Способ измерения угла сдвига фаз между током и напряжением в симметричной трехфазной системе
Класс 21е, 36
N. 103671
СССР ф (: i;. с
Ъ
/ з
М Ю (1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
П. Б. Усатии
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА СДВИГА ФАЗ МЕЖДУ ТОКОМ И НАПРЯЖЕНИЕМ
В СИММЕТРИЧНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЕ
Заявлено 15 декабря 1954 г. аа М 6380/452708 в Министерство электротехнической промышленности СССР
Изобретение относится к способам измерения угла сдвига фаз между током и напряжением в симметричной трехфазной системе при помощи ваттметра. применяемым, например, для проверки и градуировки трехфазных фазометров с помощью контрольного ваттметра, включаемого в общую с испытуемым фазометром трехфазную линию.
Известный способ измерения угла сдвига фаз с помощью двух ваттметров требует строгой симметрии тока, напряжения и фазы, а также строгого контроля величин тока и напряжения. Этот способ сложен, так как требует одновременного снятия показаний всех используемых при измерении приборов.
Предложенный способ позволяет повысить точность и упростить процесс измерений.
Достигается это тем, что для измерения применяют дифференциальный ваттметр, подключая его параллельные цепи к разным фазам трехфазной системы. В одну из параллельных цепей ваттметра включают последовательно переменное сопротивление, градуированное в зависимости от угла сдвига фаз. При измерении с помощью этого сопротивления устанавливают стрелку ваттметра на нуль и отсчитывают искомый угол сдвига фаз по величине градуированного сопротивления.
В качестве дифференциального ваттметра может быть применен двухэлементный трехфазный в;ггтметр.
На фиг. 1 показана схема вк;почения ваттметра при измерениях согласно предложенному способу; на фиг. 2 — векторная диаграмма напряжений и токов.
Здесь: Ф вЂ” градуируемый или проверяемый фазометр; Д — дифференциальный ваттметр; 1 и 2 — подвижные обмотки ваттметра; 8 — обмотка возбуждения ваттметра.
Для элементов 1 и 11 ваттметра приняты, соответственно, следующие обозначения: Afr и ЛХ вЂ” вращающие моменты; Ь и с1. — подаваемые напряжения; г, и г — внутренние сопротивления; Я1 и Я вЂ” внешние сопротивления: 1, и 1= — ток в катушке
RI R возбужде ия: — -= и, и — = — n г1 Iî — отношения внешнего сопротивления к внутреннему сопротивлению.
Bpa»1аюшие моменты для каждого
М 103671 " из элементов ваттметра соответственно равны:, И., =- кУ.,1, . сов (Uc, I )
Для любого двухэлементного ват.гметра, так же, как и для дифференциального, при равенстве внутренних сопротивлений rt и ) коэффициенты к, и к, тоже имеют очинаковое значение.
Кроме того, при приня — îé схеме вкгиочения
1,=1 =1„.
Поэтому, когда стрелка ваттметра находится на нулевой отметке шкалы, имеет место равенство враи1ающих моментов:
М,= И., т. е. с1, cos (у --,,), ) = l. сов (— 3.г).
По.tcT Г.. U =Ut, яс находим: U Л + 1 СОЯ( — .h) U n, + 1 cos (- - 3,) Л(: Прн симметричной системе напряжения U = U„,. .=-= (1,; р — =30", и это равенство упрощается: n., --, 1 cos (ю — 30) л >- 1 cos (e + 30) Из последнего равенства следует: а) при <р = — 0 отношения внешнего сопротивления к внутреннему п и и-. должны быть равными нулю, следовательно, и внешние сопротивления Ri и R2 равны нулю. б) при в ) О рационально принять nt — — — О, т. е. сделать Ri —— О. Тогда (cos (<у — 30) :,: l., -1 ) (cos (y + 30) в) при (О рационально принять n==0, т. е сделать Я=О. Тогда (cos (ю (— 30) 1 — г (cos (I q (30) r) прн l — --б0= знаменатель дроои и двух последних формулах обрагцастся в нуль. В этом случае для получения определенного показания одна из параллельных цепей ваттметра должна оыть разомкнута: д) при ) р l )60 " вращающий момент одного из элементов меняет свой знак. Чтобы восстановить равновесие и сообщить вращающему моменту правильное направление, необходимо переключить ток в рамке этого элемента. Прн этом для расчета внешних сопротивлений R, и Rs по приведенным выше формулам берется абсолютное (положительное) значение дроби; е) для измерения угла i(в Ш и IV квадрантах (90=(I l(180 ) следует переключить ток в последовательной цепи (в обмотке возбуждения) ваттметра и сделать расчет по вышепризеденным формулам. Таким образом, для градуировки нли проверки фазометров по предложенному способу нужно включить испытуемый фазометр и дифференциальный ваттметр по указанной на фиг. 1 схеме, рассчитать для всех градуирусмых H;IH проверяемы; отметок шкалы фазометра значения внешних сопротивлений R. и R и каждый раз набирать их иа последовательно включенном магазине сои р оти влеп и й. Если испытуемый фазометр, градуирован в единицах коэффициента мощности (сов > ), то для подсчета Rl u R следует либо предварительно по таблицам тригонометрических величин найти значения, соответствующие заданным значениям oos ; либо преобразовать формулы для определсния внешних сопротивлений в виде явной функции от cos . Например: cos (р — 30) )/ 3 cos
Градуировка и проверка фазометров по предложенному способу не зависит от симметрии напряжений (или токов) трехфазной системы. так как изменение степени асимметрии вызывает одновременное отклонение стрелок градуируемого (проверяемого) фразометра и дифференциального ваттметра. Предмет изобретения 1. Способ измерения угла сдвига фаз между током и напряжением в симметричной трехфазной системс при помощи ваттметра, в частности, для проверки и градуировки трехфазных фазометров с помощью контрольпого ваттметра, включаемого в общую с испытуемым фазометром трехфазную линию, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и повышения точности измерения применяют дифференциальный ваттметр и при измерении подключают параллельные цепи этого ваттметра к разным фазам трехфазной системы, в одну из параллельных цепей включают последовательно переменное сопротивление, градуированное в зависимости от угла сдвига фаз, с помощью этого сопротиглеппя устанавливают стрелку ваттметра на нуль и искомый угол сдвига фаз отсчитывают по величине градуированного сопротивления. 2. Применение при осуществлении спосооа IIo 11. 1 двухэлемснтного трехфазного ваттметра в качестве дифференциального. Фиг. 1 № 303G71 Фиг. 2 ! я Ст. р дактор A. А. Сержпииская Стакдартгиз. Подп. в певать 1, 1956 г Объем 0,25 и. л. Тираж 700 Цена 50 коп. Типография кзд-ва «Московская правда», Потаповский пер., 3. Зак 4651.
