Способ измерения тока приемника электроэнергии в момент кратковременной перегрузки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при измерении Cos ср импульсных потребителей электрознерии. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Сущность способа заключается в определении отношения активной составляющей импульсного тока к его полному значению. (Л ьо ю а со оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 G 01 R 21/00, 19/00

/Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21 ) 3763968/24 — 21 (22) 04. 07. 84 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (7 1) Украинский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Ю.В. Герасимчук, Н.Н. Скрыпник и Г.Е. Кистень (53) 621.317.38 /088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 457041, кл. G 01 R 21/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1051444, кл. G 01 R 19/00, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА ПРИЕМНИКА

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В МОМЕНТ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ПЕРЕГРУЗКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при измерении Соз (импульсных потребителей электроэнерии. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Сущность способа заключается в определении отношения активной составляющей импульсного тока к его полному значению.

Устройство, реализующее прецлагаемый способ, содержит импульсную нагрузку, состоящую из газоразряднай лампы 1 и балластных дросселей 2 и 3„ Кроме того, устройство содержит резисторы

7, 12, 10 и 16, амперметры 6., 8 и 13, коммутирующие элементы 4, 5, 9, 15, 17, 18 и 19 выполненные на симисторах ваттметр 14. Устройство подключается к шинам 2О и 21 питающей сети.

Управление кбммутирующими элементами осуществляется блоком 22. Работа устройства поясняется в описании изобретения временными диаграммами формирования импульсов. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении саз с импульсных потребителей.

Цель изобретения †. расширение . р функциональных возможностей, за счет измерения cos cp и повьш ение точности измерения.

На фиг. 1 представлена векторная диаграмма измерения cos q в цепях с импульсными нагрузками, на фиг.2 — схема предлагаемого устройства; на фиг.3 — пример диаграммы запускающих импульсов. На фиг.1 показана: .1 — полный так через импульсную нагрузку, 1 — ток через активную регулируемую нагрузку, 3 — активная составляющая полного тока .импульсной нагрузки, 3 — ток через дополнительную активную регулируемую нагрузку.

На фиг.3 и — представлен пример диаграммы запускающих импульсав,поступающих на управляющий электрод первого коммутирующего элемента цепи импульсной нагрузки. На фиг.3 5 запускающих импульсов, поступающих на управляющие электроды второго, четвертого и шестого коммутирующих э.пементов, работающих н фазе с пер— вым коммутирующим элементом. На фиг.3 6 — запускающих импульссв,пос— тупающих на управляющие электроды третьего, пятого и седьмого коммутирующих элементов, работающих в противофазе с первым коммутирующим элементом.

Способ измерения cos q в цепях с импульсными нагрузками осушествляегся следующим образом.

Предлагаемый способ заключается в определении отношения активной сос :.авляющей импульсного тока Л (фиг.1) к полному его зна ению ), Полное значение импульс. ного тока определяется суммированием импульсного тока (постоянным по величине током 3„, Причем„ постоянный па величине ток перед суммированием прерывают в моменты действия импульса тока, величину суммарного тока изменением постоянного по величине тока 3 устанаьливают постоянной и по сумме опрецеляют полное значение импульсного тока 3.

Активная составляющая импульсного тока 3z определяется измерением тока 3„ „ через постоянную по неличине активную нагрузку. Измерение необходимо осуществлять в моменты, когда суммарный ток, складывающийся из активной составляющей тока через исследуемый приемник (импульсную нагрузку) и тока активной нагрузки, bloc.òîÿHeí. Причем, в моменты действия импульсов тока постоянная по величине активная нагрузка отключае. ся. Тогда cos(в цепях с импульсными нагрузками определяется как отношение величин 3 к 3.

Устройство, осуществляющее предлагаемый способ, содержит подключенную к питающей сети переменного тока импульсную нагрузку, состоящую из последовательно соединенных газоразрядной лампы 1, балластных дросселей 2 и 3. Один нынад коммутирующего элемента 4, например симистара, подключен к общей точке соединения балластных дросселей 2 и

3, а дру" îé вывод — к первому выводу коммутирующего элемента 5 и первому зь1воду первого амперметра 6. Параллельно импульсной нагрузке подклю1226313 чена цепь из последовательно соединенных активной регулируемой нагруз-. ки 7, второго амперметра 8, коммутирующего элемента 9 и резистора 10.

К общей точке соединения второго

5 амперметра 8 и коммутирующего элемента 9 подключен второй вывод коммутирующего элемента 5. Выводы обмотки напряжения ваттметра 11 подключены к соответствующим шинам пи- 10 тающей сети.

К шинам питающей сети подключена цепь из последовательно соединенных дополнительной активной регулируемой нагрузки 12, третьего амперметра 13, 1 токовой обмотки дополнительного ваттметра 14, коммутирующего элемента 15 и резистора 16. К общей точке соединения токовой обмотки ваттметра 14 и коммутирующего элемента щ

15 подключен первый вывод коммутирующего элемента 17, например симистора, другой вывод которого подключен к общей точке соединения ваттметра

11 и коммутирующего элемента 18. К общей точке соединения коммутирующего элемента 18 и первого амперметра

6 подключен первый вывод коммутирующего элемента 19 второй вывод которого подключен к второй шине питающей сети и соответствующему выводу балластного дросселя 3.

Устройство подключается к шинам

20 и 21 питающей сети переменного тока. Управляющие входы коммутирующих элементов 4, 5, 9, 15, 17, 18 и

19 подключены к выходам блока 22 управления.

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к питающей сети переменного тока в моменты открытого состояния коммутирующего элемента 4 (при этом согласно фиг.3 открыты коммутирующие элемен45 ты 9, 15, 18 и закрыты коммутирующие элементы 5, 17, 19) ток проходит по следующим цепям.

Цепь импульсной нагрузки: шина

20 питающей сети — газоразрядная 50 лампа 1 — дроссель 2 — коммутирующий элемент 4 - амперметр 6 — коммутирующий элемент 18 — ваттметр 11 шина 21 питающей сети.

Цепь активной регулируемой на- 55 грузки: шина 20 питающей сети — активная регулируемая нагрузка 7— амперметр 8 — коммутирующий элемент

9 — резистор 10 — шина 21 питающей сети.

Цепь дополнительной активной регулируемой нагрузки: шина 20 питающей сети — дополнительная активная регулируемая нагрузка 12 — амперметр 13 — ваттметр 14 — коммутирующил элемент 15 — резистор 16— шина 21 питающей сети.

В моменты закрытого состояния коммутирующего элемента 4 (при этом закрыты коммутирующие элементы 9, 15, 18 и открыты коммутирующие элементы 5,17, 19) ток проходит по следующим цепям.

Цепь импульсной нагрузки: шина

20 питающей сети — газораэрядная лампа 1 — дроссель 2 — дроссель 3— шина 21 питающей сети.

Цепь активной регулируемой нагрузки: шина 20 питающей сети — активная регулируемая нагрузка 7- амперметр 8 — коммутирующий элемент

5 — амперметр 6- коммутирующий элемент 19 — шина 21 питающей сети.

Цепь дополнительной активной регулируемой нагрузки: шина 20 питающей сети — дополнительная активная регулируемая нагрузка 12 — амперметр

13 — ваттметр 14 — коммутирующий элемент 17 — ваттметр 11 — шина 21 питающей сети.

Коммутирующий элемент 4 определяет режимы работы исследуемой нагрузки (скважность импульсов),а остальные коммутирующие элементы 5, 9, 15

17, 18 и 19 необходимы только при измерениях.

Полное значение импульсного тока, проходящего через газоразрядную лампу 1 и дроссель 2 (в моменты открытого состояния коммутирующего элемента 4 и элементов 9, 15 и 18) определяется следующим образом. Изменяя величину активной регулируемой нагрузки 7 в сторону увеличения или уменьшения, добиваются положения, при котором показания амперметров 6 и 8 совпадут, что возможно только в том случае, когда величина полного тока 3 (фиг.1), проходящего через импульсную нагрузку (газоразрядную лампу 1 и балластный дроссель

2) в моменты перегрузки (т.е. в моменты открытого состояния коммутирующего элемента 4) равна току 3 (фиг.1) проходящему через активную регулируемую нагрузку 7. Это обус123631.5 ловлено тем, что н моменты открытого состояния коммутирующего элемента - : (а значит коммутирующих элементов 9, 15 и 18) амперметр 6 фикскру-" ет величину полного тока, проходя.щего через импульсную нагруз:су (газоразрядную лампу 1 и балластный дроссель 2). В моменты же закрытсго состояния коммутирующего элемента показания амперметра 6 определяются величиной тока, проходящсго з цепи активной регулируемой нагрузки 7. Б отличие от амперметра 6 показания амперметра 8 определяются величиной активной регулируемой нагрузки 7, так как цепь этой нагрузки замыкается коммутирующими элементами 5 H 19 (при закгытом коммутирующем элемснте

4) или коммутирующим. элементом 9 (при открытом коммутирующем элемен-те 4) . Поэтому, изменяя нели ину нагрузки 7.„ можно добиться положения, когда показания амперметров 6 и 8 бу. дут равны и покажут величину полного тока, проходящего через импульсную нагрузку (газоразрядную ламп т 1 и балластный дроссель 2).

Резистор 10 н цепи нагрузки 7,величина которого ранна внутренне y сопротивлению амперметра 6, .необходим для того., =-;.îáû показания амперметра 8 не заниссли от вели--ины внутреннего сопротивления амперметра

6 в моменты, когда коммутирующий элемент 9 закрыт,. а коммутирующие элементы 5 и 19 открыты, т,е, н моменты, когда ток через актинн ю регулируемую нагрузку 7 проходит по цепи: шина 20 питающей сети — активная регулируемая нагрузка 7 - - амперметр . 8 — коммутирующий элемент 5 - амперметр 6 — коммутирующий элемент

19 — шина. 21 питающей сети.

Активная составляющая импульсного т эка, прохоцяшсго ";.åðåç газоразряцную лампу 1 и дроссель ? (в моменты

ОткрытОГО сОстояния комм5 тирующбгo элемента 4 и элементов 9, 15 и 18)., определяется следующим образом. 4 зменяя величину дополнительной активной регулируемой нагрузки 12 в сторону увеличения или уменьшения, добиваются положения, при котором по-. казания ваттметров 14 и 11 совпадут, что возможно только н том случае„ когда активная мощность импульсной нагрузки ранна мощности, потребляемой дополнительной регулируемой - агрузкОЙ 12.

Это обусловлено тем, что в мо; менты открытого состояния коммутиэующего элемента 4 и коммутирующих элемен..ов 9,, 15 н 18 ваттметр 11 фиксирует зеличину активной мощности импульсной нагрузки. Б моменты за10 крытого состояния коммутирующего элемент 4 (при этом коммутирующие элементы 9, 15 и 18 также закрыты, а коммутирующие элементы 5, 17 и 19 открыты) показания ваттметра 11 on—

l5 редсляются величиной дополнительной акгннной регулируемой нагрузки 12, гак как н эти моменты ваттметр 11

KB.çü:çÿ.с.ò:""я вклк)ченным в цепь дополнител>-.,:.Ой активной регулируемой

2О нагрузки 12„ Б отличие от ваттметра !1 пока.зания ваттметра 14 (как при открытсм состоянии коммутирующих элементов 4, 9, 15 H 18 и закрытом

: остоянии коммутирующих элементов

?5 5,, 17 и 19 так и при открытом состоянии коммутирующих элементов 5, 17 и 19 и зак:рытом состоянии коммутирующих элементов 4, 9, 15 и 18) on— ределяются только величиной дополЗб нительной активной регулируемой нагрузки 12. Поэтому, изменяя вели.- йну дополнительной активной регулируемой нагрузки 12, можно добиться положения, когда показания ваттметрон 11 и 14 совпадут. Так как при этом активная мощность импульсной г=- грузки (газоразрядной лампы 1 к балластного дросселя 2) равна мощости, потребляемой дополнительной ак.гивной регулируемой нагрузкой 12, о величина тока 1д,измеряемая амперметром IЗ, вкгюченным в цепь этой нагрузки, будет равна величине активной составляющего полного тока импульс н Ой н а гp5 9 KH

Резистор 16, включенный в цепь дополнительной активной регулируемой нагрузки 12 в моменты открытого сос.гояния коммутирующего элемента

15„ ?анен по величине сопротивлению токовой обмотки эаттметра 11. Резистор !6 необходим для того, чтобы показания ваттметра 14 не зависели от величины сопротивления токовой обмотки ваттметра 11.

Таким образом„ измерин значения полного тока импульсной нагрузки по показаниям амперметров 6 или 8

122б 313

20

55 и активной составляющей полного тока

3< по показаниям амперметра 13,можно определить cos (p.

Следует отметить, что измерение полного тока импульсной нагрузки Э и активной составляющей полного тока импульсной нагрузки можно производить одновременно.

Расширение функциональных возможностей устройства достигается за счет возможности измерения не только импульсного тока, но и коэффициента мощности в момент перегрузки.

Формула изобретения

1. Способ измерения тока приемника электроэнергии в момент кратковременной перегрузки, заключающийся в том, что суммируют ток приемника с постоянным по величине током, пр".— рываемым в момент перегрузки, регулируют указанный ток по величине до достижения постоянной величины суммарного тока и измеряют последний, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения cos g дополнительно суммируют активный ток приемника с постоянным по величине током, прерываемым в момент перегрузки, регулируют указанный ток по величине до достижения постоянной вепичины суммарного тока и определяют cos p как отношение последнего к ранее измеренному суммарному току.

2. Устройство для измерения тока приемника электроэнергии в момент кратковременной перегрузки, содержащее блок управления, ваттметр, два амперметра, .коммутирующие элементы, активную регулируемую нагрузку и токоограничивающие элементы, например дроссели, причем первая шина питающей сети подключена через последовательно соединенные приемник электроэнергии и первый токоограничивающий элемент к первому выводу первого коммутирующего элемента и первому выводу второго токоограничивающего элемента, второй вывод которого соединен с второй шиной питающей сети и через второй коммутирующий элемент с первым выводом третьего коммутирующего элемента, второй вывод которого подключен к второму выводу первого коммутирующего элемента и первому выводу первого амперметра, первая шина питающей сети подключена через обмотку напряжения ваттметра к второй шине питающей сети и через последовательно соединенные активную регулируемую нагрузку и второй амперметр к первому выводу третьего коммутирующего элемента, управляющий зход которого соединен с первым выходом блока управления, второй и третий выходы которого подключены к управляющим

/ входам первого и второго коммутирующих элементов соответственно, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных ,возможностей за счет измерения

cos y в него введены дополнительная активная регулируемая нагрузка,третий амперметр, а также четвертый, пятый, шестой и седьмой коммутирующие элементы, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления, первая шина питающей сети подключена через дополнительную активную регулируемую нагрузку к первому выводу третьего амперметра, второй вывод которого подключен через четвертый коммутирующий элемент к второй шине питающей сети и через пятый коммутирующий элемент к первому выводу токовой обмотки ваттметра, второй вывод первого амперметра подключен через шестой коммутирующий элемент к первому выводу токовой обмотки ваттметра и через седьмой коммутирующий элемент к второй шине питающей сети и второму выводу токовой обмотки ваттметра.

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два резистора и дополнительный ваттметр, выводы обмотки напряжения которого соединены с соответствующими шинами питающей сети, причем второй вывод третьего амперметра соединен с соответствующими выводами четвертого и пятого коммутирующих элементов через токовую обмотку дополнительного ваттметра, а вторая -шина питающей сети соединена с соответствующими выводами второго и четвертого коммутирующих элементов через первый и второй резисторы соответственно.

1?26313

J Н (Составитель С. Кабиков

Техред Л.Олейник Корректор М. Демчик

Редактор Р. Цицика

Заказ 2124/41

Тираж 7?8 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4