Устройство для измерения реактивной мощности

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик 890259

Ф

„/в

, gi

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 07.03.80 (21) 2889701/18-21 (5()М. Кл. с присоединением заявки №

G 01 R 21/06

Государственный комитет

СССР (28) Приоритет по делам нзооретеннй н открытий

Опубликовано 15.12.81 Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15.12.81 (53) УДК 621.317, .78 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Буняк, А. Н.- Лупенко и А. А. Елизаров

ТЕХ,"-. .; -;.

Б ЫИОТЩа

Тернопольский филиал Львовского ордена Ленин

I института им . Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РЕАКТИВНОЙ МО1ЦНОСТИ

Изобретение отно ится к области электроиз мерения и может быть использовано для измерения реактивной мощности в электрических цепях при наличии,в них периодических несинусоидальных и непериодических (случайных) напряжений и токов.

Известно устройство для измерения рсактю ной мощности, содержащее трансформаторы напряжения и тока, к входу одного из них подключен фазосдвигающий блок (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения в цепях при несинусоидальных режимах.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для из- IS мерения реактивной мощности, содержащее трансформаторы тока и напряжения, выходы которых подключены к фаэометру, выход которого через блок вычисления тангенса подклю чен к множительному блоку, выход трансформатора тока подключен к множительному блоку, выход которого соединен с первым входом регистрирующего устройства, второй вход которого через блок определения фазы подключен к трансформатору напряжения (21.

Однако это устройство обладает недостаточной точностью измерения реактивной мощности при несинусоидальных режимах.

Целью изобретения является повышение точыоети устройства.

Поставленная цель достигается тем, что уп ройство для измерения реактивной мощности, содержащее трансформаторы тока и напряжения, блок определения минимума, последовательно соединенные блок вычисления сдвига фазы, блок определения синуса, блок умножения, выход которого соединен с регистрирующим устройством, введены два масштабных преобразователя, трн коммутатора, фазоврашатель, анализатор спектра, четыре аналоговых запоминающих устройства и блок управления, причем выходы трансформаторов тока и выходы трансформаторов напряжения через первый и второй масштабные преобразовател1. соединены с первым коммутатором, выход которого через последонательно соединенные фазовращатель и анализатор спектра полключены

890259 к блоку определения минимума, выход которого соединен с другим входом фазоврашэтеля, входом блока управления и с первыми входами четырех аналоговых запоминающих устройств, вторые входы первых двух из которых соединены через второй коммутатор с выходом фазовращателя, вторые входы других двух .аналоговых запоминающих устройств со единены через третий коммутатор с выходом анализатора. спектра, другой вход которого со- 10 единен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, третий выход соединен с управляющими входами второго и третьего коммутаторов, четвертый выход — с регистрируюгцим устройством, пятый выход блока управления соединен с управляющим входом блока вычисления сдвига фазы, входы которых соединены с выходами первь1х двух аналоговых запоминающих устройств, выходы других двух аналоговых запоминающих устройств соединены со входами блока умнонсения, На чертеже приведена блок-схема устройства для измерения реактивной мощности. 2S

Устройство содержит трансформаторы 1 тока, масштабные преобразователи 2 и 3, выходы которых соединены со входами первого коммутатора 4, выход которого подключен к последовательно соединенным фазоврашателю 5, анализатору 6 спектра и блоку 7 определения минимума, второй и третий коммутаторы 8 и 9, управляющие входы которых подключены к блоку 10 управления, а выходы — соответственно к аналоговым запоминающим устройствам 11, 12 и 13, 14, выходы

35 аналоговых запоминающих устройств 11 и 12 подключены к блоку 15 вычисления сдвига фаз, выход которого соединен через блок 16 определения синуса с блоком 17 умножения, 40 другие входы которых соединены с выходами аналоговых запоминающих устройств 13 и 14, а выход блока 17 соединен с регистрирующим устройством 18. .Блок 10 управления задает алгоритм работы всех узлов устройства, а именно: определяет порядок коммутации фазных напряжений и выходных сигналов трансформатора 1 тока, выдавая соответствующие сигналы на коммутатор 4; управляет последовательным анализом каждой гармоники сигнала, воздействуя на анализатор 6; управляет коммутаторами 8 и 9 и аналоговыми запоминающими устройствами

11 — 14, обеспечивая необходимый порядок записи амплитуд гармоник и фазовых сдвитов напряжения н тока в аналоговых запоминающих

SS устройствах 11 — 14; управляет блоком 15 вычисления сдвига фаз; выдает регистрирующему устройству 18 текущее значение номера гармо4 ники, а также идентифицирует сигнал, анэлизируемый. в данный момент.

Работа всего устройства синхронизируется частотой исследуемого напряжения, для чего на блок управления 10 поступает напряжение фазы А.

Устройство работает следующим образом.

Трехфазное напряжение промышленной сети и напряжения, пропорциональные току каждой фазы, снимаемые. с помощью трансформатора

1 тока через масштабные преобразователи 2 и

3 соответственно, поступают .на коммутатор 4, который под воздействием блока 10 управления коммутирует последовательно во времени фазы напряжения А, В, С и напряжения, пропорциональные токам фаз А, В, С. Выходной сигнал коммутатора 4, соответствующий напряжению (или току) выбранной фазы, через фазовращатель 5, управляемый блоком 7 определения минимума, поступает на анализатор б спектра, который определяет модули синусной и косинусной составляющих каждой k-той гармоники, причем k = 1, 2, ..., n, где n— требуемое количество определяемых гармонических составляющих. Косинусная составляющая поступает на блок 7 определения минимума, который управляет сдвигом фазы фазоврашателя 5 до тех пор, пока косинусная составляющая не примет минимального значения. Если начальная фаза соответствующей гармоники отсутствует, фазовращатель 5 находится в исходном состоянии. В этом случае синусная составляющая равна амплитуде анализируемой гармоники, и блок 7 определения минимума выдает команду аналоговым запоминающим устрой/ ствам 11 — 14 на запоминание амплитуды гар-. моники и ее фазового сдвига.

Запоминание происходит следующим образом.

Блок 10 управления управляет коммутаторами

8 и 9, которые подключают соответствующие аналоговые запоминающие устройства к фазовращателю 5 и анализатору 6. В аналоговом запоминающем устройстве 11 записывается фазовый сдвиг исследуемой гармоники напряжения, в аналоговом запоминающем устройстве

12 — фазовый сдвиг гармоники тока. В аналоговом запоминающем устройстве 13 записывается амплитуда исследуемой гармоники тока, в аналоговом запоминающем устройстве 14— амплитуда исследуемой гармоники напряжения.

Блок 10 управления выдает сигналы разрешения записи аналоговым запоминающим устройствам 11 — 13 или 12 — 14 соответственно. Сигнал определения минимума от блока 7 определения минимума поступает также на блок 10 управления, которое (после окончания записи информации в аналоговом запоминэюшем уст ройстве) включает блок 15 вычисления сдвига фазы между напряженнем и током исследуемой гармоники. л затем с помощью блока 16 определения синуса вычисляется синус .угла сдвига фаз, Блок 17 умножения умножает выходные сигналы аналоговых запоминающих устройств 13 и 14 н блока 16 определения синуса, и на выходе блока 17 формируется значение реактивной мощности исследуемой гармоники сети, которое поступает на регистратор 18, фиксирующий реактивную мощность по команде от блока 10 управления.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерять реактивную мощность в однофазных и трехфазных цепях с несинусоидальными режимами. Изобретение найдет применение для измерения качественных параметров электросети при оптимизации качества электроэнергии и компенсации реактивной мощности.

Формула изобретения

Устройство для измерения реактивной мощности, содержащее трансформаторы тока и напряжения, блок определения минимума, последовательно соединенные блок вычисления сдвига фазы, блок определения синуса, блок умножения и регистрируюгцее устройство, о т.! и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два масштабных преобразователя, три коммутатора, фазоврагцатель, анализатор спектра, четыре аналоговых запоминающих устройства и блок управления, причем выходы трансформаторов

0259 Ь 1ока и выходы трансформаторов напряжения через первый и второй масштабные преобразователи соединены с первьп; коммутатором, выход которого через последовательно соединенные фазовращатель и анализатор спектра подключены к блоку определения минимум, выход которого соединен с другим входом фазовращателя, входом блока управления и с первыми входами четырех аналоговых эаtO поминающих устройств, вторые входы первых двух из которых соединены через второй коммутатор с выходом фазовращателя, вторые входы других двух аналоговых запоминающих устройств соединены через третий коммутатор с выходом анализатора спектра, другой вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, третий выход соединен с управляющими вхоiO лами зторого и третьего коммутаторов, четвертый выход — с регистрирующим устройством, пятый выход блока управления соединен с управляющим входом блока вычисления сдвига фазы, входы которых соединены с вы2% ходами первых двух аналоговых запоминающих устройств, выходы других двух аналоговых запоминающих устройств соединены со входами блока умножения.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Курс электрических измерений. Под ред.

Прыткова В. Т. и др. ч. tl, М.— Л., ГЭИ, 1960.

2. Заявка Японии И 54 — 21273, 110 F 2, 7 .07.79, 890259

Составитель Г. Ястребова

Редактор О. Персиянцева Техред А.Бабинец

Корректор E. Рошко

Подписное

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

Заказ 10962/72 Тираж 735

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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