[发明专利]三相电力平衡检测电路

说明书

本发明是关于三相电力系统，特别是对于三相发电机，电力变压器和电动机的不平衡运行状态提出了一套新式的检测电路，它由四个互感器两个电容器和两个电位器组成。

三相交电是现代文明的物质基础，为了保障线路及设备（包括电动机）的安全运行，有着大量的各种各样的电气仪表和保护装置。可是其感辨信号不外乎是检测其过载和逆序电量两大类，并且，后者比起前者应用要广泛得多。

众所周知，在三相电力平衡系统中，逆序阻抗总是大于正序阻抗，所以即使在同样的电压作用下，-例如，发电机或电动机单相运行状态，逆序电流只是相电流的一部分，并且，总是小于正序电流的。

本发明的测定对象是相电流向量。显然，它不仅具有相序的感辨能力，且其灵敏度比起上述的逆序法要高出一倍以上。利用本方案几乎可以方便地实现对于三相电力对称系统的不对称故障进行全面的监视或保护。其原理如图1所示。

互感器L_a、L_B、L_c分别安装在A、B、C三相主回路上，B相另外还加装互感器L_b。其中，L_B与L_C全同，L_a与L_b一样，且后者的传感系数为前者的两倍，即：

在互感器L_a、L_b顺向串接后再与电位器DW₁，电容器C₁构成的移相回路中，存在下述关系：

设_a＝EaSinωt，则_b＝E_bSin（ωt-120°）

不难证明

Uab=E2a+ E2b-2EaEb cos(180°-φo)]]>……⑩

∠θ＝aresin (E_bAS(180°-φ_O))/(U_ab) ……(11)

当三相对称时，由于φ_O＝120° ∴θ＝60°

∴_ab＝E_aSin（ωt-Q）＝EaSin（ωt-60°）……(12)

此时，应调整电位器DW₁，使φ＝60°，便有

_R＝ (R)/(Z)_ab＝ 1/2 E_aSinωt……(13)

_do＝_a-_R＝ 1/2 E_aSinωt……(14)

由图一看出，从移向电路输出的电压_do与_B和_C叠加后，输出综合信号电压_S为：

_S＝_do+_B+_C……(15)

将式①～⑤和(14)代入，则有

由(15)式看出，_S只与A、B、C三相电流相关，因此它便保证了在三相对称状态下的零电平输出原则-对称三向量之和为零;但分析式⑥～(14)可见，_S实际上是由三相的四个向量合成的。从而，使之在任何非对称状态，它都不可能为零，而是保持与合成电流成比例的输出。因此，该综合信号_S是与三相负载不平衡程度成比例的。同时，还不难看出，它还与三相的相序相关。这就是本检测方案的基本特点，亦可谓相对已有技术的优越之处。