Способ измерения активной мощности трехфазной сети переменного тока

 

Изобретение может быть использовано для измерения электрических величин, например, активной мощности в трехфазных трехи четырех проводных сетях переменного тока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет обеспечения измерения в четырехпроводной и трехпроводной трехфазных сетях. Согласно способу измеряются напряжение между первой и второй фазами , линейное напряжение между третьей и второй фазами, фазное напряжение второй фазы, токи первой и третьей фазы и суммарный ток трех фаз. Активная мощность вычисляется по формуле, приведенной в описании изобретения. Устройство для реализаS (Л осе ISD ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„125097

А1 (51)4 G01R 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2868000/24-21; 3323619/24-21 (22) 14.12.79 (46) 15.08.86. Хюл. Ф 30 (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (72) В.У.Кизилов и И.И.Смилянский (53) 621.317.38 (088.8) (56) Фремке А.В. Электрические измерения. M.: Машиностроение, 1971, с.166, рис.7.20

Фремке А.В.Электрические иэмере— ния. — ГЭИ, M. — Ë., 1953, с.198, рис.132. (54} СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для измерения электрических величин, например, активной мощности в трехфазных трех- и четырех провод" ных сетях переменного тока. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей — достигается за счет обеспечения измерения в четырехпроводной и трехпроводной трехфаэных сетях, Согласно способу измеряются напряжение между первой и второй фаэамн, линейное напряжение междутретьей н второй фазами, фазное напряжение второй фазы, токи первой и третьей фазы н суммарный ток трех фаз. Активная мощность вычисляется по формуле, приведенной в описании изобретения. Устройство для реализа1250973 ции способа содержит множительные блоки 1,2 и 3, сумматор 4, масштабные. преобразователи 5-10. Для реализации

Изобретение относится к области измерений электрических величин и может быть использовано для измерения активной мощности трехфазных трехи четырехпроводных сетей переменного тока.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения в четырехпроводной и трехпроводной трехфазных се- 10 тях.

На чертеже приведена функциональ— ная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит три множитель- 15 ных блока 1,2 и 3, выходы которых подключены к входам сумматора 4. Первые входы множительных блоков 1,2 и 3 соединены соответственно с выходами масштабных преобразователей 5, 20

6 и 7, а вторые входы — с выходами масштабных преобразователей 8, 9 и 10 тока. Входы преобразователей

5 — 10 являются входами устройства, а выход сумматора 4 — выходом устройства.

На входы масштабных преобразователей 5 и 6, которые в простейшем случае представляют собой трансформаторы напряжения, подают линейные ЗО напряжения соответственно UA и Цс, Входную цепь преобразователя 7 в случае измерения в четырехпроводной сети подключают между второй фазой и нулевым проводом (напряжение И )

Входы масштабных преобразователей 8 и 9 (в простейшем случае трансформаторов тока1 подключают к первичным измерительным трансформаторам тока первой и третьей фаз. 40

Вход преобразователя 10 подключен при измерениях в четырехпроводной сети так, чтобы через него протекал ток, пропорциональный сумме токов всех трех фаз. Этот преобразователь 45 в простейшем случае представляет собой трансформатор тока с тремя перданного способа могут использоваться простые универсальные устройства для измерения мощности. 1 ил . вичными обмотками 1 фильтр нулевой последовательности тока). Как правило, первичные обмотки выполняют одновитковыми, а число витков вторичной обмотки такое же, как и у трансформаторов тока 8.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что измеряют линейное напряжение между первой и второй фазами U, линейное напряжение между третьей и второй фазами фазное напряжение второй фазы 1), ток первой Лазы 1л, ток третьей фазы )с и суммарный ток всех трех фаз 2 = Л + Лл + Z а активную мощность вычисляют по формуле.

Р=--1 (U T+U I+U ° Z)dt

1 с т ль л сю с Ь у о которую, переходя от мгновенных значений напряжений и токов к комплексным переменным, можно представить в виде

P=Ref0„, 3„. U„J,. Î,1,5„-3, ЭА, (1) где звездочкой обозначены сопряженные комплексные переменные. Легко показать, что формула (1) отражает величину активной мощности трехфазной сети.

Заменив в (1)

1 1

1)дВ = Up — 11 эU(p = 1)с получим (U4 -д + U - р+ Uñ,- с,(2) что определяет активную мощность трехфазной сети.

При использовании предлагаемого способа для измерения мощности в трехпроводной сети, где нулевой провод отсутствует, напряжение

1J> = 0 и, следовательно, третье сла— гаемое в (1) также равно нулю, а первые два слагаемых не изменятся, т.е. измеряемая величина равна

1250973 (3) в трехпроводных и четырехпроводных сетях) высокой точности.

ЦАВ период измерения, линейное напряжение между первой и второй фазами; ток первой фазы; линейное напряжение между третьей и второй фазами; ток третьей фазы; фазное напряжение второй фазы; суммарнъФ ток первой, второй и третьей фаз исследуемой сети.

А

Псв

Т с

Е

Составитель С.Кабиков

Редактор М.Келемеш Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Заказ 4404/40 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 что определяет мощность трехфазной трехпроводной сети, а информация о токе второй Лазы не используется. 5

Следует указать, что алгебраическая сумма трех токов фаз численно равна взятому с обратным знаком то— ку нулевого провода. Это может быть использовано для упрощения .устройств, реализующих способ, в случае, если имеется возможность непосредственно получить сигнал, пропорциональный току нулевого провода.

Устройство для осуществления пред- 15 лагаемого способа работает следующим образом.

В множительном блоке 1 перемножают напряжения с выходов преобразователей 5 и 8, т.е. получают произ- 20 ведение UAA XA. В множительном блоке

2 получают произведения Uc3. Zc а в множительном блоке 3 — U (З.А + Хр,+ Тс).

Сигнал, пропорциональный активной мощности цепи, получают на выходе сумматора 4.

При измерении мощности в трехпроводной сети из-за отсутствия нулевого провода один из зажимов входной цепи масштабного преобразователя .30

7 не подключают и выходное напряжение этого устройства оказывается равным нулю. При этом не имеет значения, подключена цепь тока второй фазы или нет 1ò.е. имеется ли информация о токе второй фазы), так как выходной сигнал множительного блока 3 в любом случае равен нулю. Подключение же остальных цепей рассматриваемого преобразователя остается неизменным.

Таким образом, при реализации предлагаемого способа различие при измерении мощности в четырехпроводной или в трехпроводной сетях сводится только к неподсоединению одного зажима устройства ввода напряжения и никаких других переключений в схеме устройства не требуется.

Использование предлагаемого способа измерения мощности дает воэможность реализовать простые универсальные устройства измерения мощности (пригодные для измерения мощности

Формул а и з обретения

Способ измерения активной мощности трехфазной сети переменного тока, заключающийся в измерении линейного напряжения между первой и второй фазами, линейного напряжения между третьей и второй фазами, а также токов первой и третьей фаз исследуемой сети, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения измерения в четырехпроводной и трехпроводной трехфазнъж сетях, измеряют фазисе напряжение второй фазы и суммарный ток первой, второй и третьей фаэ исследуемой сети, а активную мощность

P вычисляют по формуле