192435. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés háromfázisú feszültségek vagy áramok negatív sorrendű összetevőjének mérésére
1 192.435 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés háromfázisú feszültségek vagy áramok negatív sorrendű összetevőjének mérésére. Az energiaellátó hálózatok feszültségaszimmetilá. ja - főként a negatív sorrendű összetevő — a fogyasztók egy részére káros hatással van. Ezért szükséges a közép- és nagyfeszültségű hálózatok feszültségének, illetve áramának negatív sorrendű összetevőjét kellő pontossággal mérni. A negatív sorrendű Összetevő mérése fázistoló és összeadó áramkörök segítségével elvi problémát nem jelent, azonban a kellő pontosság elérése érdekében - a mérési hibának a pozitív sorrendű összetevő 0,1%-nál kisebbnek kell lennie — két mérési hibaforrást ki kell küszöbölni. Az első a hálózati frekvencia változásából ered, mivel a fázistoló áramkörök fázistolása frekvenciafüggő. Ezt a feladatot különböző frekvenciváitozásra érzéketlen áramkörök kialakításával lehet megoldani, például a 2.265.223, illetve 2.702.011 számú NSZK szabadalmakban leírt módszerek szerint. Azonban egyik leírás sem említi meg a másik, nem kevésbé jelentős hibaforrást, amely abból adódik, hogy a közép- és nagyfeszültségű hálózatok feszültsége, illetve árama csak a beépített feszültségváltók, illetve áramváltók segitségével mérhető. Ezen mérőváltóknak azonban a gyártási pontatlanságokból adódóan átviteli amplitúdó- és fázisszöghibájuk van. Példaképpen 0,5%-os hibaosztályú feszültségváltók szekunder oldalán 0,7% negatív sorrendű összetevő is keletkezhet ilymódon. Ezért a mérő műszernek képesnek kell lennie a negatív sorrendű összetevőt az adott mérőváltókkal együtt, azok hibáit kjkompenzálva, a kívánt pontossággal mérnie. A mérőváltók áttételi hibáinak kompenzálása a mérőműszernek a mérés helyén történő kalibrálásával oldható meg. A kalibrálást nehézzé teszi azonban, hogy negativ sorrendű összetevőt nem tartalmazó feszültség előállítása a feszültségváltó primer feszültségszintjén nehezen megoldható, kisebb feszültségszint alkalmazása Űa feszültségváltók nemlinearitása miatt nem leges. A találmány célja háromfázisú feszültségek vagy áramok negatív sorrendű összetevőinek mérésére alkalmas kapcsolási elrendezést hozzunk létre, amellyel a fenti hibák kiküszöbölhetők. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha a feszültségváltók primer oldalait összekötve azokat azonos feszültségre kötjük, azaz -zérus sorrendű feszültséggel tápláljuk meg, akkor a mérőműszer alkalmas zárussorrendű feszültséggel való kalibrálásra. A feladat tehát a primer feszültségváltók feszültségeinek 60°-os eltolása és azok összegzése hozzájuk képest 120^-ka1 siető fázisok jelével.' Mivel 60°+ »120° * 180°, az összegben pozitív sorrendű összetevő tehát nem lesz. Amennyiben az összegzést 120°kal késő fázisok jelével hajtjuk végre, a kapcsolási elrendezés zérus sorrendű bemenőjel segítségével kalibrálható. A kitűzött vélt a fentiek alapján olyan kapcsolási -elrendezés kialakításával értük el, ahol a mérendő fázisokra primer feszültségváltók vannak csatlakoztatva, és a találmány szerint a primer feszültségváltók kimeneteit egy-egy 60°-os fázisforgató egység bemenetére, másrészt kalibráló kapcsolón keresztül a második, illetve harmadik fázishoz tartozó összegző áramkör második bemenetéire, a 60°-os fázisforgató egységnek kimeneteit pedig a hozzájuk tartozó összegző áramkörök első bemenetelre csatlakoztatjuk,és az ösz-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 szegző áramkörök kimenetei képezik a kapcsolási elrendezés kimenetelt. A találmány szerinti kapcsolási elrendezést az alábbiakban kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés tömbváziata; a 2. és 3. ábrákon pedig a fázisfeszültségek vektorábiái láthatók. Az 1. ábrán a mérendő fázisfeszültségeket Ua, Ub és Uc-vel jelöltük, amelyek la-lc feszültségváltók bemenetelre vannak kapcsolva. Az la-lc feszültségváltók kimenetei 2a-2c bemenetekre vannak kötve, amelyek egyrészt 3a-3c 60°-os fázisforgató egységek bemenetelre, másrészt 5 kalibráló kapcsoló egyegy munkaérintkezőjére vannak csatlakoztatva. Az 5 kalibráló kapcsoló c kalibráló állásához tartozó felső érintkezői a negatív sorrend szerint következő fázishoz tartozó 4c, 4a, illetve 4b összegző áramkörök második bemenetelre, m mérőállásához tartozó alsó érintkezői pedig a pozitív sorrend szerint következő fázishoz tartozó 4b, 4c, illetve 4a összegző áramköröknek szintén a második bemeneteire vannak csatlakoztatva. A 3a-3c 60°-os fázisforgató egységek kimenetel a 4a4c összegző áramkörök első bemeneteire vannak kötve, melyeknek kimeneteinél megjelenő feszültségeket U' -U' -vei jelöltük. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a következőképpen működik: A mérendő Ua, U^, Uc feszültségek az la, lb, le feszültségváltókon keresztül a mérőműszer 2a, 2b, 2c bemenetére csatlakoznak. A 2a-2c bemenete kiöl a jelek egyrészt a 3a, 3b, 3c 60°-os fázisforgató egységeken keresztül a 4a, 4b, 4c összegző áramkörökre jutnak, másrészt az 5 kalibráló kapcsolón keresztül egy másik fázis 4a-4c összegző áramköréhez csatlakoznak. Az la, lb, 1c feszültségváltók áttételét — az esetleges közbenső feszültségváltókkal együtt — jelöljük a bj, b2 és bj komplex számokkal. A 3a, 3b, 3c 60°os fázisforgató egységek erősítése és fázisforgatása változtatható, értékük c1( c2 és c3. A mérendőU U^, U feszültségek összetevői legyenek U,, U2 és ö0, az lr#, U'. , if kimenő feszültségek feszültségösszetevői pedig Uj/U'j és U'0. Méréskor az 5 kalibráló kapcsoló az m mérőállásba van kapcsolva, ekkor felírható, hogy 3U a.= (biCj +ab2c2 + aab3c» + aab> +b2 *ab3)Uj ♦ + (bict ♦ b2c2 + b3c3 + a^b. ♦ aab2 + aab3)U2 ♦ + (bjCv t,aíb2c2 < ab3c3 +aíbJ +ab2 *b3)U0 (1) ahol a = . Kalibráláskor legyen U = U. = Uc = Uq és az 5 kalibráló kapcsoló a c kalibráló állasba van kapcsolva. Ekkor a kimenő feszültségek: U' *U0 (bjCi + b2) uJ.Uo(baCa*b,5 (2) < = U0 (b3c3 +b,) végezzük el a mérőberendezés kalibrálásál oly módon változtatva, a c(, c2 és c3 értékeket, hogy U' * U'l = U'clegyen, Ebben az esetben az (1) képlet jobboldalán az Uj tag együtthatója 0 lesz, tehát méréskor az la-lc feszültségváltók pontatlansága mérési hibát nem fog okozni. Kalibrálás után az 5 kalibráló kapcsolót az m mérőállásba kapcsoljuk és a bemenetekre az Ua-Uc mérendő feszültségeket adjuk. A mérőberendezés kimenetén a negatív sorrendű U'-U'£ kimenőfeszültség a bemenethez képest 3-szorosára növekszik, ezt mutatjuk be a 2. ábrán. A hálózati frekvencia változása ese-7
