Способ измерения электрической энергии

 

Союз Советскик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ц859939

4 г (61) Дополиительмое к авт. саид-ву— (22)Заявлено 19,12.77 (21) 2556376/18-2! с присоединением заявки,рй. (23) Приоритет (51)А%. Кл .

G 01 К 21/00

)ocyp,àðñòâàííb1!! комитет

СССР по делам изобретений и открытий

ОпУбликовано 30, 08 ° 81 ° Бюллетень 1 32

Дата опубликования описания 30. 08. 8 1 (53) УД 621.3!7. . 1 (088. 8) Ф. А. Зыкин, И. О. Карпов, А. И. Дивеев и Т. С. Плотникова (72) Авторы изобретения

Ульяновский политехнический институт (71 ) 3ая ви тель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности к измерению энергии переменного тока в системе электроснабжения.

Известен способ измерения электрической энергии (1), заключающийся в определении по мгновенным значениям тока и напряжения активной мощности и интегрировании ее во времени, т. е. в реализации уравнений

Т 1

P = — JUidt; Ч = JPdt

Однако по известному способу измеряется энергия нагрузки, определяемая

15 суммарной мощностью, состоящей из двух составляющих Р = Ри = Роси + Р, которые называются основной мощностью (Ро и) и вторичной (Р ) . Основная моща 20 ность определяет поток энергии к наг-, рузке иэ сети. Вторичная мощность определяет дополнительные потери энергии, вызванные искажающими действиями нагрузки. Она может быть и положительной и отрицательной. Вторичная мощность на нагрузках, вносящих искажения, будет отрицательная, а на не вносящихположительная.

Нелинейные нагрузки, потребляя энергию первой гармоники, генерируемую источниками, частично преобразуют ее в энергию высших гармоник, которая в основном теряется в передающих устройствах системы и в других нагрузках, питающихся с нею из одной дети. Несимметричные нагрузки, потребляя энергию прямой последовательноСти, генерируе-. мую источниками, частично преобразовывают ее в энергию обратной и нулевой последовательности, которая, как и высшие гармоники в первом случае, теряется в передающих устройствах системы и в других нагрузках.

Основная мощность (Росн } определяется мощностью первой гармоники при несинусоидальных режимах, мощностью прямой последовательности — при несим85993 метричных режимах и мощностью средних составляющих напряжений и токов — при модулированных режимах.

Вторичная мощность (Р ) определяется мощностью высших гармоник при неси5 нусоидальных режимах, суммой мощностей обратной и нулевой последовательностей при несимметричных режимах и мощ-с ностью модуляции при модулированных режимах или их комбинациями при сово- 10 купности различных искажений.

Фактически потребляемая энергия из сети определяется основной составляющей мощностью, тогда как по существующему способу энергия измеряется 15 по суммарной. При расчете за энергию в более выгодном положении оказываются потребители, нагрузки которых вносят искажения (они недооплачивают .за потребление электроэнергии), 20

Цель изобретения — повышение точности измерения энергии, потребляемой нагрузкой .из сети.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе измеряют мгновенные значения тока и напряжения, выделяют напряжение и ток прямой последовательности, выделяют первую гармонику токов и напряжений, усредняют вьщеленные значения токов и напряжений 3о за период модуляции, вызываемой изменением нагрузки, вычисляют значение потребляемой энергии, На чертеже показана схема устройства, реализующего предлагаемый способ,, 35

Источники трехфазного напряжения

Яагрузки подключены ко входам фильтра

1 прямой последовательности напряжения, а источник тока — к фильтру 2 прямой последовательности тока, выход 40 фильтра 1 прямой последовательности напряжения соединен со входом фильтра

3 основной гармоники напряжения, а выход фильтра 2 прямой последовательности тока - со входом фильтра 4 основ- 45 ной гармоники тока, выход фильтра 3

9 4. основной гармоники напряжения соединен со входом фильтра 5 средней составляющей напряжения, а выход фильтра

4 основной гармоники тока соединен со входом фильтра 6 средней составляющей тока, выходы фильтров 5 и 6 средних составляющих напряжения и тока соединены соответственно со входами блока

7 вычисления энергии.

Устройство работает следующим образом.

Фильтры 1 и 2 выделяют напряжение и ток лишь прямой последовательности.

Фильтры 3 и 4 выделяют из полученных сигналов первые гармоники напряжений и токов прямой последовательности, затем фильтры 5 и 6 осредняют полученные значения сигналов. Блок 7 вычисления энергии реализует следующее уравнение:

Формула изобретения

Способ .измерения электрической энергии, основанный на измерении мощности суммарного сигнала, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения энергии, потребляемой нагрузкой из сети, измеряют мгновенные значения тока и напряжения, выделяют напряжение и ток прямой последовательности, выделяют первые гармоники токов и напряжений, усредняют вьделенные значения токов и напряжений за период модуляции, вызыО ваемои изменением нагрузки, вычисляют значение потребляемой энергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Арутюнов В. О. Электрические измерительные приборы и измерения. M., ГЭИ, 1958 (прототип) .

859939

Редактор М. Лысогорова

Заказ 7539/67

Ф

С

Ю д

Составитель В. Шеваль

Техред 3.Фанта Корректор10. Билак

Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4