 leválasztó transzformátor 15b szekunder tekercse másik 5v kapcsának és az 5 változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrás 5b egyik kimeneti kapcsának közös pontjára van kötve, amely 5 változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrás 5a másik kimeneti kapcsára csatlakozik a 8 ellenállás másik pontja. A találmány szerinti kapcsolásban a 4 hálózati leválasztó, illesztő és szűrő egység a 15 leválasztó transzformátor 15b szekunder tekercse 15k, 15v kapcsai között 50 Hz-en gyakorlatilag rövidzárat hoz létre a 9 kondenzátorral sorosan kapcsolódó 10 induktivitások által alkotott soros rezgőkör következtében. Ennek köszönhetően az 50 Hz-es hálózati áram nem folyik be az 5 változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrásba. A 13 fixen hangolt párhuzamos rezgőkörök a hálózaton meglévő felharmonikus frekvenciákra vannak hangolva, így a mérőberendezés nem veszi magára a hálózat meglévő felharmonikus tartalmát. A 8 ellenállás következtében áramgenerátoros jellegűvé vált 5 változtatható frekvenciájú felharmonikus tápforrás áramának az 1 mérendő hálózat felé folyó részét a 14 hangolható párhuzamos rezgőkörrel maximumra lehet behangolni . A hálózati alap- és felharmonikus áramoktól való tehermentesítésnek és a mérőáram maximumra való hangolhatóságának köszönhető, hogy a találmány szerinti berendezés kis teljesítménye ellenére nagy mérőáramot szolgáltat, amelynek szintje elegendő aktív közép- és nagyfeszültségű hálózatokon történő méréshez. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
