Устройство для измерения потерь электроэнергии

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащее последовательно соединенные преобразователь тока в напряжение, преобразователь напряжения в частоту с квадратичным выходом и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения за счет повышения точности измерения потерь электроэнергии от высших гармоник тока висследуемой цепи, выход преобразователя тока в напряжение подключен к входу преобразователя напряжения в частоту через дополнительно введенный амплитудный корректор с амплитудно-частотной характеристикой следующего вида: Un6Mx-U,,/YH где и ПВЫх п,к напряжение п-и гармоники сигнала соответственно на выходе и на входе корректора; пномер гармоники тока исследуемой цепи. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что к выходу преобразователя тока в напряжение подключены последовательно соединенные дополнительный амплитудный корректор , дополнительный преобразовао SS тель напряжения в частоту с квадратичным выходом, дополнительный счет (Л С чик импульсов и сумматор, другой вход которого подключен к выходу основного счетчика импульсов, причем амплитудно-частотная характеристика дополнительного амплитудного корректора имеет вид и .,.1 где Unsbix сл и Up в. о сд напряжение п-й гармоники сигнала соответственно на выходе и на входе ел дополнительного корректора; п номер гармоники тока исследуемой цепи.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

q g G Of R 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 пвы" и 8х 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3659064/24-21 (22) 03.11.83 (46) 15.04.85. Бюл. в" 14 (72) Т.M.Ðàñóëîâ и О.Ю.Везиров (71) Азербайджанский политехнический институт им. Чингиза Ильдрыма (53) 621.317.38(088.8) (56) 1. Филинов А.П, Счетчики потерь на базе трехфазного счетчика типа

И. — "Рабочий энергетик", 1952, 9 8, с. 38.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 687392, кл. G 01 R 11/00, 1979. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, содержащее последовательно соединенные преобразователь тока в напряжение, преобразователь напряжения в частоту с квадратичным выходом и счетчик импульсов, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерения эа счет повышения точности измерения потерь электроэнергии от высших гармоник тока в исследуемой цепи, выход преобразователя тока в напряжение подключен к входу преобразователя напряжения в частоту через дополнительно введенный амплитудный корректор с амплитудно-частотной характеристикой следующего вида:

„„SU„„1150550 А где 0пвых и Уд в„— напряжение и -й гармоники сигнала соответственно на выходе и на входе корректора;

n — - номер гармоники тока исследуемой цепи.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что к выходу преобразователя тока в напряжение подключены последовательно соединенные дополнительный амплитудный корректор, дополнительный преобразователь напряжения в частоту с квадра- Я тичным выходом, дополнительный счетчик импульсов и сумматор, другой вход которого подключен к выходу основного счетчика импульсов, причем амплитудно-частотная характеристика дополнительного амплитудного корректора имеет вид >а ваей где Ы „вы, Яд

« U„ „ — напряжение и-й гармони- („ ки сигнала соответствен- Щ но на выходе и на входе дополнительного корректора;

n — номер гармоники тока исследуемой цепи.

1150550

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть применено для определения потерь электроэнергии в целях с несинусоидальной формой тока. 5

Известно устройство для измерения потерь электроэнергии, представляющее собой счетчик потерь, созданный на базе трехфазного двухзлементного индукционного счетчика, у которого обмотка напряжения одного элемента переделана в токовую и подключается параллельно токовой обмотке этого элемента, включенного во вторичную цепь трансформатора тока, а обмотка напряжения другого элемента подключается к источнику переменного напряжения, причем токовая обмотка этого элемента удалена 1).

Поскольку указанное устройство . относится к приборам индукционной системы, нормальная работа которых обеспечивается при частоте, равной

50 Гц, и у которых с увеличением частоты вращающий момент уменьшается и становится равным нулю при частоте, кратной двадцатой гармонике ивыше; при несинусоидальном токе в линии счетчик потерь неправильно учитывает высшие гармонические составляющие тока.

Наиболее близким к изобретечию является счетчик потерь электроэнергии, содержащий последовательно соединенные вход устройства, преобразо- З ватель тока в напряжение, множительный блок (квадратор}, преобразователь с частотным выходом, вычислительный блок и счетчик импульсов.

Вычислительный блок состоит из эадат-40 ! чика сопротивления цепи, подключенного к управляющему входу схемы вычисления, образующей вход и выход этого блока f2).

Однако известный счетчик характе- 45 ризуется недостаточно высокой точностью измерения потерь электроэнергии от высших гармоник тока в электрических цепях, так как при измерении им не учитывается эффект измене- gO ния активного сопротивления элементов системы электроснабжения с частотой гармоники.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет повышения точности измерений потерь электроэнергии от высших гармоник тока в исследуемой цепи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения потерь электроэнергии, содержащем последовательно соединенные преобразователь тока в напряжение, преобразователь напряжения в частоту с квадратичным выходом и счетчик импульсов, выход преобразователя тока в напряжение подключен к входу преобразователя напряжения в частоту через дополнительно введенный амплитудный корректор с амплитудно-частотной характеристикой вида де п вых и 0 8„— напряжение и -Й гармоники сигнала соответственно на выходе и на входе корректора;

n — номер гармоники тока исследуемой цепи.

Кроме того, к выходу преобразователя тока в напряжение подключены последовательно соединенные дополнительный амплитудный корректор, дополнительный преобразователь напряжения в частоту с квадратичным выходом, дополнительный счетчик импульсов и сумматор, другой выход которого подключен к выходу основного счетчика импульсов, причем амлитудно-частотная характеристика дополнительного амлитудного корректора имеет вид пбых п ех г где Опщ,х

Ljï 8х — напряжение п-й гармоники сигнала соответственно на выходе и на входе дополнительного корректора;

n — номер гармоники тока исследуемой цепи.

На чертеже представлена структурная схема устройства, Устройство содержит последовательно соединенные входную шину 1, преобразователь тока 2 в напряжение, основной амплитудный корректор 3, основной преобразователь 4 напряжения в частоту с квадратичным выходом и основной счетчик 5 импульсов.

Устройство содержит также последовательно соединенные дополнительный амплитудный корректор 6, дополнительный преобразователь 7 напряжения в частоту с квадратичным выходом, дополнительный счетчик 8 импульсов и сумматор 9, другой вход которого

1150550

4 подключен к выходу основного счетчика 5.

Основной преобразователь 4 может быть выполнен в виде последовательно соединенных квадратора 10, преобразователя 11 напряжения в частоту с линейной передаточной характеристикой и вычислительного блока 12, управляющий вход которого соединен с выходом задатчика 13 сопротивления. 10

Дополнительный преобразователь 7 может быть выполнен аналогично.

При необходимости измерения потерь электроэнергии только от высших гармоник тока выход преобразователя 2 15 может быть подключен к входам корректоров 3 и 6 через дополнительно введенный фильтр 14 верхних частот.

Устройство работает следующим образом. 20

Сигнал полного тока цепи, в которой измеряются потери электроэнергии, подается на входную шину 1 и преобразуется в напряжение преобразователем 2. С выхода преобразователя 2 на-25 пряжение поступает на входы амплитудных корректоров 3 и 6, имеющих амплитудно-частотные характеристики, пропорциональные соответственно и и и" (где n — номер гармоники тока в измеряемой цепи). При этом амплитудный корректор 6 воздействует на поступающее íà его вход напряжение и.преобразовывает его следующим образом.

В соответствии со своей амплитудночастотной характеристикой амплитудный корректор 6 вносит затухание .(на частотах 1-й, 2-й и И-й гармоа„ а а а ник) а= —.

1 2 3 М

40 где а1 — затухание, вносимое корректором 6 на основной частоте.

При этом, учитывая, что затухание а компенсируется усилительным 45

1 трактом устройства, происходит усиление высших гармоник напряжения соответственно,с К„ =2; 3; ..., Н (раз).

Преобразованное таким образом,напряжение, пропорциональное току высших гармоник сети и равное

Ц

U =К (i 2++i 3++..+i М1=К Xi

6 G Z 5 "В e Н

55 где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

1 S -- - --,1 — мгновенные значения токов высших гармоник в измеряемой цепи, с выхода амплитудного корректора б подается на вход преобразователя 7, на выходе которого получают импульсный сигнал с частотой, среднее значение которой пропорционально квадрату действующего значения токов гармоник, увеличенных в ь, т.е.

М „=К„К „О „ (среднее значеП= ние составляющих удвоенных частот каждой гармоники и комбинационных частот, полученных в результате перемножения, равно нулю).

Коэффициент передачи Е -преобразователя 7 подбирается таким образом, чтобы частота „ была пропорциональна мощности потерь. Вычислительный блок 12 преобразователя 4 и аналогичный ему узел преобразователя 7 представляют собой цифровые умножители частоты и каждый из них работает так, что на его выходе частота электрических импульсов пропорциональна частоте сигнала на выходе преобразователя 11 и сопротивлению цепи, устанавливаемому задатчиком 13. Задатчиком сопротивления преобразователя 7 устанавливается значение сопротивления, равное активному сопротивлению току основной частоты тех элементов системы электроснабжения, у которых активное сопротивление изменяется пропорционально п, когда приведенная высота проводника Е 1.

Следовательно, на выходе преобразователя 7 частота электрических импульсов пропорциональна

Я к а

П 1 где R — активное сопротивление току частоты 50 Гц.

Счетчик 8 накапливает импульсы, поступающие с выхода преобразователя 7 и преобразует мощность в энергию потерь.

Одновременно с рассмотренным процессом напряжение, поступающее с выхода преобразователя 2 на вход амплитудного корректора 3, преобразовывается за счет его амплитудно-частотной характеристики аналогично рас1150550

Составитель С.Кабиков

Редактор М.Дылын Техред С.Мигунова Корректор A.Обручар

Заказ 2136/34 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, смотренному в амплитудном корректо= ре 6, но при этом усиление высших гармоник на выходе производится в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой затухания корректора 3 п и равно К.„ =- 2; 1))3..

14

Й (раэ). Преобразованное таким образом напряжение, пропорциональное току высших гармоник сети и равное

) 4

0=К )+12 4) 3 4...+) М =И - in )

3 3 1 2 3 М поступает с выхода амплитудного корректора 3 на вход преобразователя 4. 15

При этом на выходе преобразователя 4 получают электрические импульсы, частота которых пропорциональна действующему значению квадрата токов высших гармоник, увеличен- 20

1 К ных в h 2 (%), и равному K K4+ «

« п R2 . n=1 (R - активное сопротивление току частоты 50 Гц) Задатчиком 13 устанавливается значение сопротивления, равное активному сопротивлению току основной частоты тех элементов системы электроснабжения, у которых активное сонротивление изменяется пропорционально Vn, когда приведенная высота проводника Р ) 1.

Счетчик 5 импульсов работает аналогично счетчику 8 и учитывает энергию потерь.

Информация от счетчиков 5 и 8 поступает на оба входа сумматора 9 ° где происходит суммирование и выдача полученного значения на регистрирующий прибор. Значение энергии, полученное на выходе сумматора 9, соответствует потерям энергии в измеряемой цепи.

Таким образом, изобретение позволяет повысисть точность измерения потерь электроэнергии от высших гармоник тока в измеряемой цепи системы электроснабжения sa счет устранения методической погрешности измерения.