Устройство для исследования работы счетчиков электроэнергии

 

ОП И Е-

ИЗОБРЕТЕН ИЯ 479063

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительпое к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.10.72 (21) 1839742/24-7 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.07.75. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 27.02.76 (51) Ч. Кл. G 01г 35/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретенив и открытий (53) УДК 621.3.089.6:

:621.317.38 (088.8) (72) Авторы изобретения Д. И. Асатиани и Э. М. Коваль (71) Заявитель Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ

СЧЕТЧИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Изобретение относится к испытательным поверочным средствам для электраизмерительных приборов, в частности для однофазпых и трехфазных двухэлементных счетчиков электроэнергии и может быть использовано для испытания счетчиков электроэнерпии при их производстве,и в процессе эксплуатации.

Известные устройства для испытания счетчиков электроэнергии, содержащие фазовращатель, трансформаторы напряжения, регулировочные автотрансформаторы, усилители мощности, измерительные блотои цепей тока, подключенные через трансформаторы напряжения к соответствующим фазам сети, и цепей напряжения, подключенные к фазам сети через трансформаторы на пряжввия, m трехфазный фазовращатель, обеспечивают синусоидальную форму кривых токов и напряжений, что не соответствует условиям эксплуатации счетчиков электроэнергии. В связи с увеличением удельного веса нелинейных нагрузок (преобразовательных установок) форма кривых тока и напряжения искажается, и результаты исследования работы счетчика с помощью этих устройств неточны.

С целью повышения точности определения погрешности однофаз ных и трехфазных двухэлементных счетчиков электроэнергии при несинусотедальных формах KpHIBbIx TOKQIB и напряжений предложенное устройство снабжено

2 блоками каналов высших гармоник тока и напряжения, состоящих из трансформатора напряжения, фазосдв игающего элемента, преооразователя формы кривой напряжения, по6 лосового фильтра и делителя напряжения, выходы которых присоединены ко входам суммирующих усилителей мощности, а измерительные блоки содержат четырехплечие мосты, в индикаторную диагональ которых пои дается суммарное напряжение (ток) высших гармоник с выходов суммирующих усилителей мощности, при этом обмотки напряжения исследуемых счетчиков и образцовых приборов включены в одно,из плеч моста измери1С тельного блока цепи напряжения, токовые обмотки — в плечо моста измерительного блока цепи тока, в которых происходит суммирование напряжений (токоB) разных частот и заданное искажение формы кривой.

20 На фиг. 1 изображена функциональная схема описываемого устройства; на фиг. 2— функциональная схема канала высшей гармоники напряжения (тока); на фиг. 3 — принципиальная электрическая схема системы измерительных блоков установки.

Предложенное устройство состоит из каналов высших гармоник напряжения между фазамиА и В (UJ, 1, Uq, U> i ) 1,2,3, напряжения между фазами В и С (Uu — i

ap U, Up,1 ) 4, 5, 6, тока фазы А (lp

479063

1, ) 7, 8, 9, тока фазы С (Ig, i, 1,1 + )

10, 11, 12; суммирующих уоилителей мощности цепи напряжения фаз А и В 13, цепи напряжения В и С 14, цепи тока фазы А 15, цепи тока фазы С 16; измерительных блоков цепи напряжения фаз А и В 17, цепи напряжения фаз В и С 18, цепи тока фазы

А 19, цепи тока фазы С 20 и фазовращателя 21.

Каналы высших гармоник напряжения 1, 2, 3 и измерительный блок 17 фаз А и В присоединены к соответствующим фазам трехфазной сети промышленной частоты

=50 гц через фазовращатель 21, с помощью которого устанавливается сдвиг по фазе между напряжением U Аз и током фазы А 1, . Выходы каналов высших гармоник 1, 2, 3, соединенные последовательно между собой, присоединены ко входу суммирующего усилителя мощности 13 цепи напряжения фаз А и В. Выход усилителя 13 соедипен со входом измерительного блока 17.

Каналы высших гармоник напряжения 4, 5, 6 и измерительный блок 18 присоединены к фазам В и С через фазовращатель. Выходы каналов 4, 5, 6 присоединены ко входу суммирующего усилителя мощности 14 цепи напряжения фаз В и С, а его выход — ко входу измерительного блока 18.

Аналогично каналы высших гармоник тока 7, 8, 9 и измерительный блок 19 присоединены к фазе А сети. Обратным проводом служит фаза В. Выходы каналов высших гармоник подключены ко входу суммирующего усилителя мощности 15, выход которого соединен со входом измерительного блока 19.

Каналы высших гармоник тока 10, 11, 12 и измерительный блок 20 присоединены к фазе С сети. Обратным проводом также служит фаза В. Выходы каналов высших канаIoB гармоник,подключены ко;входу суммирующего усилителя:мощности 16 цепи тока фазы С, выход которого соединен со входом измерительного блока 20.

Цепи напряжения и тока установки, как и во всех поверочных и испытательных установках, питаются раздельно.

Описанная установка работает следующим образом.

Для испытания счетчиков электроэнерпии необходимо установить заданный гармонический состав кривых напряжения и тока.

При исследовании работы однофазных счетчиков электроэнергии включается одна половина установки — один измерительный блок, например блок 17 со всеми каналами высших гармоник 1, 2, 3 и суммирующим усилителем мощности 13, и один измерительный блок цепи тока 19 также со всеми каналами высших гармоник 7, 8, 9 и суммирующим усилителем мощности 15.

Токовые обмотки исследуемых счетчиков и ооразцовых и контрольных приборов подключаются к соотвепспвующим клеммам из5

4 мерительного блока цепи тока 19, а обмотки напряжения соответственно к клеммам измерительного блока цепи напряжения 17, С помощью фазовращателя 21 устанавливается сдвиг фаз между напряжением и током основной гармоники.

Значения величины напряжения и токов основных гармоник устанавливаются с помощью регулирующей аппаратуры, имеющейся в измерительных блоках.

В каналах высших гармоник 1, 2, 3, 7, 8, 9 устанавливаются значения амплитуд высших гармоник и углов адвига между основной и высшими гармониками на пряжения и тока.

Значения амплитуд высших гармоник,и фазо. вого угла контролируются приборами, включаемыми в измерительные блоки 17, 19. Установлением заданного гармонического состава кривых напряжения и тока установка подготовлена к проведению испытания счетчиков.

После включения установки в каналах высших гармоник 1, 2, 3, 7, 8, 9 генерируегся напряжение U,,где К = 2, 3, 4,..., n — порядковый номер высшей гармоники заданной амплитуды и при заданном угле сдвига

Ч" между к-той и основной гармоникой напряжения (тока), Частота высшей гармоники к-того канала будет равна f = к .

Напряжения высших гармоник U2, U„,..., U„сдвинутые в общем случае относительно друг друга, подаются на вход усилителя мощности 13, 15, где суммируются, На выходе усилителя мощности 13 получаем искаженное напряжение ХУд, а на выходе усилителя мощности 15 — искаженный ток

Zl, состоящие из высших гармоник напряжения и тока, которые подаются на вход измерительных блоков 17 и 19 соответственно. Там они суммируются с основной гармоникой напряжения Иг (тока 1 г ) и на выходе их получаются напряжения (токи) заданной формы.

Полученные на выходе измерительных блоков 17, 19 искаженные напряжения .и токи подаются в соответствующие обмотки исследуемых счетчиков и образцовых приборов.

Погрешности счетчиков электроэнергии, вызванные искажением формы кривых напряжения и тока, при наличии соответствующих образцовых приборов определяются одним из известных методов, например, методом ваттметра-секундомера.

Работа установки при испытании трехфазпых двухэлементных счетчиков электроэнергии аналогична описанной выше. Только в этом случае включается вся установка в соответствии со схемой на фиг. 1. Исследуемые трехфазные счетчики включаются по известной схеме Арона во все измерительные блоки 17, 18, 19, 20. Аналогично включаются и трехфазные образцовые ваттметры. Все остальные приборы включаются нормально. Состав гармоник и углы сдвига между основными и высшими гармониками, а следова479063

65 тельно, и заданные искажения кривых, устанавливаются для каждой цепи и фазы раздельно.

На фиг. 1 линии связи между измерительными блоками 17, 18, 19, 20 при исследовании работы однофаз Iblx счетчиков показаны сплошными линиями, а при исследовании работы трехфазных счетчиков — пунктирными.

Каналы высших гармоник одного порядка (U, è I ) совершенно не отличаются друг от друга. Каналы гармоник разного порядка отличаются только параметрами входящих в них блоков.

Приведенный на фиг. 2 канал высшей гармоники напряжения U „(тока 1, ) состоит из трансформатора напряжения 22, фазосдвигающего блока 23, преобразователя формы кривой напряжения 24, полосового фильтра 25 и усилителя напряжения 26. Напряжение, частотой основной гармоники f< через трансформатор 22 подается на фазосдвигающий блок 23, обеспечивающий получение заданного сдвига фаз между напряжением основной гармоники и выходным напряжением.

Полученное синусоидальное напряжение подается на вход преобразователя 24, с выхода которого снимается искаженное периодическое напряжение частотой основной гармоники f>. Преобразователь 24 должен таким образом искажать форму кривой напряжения, чтобы в ней оказался весь спектр гармоник необходимой частоты, не внося при этом дополнительного сдвига фаз между своими входными синусоидальными и выходными периодическим напряжениями. Искаженное периодическое напряжение подается на полосовой фильтр 25, который выделяет к-тую гармонику напряжения синусоидальной формы частотой f = lcf1 и подает его на вход усилителя напряжения 26. Усиленное синусоидальное напряжение U частоты f „ подается на вход у оилителя мощности 13.

Суммирующие усилители мощности 13, 14 отличаются от усилителей 15, 16 только выходными трансформаторами. На выходе усилителей 13, 14 установлены трансформаторы напряжения, а на выходе усилителей 15, 16 — трансформаторы тока.

Измерительные блоки 17, 18, 19, 20 представляют собой четы рехплечие мосты (фиг. 3). Два смежных плеча каждого из них составляют вторичные полуобмотки трансформаторов напряжения Tp1, Тр2 и трансформаторов тока Тр3, Тр4. В третье плечо моста измерительных блоков 17, 18 включены обмотки напряжения исследуемых счетчиков Wh, образцовых ваттметров W и вольтметры V. В третье же плечо измерительных блоков цепи тока 19, 20 включены токовые обмотки счетчиков, образцовых ваттметров и амперметры А. В четвертое плечо включены регулируемые полные сопротивления Z „ (Z т ), а в диагональвторичная обмотка выходного трансформатора напряжения (тока) 5

6 суммирующих усилителей 13 — 16 и образцовый вольтметр V (амперметр А ).

Структурные схемы и принципы работы всех блоков одинаковы, а блоки цепей напряжения (или токов) абсолютно идентичны.

Измерительные блоки получают питание от трехфазной сети через регулируемые автотрансформаторы АТр, с помощью которых производится регулирование величин питающего напряжения, причем измерительные блоки цепей напряжения 17, 18 подсоединены к сети через фазовращатель 21 (фиг. 1). К выходам автотрансформаторов подключены первичные обмотки трансформаторов напряжения Tp1, Тр2, измерительных блоков 17, 18 и трансформаторов тока Тр3, Тр4 измерительных блоков 19, 20, питающих соответствующие мосты (фиг, 3) .

Симметрирование мостов всех измерительных блоков производится прн отключенных каналах высших гармоник с помощью регулировки составляющих полного сопротивления Z„a плече моста измерительных блоков 17, 18 и Z т — в плече моста измерительных блоков 19, 20 при установленных испытательных значениях величин напряжения и тока, контролируемых вольтметрами V и амперметрами А. Индикаторами равновесия служат вольтметры V„z амперметры А включенные в диагонали соответствующих мостов.

После уравновешивания мостов в ихдиагонали через суммирующие усилители мощности 13 — 16 включаются все каналы высших гармоник, в которых устанавливаются необходимые при испытаниях величины амплитуд и фазовых сдвигов.

На фиг. 3 сплошными линиями обведены исследуемые однофазные счетчики Wh и образцовые ваттметры W, а пунктирнымитрехфазные.

Предмет изобретен и я

Устройство для исследования работы счетчиков электроэнергии, содержащее фазовращатель, трансформаторы напряжения, регулировочные автотрансформаторы, усилители мощности, измерительные блоки цепей тока. подключенные через трансформаторы напряжения к соответствующим фазам сети, и цепей на пряжения, подключенные к фазам сети через трансформаторы напряжения и трехфазный фазовращатель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения погрешности однофазных и трехфазных двухэлементных счетчиков электроэнергии при несинусоидальных формах кривых токов и напряжений, оно снабжено блоками каналов высших гармоник тока и напряжения, состоящих из трансформатора напряжения, фазосдвигающего элемента, преобразователя формы кривой напряжения, полосового фильтра и делителя напряжения, выходы KOTOpbIx присоединены ко входам суммирующих уси7 лителей мощности, а измерительные блоки содержат четырехплечие мосты, в индикаторную диагональ которых подается суммарное напряжение (ток) высших гармоник с выходов суммирующих усилителей мощности, при этом обмотки напряжения исследуемых усилителей мощности, при этом обмотки напряжения исследуемых счетчиков и образцо479063

8 вых приборов включены в одно из плеч моста измерительного блока цепи напряжения, токовые обмотки — в плечо моста измерительного блока цепи тока — в которых проис5 ходит суммирование напряжений (токов) разных частот и заданное искажение формы кривой.

479063

А Тр Тр

A Tp TP

Изд. № 1668

Тираж 902

Редактор В. Левятов

Заказ 7688

Составитель И. Днепровская

Техред A. Камышннкова

МОТ, Загорский филиал

Корректор T. Фнсенко

Подписное