Jump to content
Danik

Измерение 3-фазной цепи без нейтрали

Recommended Posts

Доброго времени суток.
Стоит нетривиальная задача измерения переменного напряжения входной трехфазной цепи без нейтрали(только 3 провода). 
До этого использовалась следующая схема: 1 фаза использовалась как нейтраль и заводилась на специализированный АЦП, две фазы на входы того же ацп. Однако, как показала практика, это не совсем хороший вариант т.к. если у нас обрывается фаза, которую используем как нейтраль, то мы теряем способность измерений вообще и не можем сказать у нас оборвались 2 фазы измеряемые или фаза-нейтраль.
Ставить 3 подобных ацп, заменяя фазу-нейтраль тоже не подходит, т.к. внесутся искажения в измеряемую величину.
Я предположил, что можно соединить все три фазы через резисторы в одной точке, то получим виртуальную нейтраль, но не учел, что при перекосе фаз, получим полную фигню по измерениям значений. Следовательно тоже не подходит.

Знает кто-то схему для измерения трехфазной цепи без нейтрали? Или, возможно, уже готовое устройство (что-то вроде промышленных счетчиков) которые умеют отдавать данные, т.к. обработка значений будет проводится с помощью мк stm32f103. Связь с мк по SPI(желательно, но рассмотрю хоть какие варианты).

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 часов назад, Danik сказал:

Или, возможно, уже готовое устройство (что-то вроде промышленных счетчиков) которые умеют отдавать данные,

что-то вроде это и есть промышленный счетчик с трансформаторным включением их много есть, тот же Энергия-9

умеет RS-485...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вам для каких целей это необходимо. В производстве используется реле контроля фаз (напряжения), типа такого ЕЛ 11М 380В 50Гц. Их много всяких разных.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Металл-композит как альтернатива ферриту: дроссели Panasonic семейства ETQP

Современные электронные устройства требуют все более компактных и эффективных компонентов. Новые металл-композитные дроссели обладают рядом преимуществ перед дросселями с ферритовым сердечником. Они не имеют ярко выраженного насыщения, обладают отличными частотными свойствами и способны работать при температурах до 150°C и выше. Все это делает их альтернативой стандартным дросселям с ферритовым сердечником в широком спектре автомобильных и промышленных приложений.

Подробнее

То есть четвёртый провод изобрести в принципе невозможно?

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 часов назад, IMXO сказал:

что-то вроде это и есть промышленный счетчик с трансформаторным включением их много есть, тот же Энергия-9

умеет RS-485...

Энергия-9 большой. Посмотрю еще от этой же фирмы, когда искал не видел ее.

N43 11100E0 мне необходим размером примерно такой, но есть требование чтобы крепление было на лицевой панели и, желательно, винтами.  

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Новые литиевые ХИТы Fanso работают даже при +150ºС!

Когда приходится учитывать работу в экстремальных условиях, к выбору электронных компонентов подходишь с особой тщательностью. Высокие температуры, большие перепады давления, труднодоступность – все это требует специальной продукции. Склад КОМПЭЛ пополнился новыми литиевыми ХИТами Fanso, стабильно работающими даже при температуре до 150 ºС. Батарейки имеют номинальное напряжение 3,6 В, обладают ёмкостью от 700 до 14000 мАч, работоспособны в широком температурном диапазоне -20…150ºС и имеют низкий саморазряд (не более 3% в год в нормальных условиях хранения).

Подробнее о высокотемпературной линейке

5 часов назад, nvju1967 сказал:

Вам для каких целей это необходимо. В производстве используется реле контроля фаз (напряжения), типа такого ЕЛ 11М 380В 50Гц. Их много всяких разных.

Контроль питающей  корабельной сети.

3 часа назад, pavel1373 сказал:

То есть четвёртый провод изобрести в принципе невозможно?

Там корабельная сеть 380 В, 50 Гц, 3 провода. Никто изменения вносить в нее не даст. Мне, как бы это сказать, со стороны на нее "посмотреть" надо.

Edited by Danik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну так и смотрите на "треугольник" - ему нулевой провод не нужен, а все перекосы легко вычисляются методами обычной тригонометрии. Естественно, при этом измерительные цепи должны быть гальванически развязаны, т.е. необходим трехфазный трансформатор (или 3 однофазных) или 3 датчика напряжения, например, семейства LEM.

И еще: а разве на корабле сеть не с глухозаземленной нейтралью?

Edited by ARV

Если забанить всех, кто набрался смелости думать независимо, здорово будет на форуме - как на кладбище: тишина, птички поют...

Share this post


Link to post
Share on other sites
30 минут назад, ARV сказал:

а разве на корабле сеть не с глухозаземленной нейтралью?

Только если корабль сел на мель, иначе - глухозаводненная нейтраль. :)

Сорри за оффтоп...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Что-то очень даже интересно как 3-х фазная и без нейтрали. Какое оборудование там есть и как оно работает. 3-х фазных счетчиков сколько угодно и передача данных по 485.

Share this post


Link to post
Share on other sites
44 минуты назад, ARV сказал:

Ну так и смотрите на "треугольник" - ему нулевой провод не нужен, а все перекосы легко вычисляются методами обычной тригонометрии. Естественно, при этом измерительные цепи должны быть гальванически развязаны, т.е. необходим трехфазный трансформатор (или 3 однофазных) или 3 датчика напряжения, например, семейства LEM.

И еще: а разве на корабле сеть не с глухозаземленной нейтралью?

Ну вот я не могу, к сожалению, найти или придумать схему для измерения напряжения "треугольника". Трансформаторы не подходят, слишком габаритные.(я про схемы преобразования "треугольник-звезда" и "открытый треугольник"). 

В моем случае нейтрали нет.

3 минуты назад, nvju1967 сказал:

Что-то очень даже интересно как 3-х фазная и без нейтрали. Какое оборудование там есть и как оно работает. 3-х фазных счетчиков сколько угодно и передача данных по 485.

К сожалению, не могу ответить на этот вопрос, потому что и сам не знаю:) Мне поставили задачу и условие, что сеть 3-провода. Вот я и пытаюсь что-то сделать. Все усугубляется требованиями к габаритам. Трехфазные счетчики, в основном, выпускаются для промышленности с креплением на DIN-рейку или пластиковыми креплениями на панель, весьма ненадежными. Ни то, ни другое не подходят.
Нашел измеритель от фирмы "Овен", а именно модели КМС-Ф1 и ИНС-Ф1, но они рассчитаны на 1 фазу. Написал им сообщение с вопросом про 3-фазы, но на данный момент без ответа.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Создайте искусственную нейтраль, и измеряйте относительно нее любым удобным способом.

1863736036_.jpg.fe2bedf1cb37761526f002e7e57340ae.jpg

Edited by КЭС

Share this post


Link to post
Share on other sites
50 минут назад, Danik сказал:

Ну вот я не могу, к сожалению, найти или придумать схему для измерения напряжения "треугольника".

а там даже думать особо не надо или специализированные МС от аналоговых девиц , или три 16-ти разрядных АЦП с диф.входом на 100..200ksps + гальваническая развязка по питанию и входам/выходам

PS  ну а совсем для нишебродов китай выпускает ZMPT107  как пользовать смотрим здесь

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

23 часа назад, Danik сказал:

До этого использовалась следующая схема: 1 фаза использовалась как нейтраль и заводилась на специализированный АЦП, две фазы на входы того же ацп.

А для чего такой изврат? Есть режимы работы сети по нейтрали, от них и пляшите. Если изолированная нейтраль, то все ваши поиски средней точки - фигня, нужно измерять линейное напряжение (напряжение между фазами). Для токоприемников в этом режиме работы средняя точка тоже не нужна. Если нейтраль заземленная, то она (средняя точка) точно есть. Возможно она глухозаземленная и ее надо брать с корпуса.

Для изолированной нейтрали измеряете напряжения по всем парам фаз: А-В, В-С, С-А и все три напряжения подаете на ваш АЦП. А далее, действуете в зависимости от необходимого функционала. Например, нужно контролировать режим работы:  обрыв одной фазы (А) - пропадает (скорее, резко снижается, т.к. через потребителей будет протекать некоторый ток) два напряжения (А-В и С-А), третье остается в норме (В-С) и т.д. 

P.S. Не знаком с электропроводкой судов, но беглое прочтение показало, что там могут применяться обе системы. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
43 минуты назад, КЭС сказал:

Создайте искусственную нейтраль, и измеряйте относительно нее любым удобным способом.

1863736036_.jpg.fe2bedf1cb37761526f002e7e57340ae.jpg

Собственно такая схема у меня сейчас используется.(повторить для каждой фазы)

Снимок.PNG

2.PNG

13 минут назад, DoG70 сказал:

 

А для чего такой изврат? Есть режимы работы сети по нейтрали, от них и пляшите. Если изолированная нейтраль, то все ваши поиски средней точки - фигня, нужно измерять линейное напряжение (напряжение между фазами). Для токоприемников в этом режиме работы средняя точка тоже не нужна. Если нейтраль заземленная, то она (средняя точка) точно есть. Возможно она глухозаземленная и ее надо брать с корпуса.

Для изолированной нейтрали измеряете напряжения по всем парам фаз: А-В, В-С, С-А и все три напряжения подаете на ваш АЦП. А далее, действуете в зависимости от необходимого функционала. Например, нужно контролировать режим работы:  обрыв одной фазы (А) - пропадает (скорее, резко снижается, т.к. через потребителей будет протекать некоторый ток) два напряжения (А-В и С-А), третье остается в норме (В-С) и т.д. 

P.S. Не знаком с электропроводкой судов, но беглое прочтение показало, что там могут применяться обе системы. 

Такой изврат был сделан на прошлой версии устройства, я не принимал в этом участия и не могу знать :)

Edited by Danik
Добавление картинок.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тогда у вас есть шанс исправить ситуацию :D Но сначала нужно ответить на вопрос, что хотим получить от устройства: измерение напряжения или просто контроль за фазами (пропадание)? 

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 минуты назад, DoG70 сказал:

Тогда у вас есть шанс исправить ситуацию :D Но сначала нужно ответить на вопрос, что хотим получить от устройства: измерение напряжения или просто контроль за фазами (пропадание)? 

Измерение. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, КЭС сказал:

Создайте искусственную нейтраль, и измеряйте относительно нее любым удобным способом.

1863736036_.jpg.fe2bedf1cb37761526f002e7e57340ae.jpg

А вот что будет в такой схеме, если мы включим неравномерную нагрузку. Зеленый сигнал - это выход верхнего каскада ОУ(после R16). Красный - нижнего(после R21).

3.PNG

4.PNG

2 часа назад, IMXO сказал:

а там даже думать особо не надо или специализированные МС от аналоговых девиц , или три 16-ти разрядных АЦП с диф.входом на 100..200ksps + гальваническая развязка по питанию и входам/выходам

PS  ну а совсем для нишебродов китай выпускает ZMPT107  как пользовать смотрим здесь

Да, слона я и не заметил, сейчас посмотрю, как это примерно будет работать. 

Edited by Danik

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 часов назад, Danik сказал:

Измерение. 

Ага? Тогда следующий вопрос: что будете делать с результатами измерения? Просто смотреть на красивые цифры? В чём вообще потаённый смысл этого девайса?

А по теме... Посмотрите как сделан контроль напряжения у электриков на подстанциях, где применяются сети с изолированной нейтралью. На первой схеме нарисован измерительный трансформатор у которого первичные обмотки соединены в треугольник, т.е. без нуля, а вторичные в звезду с нулём. На второй схеме первички соединены звездой и с заземлением средней точки. В вашем случае вы можете сделать такую схему на трех измерительных трансформаторах:

17 часов назад, IMXO сказал:

китай выпускает ZMPT107  как пользовать смотрим здесь

 

 

1323.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 часов назад, Danik сказал:

А вот что будет в такой схеме, если мы включим неравномерную нагрузку. 

Почитайте все таки про сети с изолированной нейтралью :yes:

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 часа назад, DoG70 сказал:

Ага? Тогда следующий вопрос: что будете делать с результатами измерения? Просто смотреть на красивые цифры? В чём вообще потаённый смысл этого девайса?

А по теме... Посмотрите как сделан контроль напряжения у электриков на подстанциях, где применяются сети с изолированной нейтралью. На первой схеме нарисован измерительный трансформатор у которого первичные обмотки соединены в треугольник, т.е. без нуля, а вторичные в звезду с нулём. На второй схеме первички соединены звездой и с заземлением средней точки. В вашем случае вы можете сделать такую схему на трех измерительных трансформаторах:

 

 

1323.jpg

Переключаться между 2-мя фидерами питания(основным и резервным). Потаенный смысл девайся "узел измерений и контроля питания", измерение входных фидеров 380 В - малая часть девайса.

Трансформатор минимальных размеров, который я нашел будет примерно 150х150 мм, не подходит из-за больших габаритов.
 

Edited by Danik

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 минут назад, Danik сказал:

Переключаться между 2-мя фидерами питания(основным и резервным)

Всего то? Ну и нафига тогда синусоиду смотреть? Кст, выбор питания будет вручную или автоматически? Но в любом случае будет стоять достаточно объемный коммутационный аппарат, поэтому не совсем понятно ваше стремление к уменьшению габаритов.

Решение раз - поставить между фазами по светодиоды/оптрону и три выхода подать на схему: пропала фаза (две, три) - перевели питание.

Решение два - поставить между фазами три трансформатора, что советовал @IMXO . размер трансов 20х20х10 мм. Первички соединить в треугольник, вторички звездой с нулем и снова на схему. Можно поставить на каждом выходе по выпрямителю и вообще забить на отрицательную полуволну. И здесь можно даже организовать красивые картинки в виде цифр и векторных графиков на каком нибудь ЖК табло. Следует учесть, что при изолированной нейтрали напряжение по фазам будет "гулять". Может быть как меньше, так и больше. В любом случае выставляется какой то порог между мин и макс и если напряжение в любой из фаз вне диапазона, то переводим питание. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
28 минут назад, DoG70 сказал:

Всего то? Ну и нафига тогда синусоиду смотреть? Кст, выбор питания будет вручную или автоматически? Но в любом случае будет стоять достаточно объемный коммутационный аппарат, поэтому не совсем понятно ваше стремление к уменьшению габаритов.

Решение раз - поставить между фазами по светодиоды/оптрону и три выхода подать на схему: пропала фаза (две, три) - перевели питание.

Решение два - поставить между фазами три трансформатора, что советовал @IMXO . размер трансов 20х20х10 мм. Первички соединить в треугольник, вторички звездой с нулем и снова на схему. Можно поставить на каждом выходе по выпрямителю и вообще забить на отрицательную полуволну. И здесь можно даже организовать красивые картинки в виде цифр и векторных графиков на каком нибудь ЖК табло. Следует учесть, что при изолированной нейтрали напряжение по фазам будет "гулять". Может быть как меньше, так и больше. В любом случае выставляется какой то порог между мин и макс и если напряжение в любой из фаз вне диапазона, то переводим питание. 

Автоматически. Также действующее значение напряжения по используемому фидеру должно выводится на пульт оператора.
Не подскажите модель трансформатора с такими габаритами? Или речь идет о ZMPT107?

Edited by Danik

Share this post


Link to post
Share on other sites
48 минут назад, Danik сказал:

 Или речь идет о ZMPT107?

Да

Share this post


Link to post
Share on other sites

@ DoG70, @IMXO спасибо за ответы и помощь, решили попробовать на  данном трансформаторе ZMPT107. Остальным тоже спасибо!

Share this post


Link to post
Share on other sites

@Danik

Вы наверное думаете что решили свою проблему, а у меня только сейчас проснулся интерес к теме.

Мне интересно:

1. Для измерения доступно три фазных провода. В каком месте производится измерение? Возле источника (трансформатора, генератора), потребителя, где-то на линии или в любом произвольном месте (меняется)?

2. В источнике нейтраль есть или нет (звезда или треугольник)?

3. Есть ли потребители которые могут потреблять только от двух фаз (двух проводников) или от фазы и нейтрали, которая присутствует у потребителя (нейтраль у потребителя есть или нет?)?

4. Ваша автоматика зафиксировала отклонение и переключила (что? - другой источник, линию, отключила линию (потребителя (одну из линий)))... что-то изменится (а если нет?)? что за источники? что за потребители?

5. С какой целью вычислять какие были бы фазные напряжения, если бы фазы были бы соединены звездой, а не треугольником? Следует контролировать линейные напряжения. Если же нейтраль у потребителя присутствует, то контролировать напряжение надо у потребителя, так как измерение линейных напряжений в какой то точке, не даст представления о реальной величине напряжения у потребител(я/ей).

...

Edited by Хoхол

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Similar Content

    • By александр29111956
      Не  работает вентилятор при нагреве плиты , только в тестовом режиме , не могу найти схему
    • By Тимур1992
      Доброго времени суток. Нужно вывести наружу устройства несколько аналоговых входов. Входы эти будут выполнять 2 функций: подключения концевиков на дверь шкафа, чтобы отслеживать открытия или к ним будет подключатся pt100-pt1000 по 3-х проводной схеме(точность нужна около 1 градуса). Входы должны быть гальванический изолированы от остальной системы, чтобы в случай произвола или ошибки монтажа остальная часть системы продолжила работать.
      Первый вариант был подключить внешнее АЦП, и считывать с него данные через I2C интерфейс с гальванической развязкой. Но это решение мне показалось более сложным, так как нужно наладить взаймодейтсвие через I2C и разобрать с настройками внешнего АЦП.
      Второй вариант, это использовать изолирующий усилитель HCPL-788J-500E и встроенное АЦП STM32F407. Мне это вариант нравиться больше так как схема упрощается. И программу проще писать.
      Но я до этого не когда не работал с изолированным усилителем, поэтому поднялось несколько вопросов:
      1. Жизнеспособна ли эта и идея?
      2. Не будет ли искажения и смещения от изолированного усилителя слишком большими?
      Схема видится мне примерно такой:

      Для облегчения наладки я решил внести в схему еще реле для возможности переключения внешнего входа на эталонный резистор R1 в 100 Ом при загрузке системы и калибровки по нему. Вообще думаю можно сделать несколько таких резисторов, только нужно тогда уже не реле использовать, а что-то более компактное. Вообще интересно будет почитать ваши комментарий и предложения.
    • By Dima Silko
      Условие на русском:
      В перечне элементов к принципиальной электрической схемы РЭА имеется следующая информация:
      L1, L2  100 мкГн + 10%
      R1 С2-23- 0,125 Вт - 1 кОм +/- 10%
      Оценить численно и изобразить в таком же масштабе вид  U(t).  Фазовые сдвиги не учитывать. 

    • By Павел Иттеров
      Здравствуйте!
      Подскажите кто может!
      Конструирую блок питания для тату машинки.
      На базе БП от ноутбука 19v, понижает наряженные преобразователь DC-DC, с вынесенным подстрочным сопротивлением и вольтметром.
      Хочу вживить в БП такую примочку: что бы при каждом включении происходил скачок напряжения на 3-5v на долю секунды.
      Какую схему нужно установить для этого?
      Буду очень благодарен, за любой разумный вариант схемы!
      Машинка имеет бесколлекторный двигатель, для его лучшего запуска на малом напряжении, рекомендуют БП с функцией  СТАРТ, требуется пусковой ток 9-10 вольт.
       

    • By Zets
      Помогите найти схему или фото платы  увлажнителя VT-2331 BK.
      Залили водой. По видимому сгорели два ?резистора? R10 и R12. Номинал определить невозможно. Типоразмер какой то необычный.


×
×
  • Create New...