Способ измерения реактивной мощности и устройство для его реализации

 

ОЛ ИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватсмык

Социалистическии

Реслублии (6l) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 23. 05. 80 (2 l ) 2948193/18-2 с присоединением заявки Рй> (23) П риоритет

Опубликовано 07. 04 ° 82 ° Бк>ллетень М

Дата опубликования описания 07,04, 06

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

1P, у> р °

g!

Г.И.Кацман, М.Л.Ерошенко и В.Б.Яко аский,";,=,:1 61! !, i .РЮ. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЦНОСТИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в автоматике и энергетике, например, для реализации измерительных преобразователей реак5 тивной мощности.

Известен способ измерения реактивной мощности, заключающийся в том, что в трехфазной сети при симметричной системе напряжений перемно><ают мгновенные значения тока в одной фазе на мгновенные значейия напряжения между двумя другими фазами, а произ-. ведение усредняют в течение периода (11.

Его недостатком является то, что он неприменим для измерения реактивной мощности в однофазной цепи.

Известен способ измерения реактивной мощности, включающий перемножение мгновенных значений тока и напряжений, одно из которых сдвинуто на

90 относительно другого, и усреднение полученного произведения в тече. ние определенного интервала времени (21.

Данный способ осуществляется устройством для измерения реактивной мощности, содержащим множительный блок, один вход которого непосредственно, а другой через фазосдвигающий блок подключены к входным шинам, выход множительного блока через фильтр подключен к выходной шине P2) .

Недостатком указанного способа является низкая точность, обусловленная зависимостью амплитуды сдвигае»ваго сигнала от частоты.

Цель изобретения - повышение точности в широком диапазоне частот.

Поставленная, цель достигается тем,,что согласно способу измерения реактивной мощности, включающему перемножение мгновенных значений тока и напря><ения и усреднение полученного произведения в течение определенного интервала времени, после перемножения

3 910870 4 мгновенных значений напряжения и тока Преобразование происходит по запроизводят выделение переменной .сос- кону тавляющей произведения, а,усреднение а=T) ы(гщ.ч)at= производят с момента перехода через ноль тока (наполнения) входного сиг- а /Г нала в течение интервала времени, рав- 2Я ного 1/4 периода Входного сигнала. .Де Т = X- - пеРиоД вхоДНОГО сигнатакой спос б может быть осуществ- ла тока (напРЯжениЯ), если оно пРоиэлен устройством, содержащим множитель- водится с момента, перехода через нуль ный блок, входы которого соединены 1О с входными шинами, а выход подключен Если преобразование производится к входу первого Фильтра нижних час- с момента перехода через нуль кривой тот, выход которого соединен с первой напряжения, то его уравнение имеет выходной шиной, в который введены последовательно соединенные инвертор, а B. - ) m Сра(ь Ьа) at сумматор, ключ, второй фильтр нижних ) 1. частот, а также блок управления клю- f) ° л т SIll÷ чом, причем вход первого фильтра 1! нижних частот соединен с другим вхо- Разность заштрихованных площадей дом сумматора, а выход — с входом ин- щ на кРивой, выДеленной переменной сосвертора, выход второго фильтра ниж- тавлЯюЩей произвеДениЯ мгновенных них частот соединен с выходной шиной, значений напряжения и тока контролиа вход управления ключа через блок руемой цепи (фиг. 2в), РаспоЛоженных управления ключом соединен с первой выше и ниже оси времени, взятая на входнои шинои. 25 отрезках от П до п +, где

T т т

На фиг. 1 представлена схема уст- n - =0 1, 2, 3,..., пропорциональна ройства для осуществления способа иэ- реактивной мощности. Среднее значемерения реактивной мощности; на ние сигнала, пропорционального реакфиг. 2 - временные диаграммы, оясня- тивной мощности, изображено на фиг.2г, ющие работу устройства. Устройство, осуществляющее способ

Устройство для осуществления спо-. измерения реактивной мощности, рабособа измерения; реактивной мощности тает следующим образом. содержит множительный блок 1, первый При подаче на входные шины сигнафильтр 2 нижних частот, инвертор 3, лов пропорциональных соответственно сумматор 4, ключ 5, второй фильтр 6 мгновенным значеним тока и напряжения

35. ° нижних частот, блок 7 управления в контролируемой сети, на выходе мноключом, состоящий из фазосдвигающей 4жительного блока 1 появляется сигнал, цепи 8, формирователей 9 и 1О и сум-. пропорциднальный мгновенной мощности. матора 11 по модулю два. .Этот сигнал поступает на фильтр 2 нижних частот. На выходе фильтра 2 curgпособ измерения реактивной мощ- нал пропо тционален значению активной ности состоит в следующем. мощности

tn rM

2.

C0S tI В КОНтрОлируеИз сигнала мгновенной мощности мой сети.

= 1) = ОтЯ)п(ЯФ. д. Р) ) рай)пЯ

ы с- - сотlf ьтпт ь Срд (аль ь Ьа) где И„, sin(kt+ 9) - Входной сигнал напряжения (фиг, 2а);

I sin P t - входной сигнал тока (фиг.26), выделяют переменную составляющую — " м cos(ZQ, t + Ч ) (фиг.2в), затем усрадняют выделенную переменную составляющую с момента перехода через 55 нуль тока (напряжения), контролируемой цепи в течение времени, равного 1/4 периода входного сигнала.

Выходной сигнал фильтра 2 инвертируется инвертором 3 и подается.на один . из входов сумматора 4, на другой вход которого поступает сигнал, пропорцио-. нальный мгновенной мощности с выхода множительного блока 1. На выходе сумматора 4 сигнал пропорционален переменной составляющей icos(253 t+ tII) мгновенной мощности. Одновременно с подачей сигнала, пропорционального мгновенному значению тока на входную шину, начинает работать блок 7 управления ключом 5. Сигнал на входе блока 7 управления ключом изображен на фиг. 26. При этом сигнал на выходе

Формула изобретения

5 9188 фазосдвигающей цепи 3 (фиг.2д) сдви нут на l/4 периода по отношению к сигналу на входе блока 7 управления, а выходные сигналы формирователей 9 и 10 имеют вид, изображенный íà . s фи г. 2ж, е. соот вет ственно. Выходные сигналы формирователей 9 и 10 управляют состоянием сумматора 11 по модулю два. Выходной сигнал сумматора

11 по модулю два (фиг. 2a) управляет ключом 5. Последний с момента перехода входного токового сигнала через нуль в течение времени, равного 1/4 периода входного сигнала, пропускает сигнал, пропорциональный переменной составляюцей "" " соз(2Й t +Ч ) про2 изведения мгновенных значений, напряжения и тока в контролируемой. сети с выхода сумматора 4 на вход фильтра

6 нижних частот. го

Выходной сигнал фильтра 6 нижних частот, изображенный на фиг.2г, пропорционален значению реактивной мощ.ности. Указанный сигнал подается н вторую выходную шину.,Па первую выходную шину устройства поступает сигнал с выхода фильтра 2 нижних частот, пропорциональный активной мощности контролируемой сети, благодаря Зо чему предлагаемое устройство может быть использовано в качестве совмещенного преобразователя активной и реактивной мощности.

Предла гаемое у ст рой ст во дает возможност ь произ водит ь из мерение реактивной мощности в широком диапазоне: частот в однофааных сетях, а также в трехфазных прй симметричной и несимметричной системе напряжений и токов. При этом асимметрия трехфазной системы напряжений и токов и изменение частоты напряжения (тока) в сети не. вносят погрешности в про.цесс измерения.

1 . С пособ измерения реа кти вной моцности, включающий перемножение мгнов"нных значений тока и напряжения и усреднение полученного произведения в течение определенного интервала времени, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне частот, после перемножения мгновенных значений напряжения и тока производят выделение переменной составляющей произведения, а усреднение производят с момента перехода через ноль тока (напряжения) входного сигнала в тече-и н н е и тервала времени, равного 1/4 периода входного сигнала.

2 . Уст рой ст во для реали зации способа по п.1, содержацее множительный блок, входы которого соединены с входными шинами, а выход подключен к входу первого фильтра нижних частот, выход которого соединен с первой выходной шиной, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне частот, в него введены последовательно соединенные инвертор, сумма" тор, ключ, второй фильтр нижних частот, а также блок управления ключом, причем вход первого фильтра нижних частот соединен с другим входом сумматора, а выход - с входом инвертора, выход второго фильтра нижних частот соединен с выходной шиной, а вход управления ключа через блок управления ключом соединен с первой входной шиной.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Электрические измерения. Иод ред. А.В.фремке, Л., "Энергия", 1973, с. 160-166.

2. Патент ClJA У 40Я803, кл. G 01 R 28/Об, 26.10.77.